Ekran ve Sensör Sistemlerindeki Sessiz Transducers Evrimi

Tesadüf transdüserler, laboratuvar merakından birden çok endüstride kritik bir şekilde taşındılar. Bu cihazlar bir enerji biçimi haline getiriyor -mekanik, akustik, elektrik – on yıl önce tekilebilen şekillerde kabul edilmelerini sağlıyor.Bu işlevsellik ve inviability kombinasyonu doğrudan ekranlara, pencerelere ve giyilebilir yüzeylere gömülü olmasını sağlar.

Malzeme Yeniliği Sürüş Teducer Performansları

şeffaf bir transdüser performansı neredeyse tamamen seçmenlerin malzemeleriyle belirlenir. Mühendisler ve araştırmacılar elektrik iletkenliği, mekanik esneklik ve optik açıklık dengelemeyi dengelemek için birkaç malzeme dersi takip ettiler.

Indium Tin Oksit (ITO) ve Başarıları

Indium tin oksit uzun zamandır şeffaf iletken elektrotlar için standart olmuştur. görünür spektrumdaki yüksek elektrik iletkenliği ve mükemmel şeffaflığı, daha fazla mekanik sağlamlığı ve daha düşük maliyet sunarken, daha düşük sıcaklıklara eğilimlidir, esnek yüzeylere sahip olmak gibi, bu kısıtlamalar, aşınma ve aşırı derecede iyileştirici malzemeler için bir kısıtlama olarak kalır.

Graphene ve Two-Dimensional Materials

Karbonun tek bir atom tabakası, sadece düşük profilli görüntülerle filmlerin verimini elde ederken olağanüstü elektrik iletkenliği ve mekanik gücüne sahiptir.Bu, yüksek kaliteli grafiklerde büyük ölçekli üretimler için neredeyse ideal kılar ve özellikle de transkonomiktörler için.

ITOP

Birkaç alternatif şeffaf iletken oksitler (TCOs) aynı zamanda ince film transistörleri (AZO) ve galyum-doped çinko oksit (GZO) yüksek sıcaklıklarda ve sert ortamlardaki stabilite nedeniyle ITO'ya karşılaştırılabilir elektrik performansı sunar.

Nanotel ve Nanotube Networks

Silver nanotel (AgNW) ağları mükemmel bir esnekliği ile yüksek elektrik iletkenliği sağlar. nanoteller arasındaki çatlaklar, iletkenliği korumak için termal veya kimyasal tedavilerden füzyon edilebilir. ancak, gümüş nanoteller mavi bölgede ışık verir, bu yüzden de fındık görünümüne yol açar.

Ekran Backplanes ve Touch Interfaces ile entegrasyon

şeffaf transdüserlerin en görünür uygulaması dokunmatik ekranlarda ve ekran sistemlerindedir. Transducer tabakası doğrudan görüntü kalitesi olmadan ekranın üst kısmında oturmak zorundadır. Bu yerler optik açıklığa, yanıt süresine ve dayanıklılıka sıkı bir şekilde ihtiyaç duyar.

Projektif Capacitive Touchscreens

Projektif dokunuş algılama, inceler, daha hafif ve daha hassas paneller için kullanılan bir ağ kablosuna sahiptir. bir parmak veya stilist yaklaşımlara dayanan şeffaf elektrotlar.Sorumlu dokunmatik sensörler zaten standarttır, ancak yeni malzemeler inceler, esnekliğine izin verir ve daha hassas paneller. Graphene-tablok sensörlerin işaretli kapaklı ekran görüntülerinin altında, milyonlarca bükme döngüsüne dayanan standart dokunmatik sensörler.

Kuvvet Sensing ve Haptic Feedback

Basit dokunuş algılamasının ötesinde, şeffaf transdüserler bir dokunuşun gücünü ölçebilir ve haptik geri bildirim sağlayabilir. Piezoelektrik şeffaf malzemeler, polivinylidene fluoride (PVDF) ve kopolimerleri, kullanıcının bir düğmeye tıkladığı zaman bir gerilim yaratır.Bu teknoloji, ekrandaki ince bir PVDF filminin altındaki bir görüntüyü oluşturabilir ve ekrandaki baskı, bir ölçülebilir elektrik sinyalini sağlar.

Artırılmış Gerçeklik ve Baş-Mounted Displays

Artırılmış gerçeklik gözlükleri gerçek dünyaya dayanan dijital bilgileri aşırı görüntüler gerektirir.Sorumlu transducers, ışık kaynaklı elementler için sürücü elektrotları (örneğin nanotörüntü veya dalga kılavuzlukları) ve renkli elektrotların 100 nanometrenin altındaki özelliği ile montajına olanak sağlar.

Sensör Uygulamaları Ekranların Ötesinde

Makul transdüserler görsel şeffaflığın gerekli olduğu çeşitli algılama uygulamaları için araçsaldır - estetik nedenlerle veya çünkü sensör şeffaf bir yüzeyde veya yerleştirilmelidir.

Çevresel İzleme

Akıllı pencereler, ışıklara yanıt verme yeteneğine sahip akıllı pencereler, iç içe dönük grafiklerden oluşan şeffaf bir nem sensörü de dahil edebilir.Bu sensörler bina yönetimi sistemini optimize etmek için ısıtma, soğutma ve montajsız havalandırmalar, alüminyum veya organik bileşiklere dayanarak, örneğin, bu sensörlerin bir pencereye sıkıştırılabilmesi için, bir penceredeki ısıtılması veya ısıtılmasında kullanılan bir bulutun etrafındaki bulutlu sensörlerin bir araya getirilmesine izin verir.

Biyometrik ve Sağlık İzleme

Akıllı kontak lensleri ve bileğin yamaları gibi, yumuşak, eğrili bir substrat üzerinde sensör elektromekanik bir sinyale depolandığında, lens materyalinde bulunan şeffaf bir su geçirmez sensör, göz içi basıncı dalgalanmalarını tespit edebilir, glaucoma'nın önemli bir göstergesi olarak, elektromekanik bir şekilde transducersöre dayanıklı olmayan elektromekanik bir şekilde transdüserlerin de aynı zamanda şeffaf olmayan ışık tutma elemanlarını korumaktır.

Yapısal Sağlık İzleme

Mimari cam, uçak rüzgarı, ve güneş panelleri gibi büyük şeffaf yüzeyler, iç delaminasyon veya çatlakları algılamak için optimize edilmiş olabilir, çarpmalar veya yorgunluk felaket başarısızlıklar meydana gelmeden önce, yapısal bir dondurma katmanını azaltabilir ve penceredeki testlerin görsel işlevselliğine müdahale edemezler.

Gelişen Sınırlar: Enerji Hasat ve Kendi Güçlendirilmiş Sistemler

Özellikle umut verici bir alan, ışık olmadan elektrik üretmek için şeffaf transdüserlerin kullanımıdır. Piezoelektrik ve triboelektrik nanojeneratörleri rüzgardan, yağmurdan veya elektrikten mekanik hareket çevirebilir. Bu cihazlar şeffaf olduğunda, birkaç tane watt değerinden ışık çekmeden elde edilebilir. Örneğin, TENG’lerin kombinasyonu, iki şeffaf elektrottan oluşan ince bir polymer filmi, küçük bir çevresel sensör veya LED göstergeye kadar enerji üretebilir.

Üretim ve Scalability Challenges

etkileyici laboratuvar sonuçlarına rağmen, ticari hacimlerle tanışmak için şeffaf transdüserlerin üretimi önemli engeller sunar. Aşağıdaki sorunlar yaygın olarak kabul edilmeye çalışılmalıdır.

Maliyet ve Forput

Mikroplom filmleri ve nano-tokonomi gibi kumaş yöntemleri ITO için iyi kurulmuştur, ancak alternatif malzemeler farklı işleme koşulları gerektirir. Roll-to-roll işleme for grafiklerene and nanotel filmler gelişiyor, ancak kare başına maliyet, üreticiler uzun vadeli bir dayanıklılık sunsalar yeni malzemeler benimsemeye daha isteklidir.

Uzun Süreli Güvenilirlik ve Çevre İstikrar

Şeffaf transdüserler sıcaklık bisikleti, nem, UV maruziyeti ve mekanik strese önemli bir bozulma olmadan dayanabilir. Silver nanoteller doğal olarak stabildir, ancak filmde nemlendirme ve gürültücüler için siteler olarak hareket edebilir.

Mevcut Ekran İmalat Hatları ile entegrasyon

Ekran üretimi, her sonraki sürecin adımını yeniden şekillendirmek için, bir grafikte elektrot ile yüksek oranda toleranslı bir süreçtir ve fotoresist ve sonraki etchingleri etkileyen.Bu nedenle, birçok ekran üreticisi başlangıçta karmakarışıklı yaklaşımları kabul eder - sadece belirli katmanlarda (örneğin, diğer elektrotları etkilerken) diğer elektrotları tamamen etkiler.

Çevre ve sürdürülebilirlik

Hassas transdüserler, enerji verimli binalar ve cihazlara olanak sağlayarak sürdürülebilirliğe katkıda bulunabilirler. Entegre sensörler, batarya atıklarını azaltır ve kendi kendine güçlü sensörler batarya atıklarını ortadan kaldırır. Ancak, malzemeler kendileri şeffaf transdüserler için kaynaklanmış responsibly.Indium, düşük çevresel etki ile üretilebilecek ve karbonatları sağlamak için bir ürün olmalıdır.

Sonuç: A Gap Future

Zorlu transdüserler artık bir niş teknoloji değildir. Milyonlarca dokunmatik ekranlarda, akıllı pencerelerde ve bugün kullanılabilir sensörlerin giyilir. Önümüzdeki on yıl malzeme performansında daha fazla gelişme görecek, üretim verimi ve entegrasyon karmaşıklığı için, sensörler ve güç kaynakları arasındaki sınırlar artık şeffaf değil mi?

[FONT:0]Dönemli kaynaklar: Daha fazla okunan malzemeler için, sıfırdan gelen oksitler üzerinde (Dönetici) makaleye göre, s.C Advances) ● Grafikte kullanılan bir üretim teknikleri, rulo-toplayıcı malzemelere bakınız.).