بسیاری از سطوح روزمره، از داخل خودرو تا لنزهای عینک، دارای منحنی دو محوری هستند که به این معنی است که در یک نقطه مشخص سطح در هر جهت منحنی است، مانند یک کره یا بیضوی.ایجاد صفحه نمایش و فیلم های نوری فعال که با این اشکال پیچیده مطابقت داشته باشند، مدت هاست که یک چالش بوده استسلول های کریستال مایع (LC) معمولی بر روی شیشه صاف ساخته شده اند و نمی توانند به صورت دو محوری شکل بگیرند و همچنین سنگین و شکننده هستند.

الکترونیک ارگانیکاز سوی دیگر، تولید ترانزیستورها را در دمای تولید که بیش از 100 درجه سانتیگراد نیست، امکان پذیر کرده است، به این معنی که همه انواع زیربناهای انعطاف پذیر می توانند بدون آسیب استفاده شوند.از جمله آنهایی که از نظر نوری دارای خواص ایده آل هستند مانند فیلم TACFlexEnable این قابلیت پردازش در دمای پایین را گسترش داده است تا شامل نه تنها ترانزیستورهای آلی فیلم نازک (OTFT) بلکه ساخت سلول های کریستال مایع نیز شود.اجازه می دهد تا اپتیک LC و نمایشگاه های کامل ارگانیک (کاغذ الکترونیکیوOLCD) برای تولید بر روی زیربناهای بسیار نازک و انعطاف پذیر.

در حالی که سازگاری این فیلم های پلاستیکی با یک سطح منحنی یک محوری (مانند یک سیلندر یا مخروط) نسبتاً مستقیم است ، منحنی دو محوری ، با استفاده از 3D termoforming فیلم ،نیاز به کشش فیلم داردشکل گیری سه بعدی امکانات جدیدی را برای نمایش ها و برنامه های کاربردی نوری، به ویژه در زمینه هایی مانند سطوح خودرو و AR / VR باز می کند.

اندرو راسل، طراح صنعتی اصلی در FlexEnable، توضیح می دهد که چگونه شکل گیری سه بعدی در زمینه الکترونیک انعطاف پذیر کار می کند.

شکل گیری سه بعدی چیست؟

شکل گیری سه بعدی فرآیند شکل دادن مواد به شکل های سه بعدی است. تمام سلول های LC و OTFT تولید شده در سراسر جهان از مواد صفحه صاف ساخته شده اند،بنابراین در FlexEnable ما این فرآیندهای تولید ثابت را اتخاذ می کنیمسپس ما از تکنیک های ساخت ساده برای تولید اشکال سه بعدی استفاده می کنیم.ما این کار را با استفاده از گرما به سلول ها در یک کوره یا بر روی یک صفحه گرم به یک دمای دقیق برای یک زمان از پیش تعریف شده برای ساخت مواد انعطاف پذیرفشار مثبت یا منفی برای مدت کوتاهی در دمای یک طرف سلول محدود اعمال می شود؛ سپس آن را حذف می شود و اجازه می دهد تا خنک شود.

شکل های منحنی دو محوری ساده می توانند با محدود کردن محیط سلول صاف و اعمال فشار هوا شکل بگیرند. شعاع منحنی (ROC) توسط سطح فشار هوا اعمال می شود.

تولید انبوه سلول ها می تواند با استفاده از تجهیزات موجود به صورت دسته ای در حال شکل گیری گرم و خلاء انجام شود.

شکل های پیچیده تر با شعاع های متغیر می توانند با فشار هوا منفی / مثبت در قالب شکل مورد نظر شکل بگیرند.برخی از فاکتورهای فرم ممکن است مناسب تر برای ترکیبی از پرده سازی یک محور منحنی در حالی که فشار دیگر ROC را تشکیل می دهد.

کاربردهایی که برای آن شکل گیری سه بعدی مورد نیاز است

اپتیک های AR/VR

استفاده فزاینده از عینک های واقعیت افزوده و مجازی (AR / VR) باعث افزایش تقاضا برای اجزای نوری پیشرفته می شود که تجربه کاربر را افزایش می دهد. این موارد شامل:لنز های تنظیم پذیر، که امکان تنظیم تمرکز پویا را فراهم می کند ودیمرهای پیکسل شده، که مقدار نور وارد شده به چشم کاربر را کنترل می کنند. مهم این است که این عناصر نوری باید دقیقاً با نوری ثابت منحنی در داخل عینک AR / VR مطابقت داشته باشند.به حداقل رساندن حجم و وزن، که می تواند بر تجربه کاربر تاثیر بگذارد.توانایی ترموفورم سلول های پلاستیکی LC امکان ایجاد دیمرهای پیکسل شده منحنی دو محوری و لنزهای تنظیم پذیر را فراهم می کند که به خوبی در برابر این سطوح نوری منحنی قرار می گیرند، بهبود عملکرد نوری و وضوح بصری.

سقف های هوشمند خودرو

فراتر از برنامه های کاربردی AR/VR،خودروهای الکتریکی تقاضا برای سقف های هوشمند را افزایش می دهندسقف های تابشی ماشین و پنجره های ماشین به صورت دو محوری منحنی هستند که نیاز به یکپارچه سازی فیلم های ضخیم کننده دارد که می توانند در سه بعدی شکل بگیرند.سلول های کریستال مایع FlexEnable با تغییر سریع روی بستر های پلاستیکی انعطاف پذیر باعث منحنی شدن دو محوری می شوند، و سلول ها حتی می توانند به صورت قطعه ای یا پیکسل شوند تا کنترل نور سفارشی را در مناطق مختلف در صورت نیاز فراهم کنند.این راه حل وزن خودرو را کاهش می دهد و نیاز به مکانیسم های سنتی سقف آفتابی را از بین می برد.

صفحه نمایش انعطاف پذیر

شکل گیری سه بعدی باعث می شود نمایشگرهای منحنی و سازگار شوند. OTFT های انعطاف پذیر امروزه در تولید انبوه در قالب یک نمایشگر E Ink منحنی برای کیف پول رمزنگاری شده Ledger Stax هستند.استفاده از OTFT ها باعث شده که شعاع منحنی 3 میلی متر باشد و یک عامل فرم و روش تعامل منحصر به فرد در صنعت ایجاد شده است.

OTFT ها را می توان با LCD ادغام کرد تا LCD ارگانیک متریکس فعال انعطاف پذیر (OLCD) ایجاد شود که اجازه می دهد طراحی های پیشرفته و قابلیت های جدیدی را که با صفحه نمایش های تخت امکان پذیر نیست، فراهم کند.تصور کنید صفحه نمایش هایی که در اطراف یک اسپیکر کروی یا دستگاه پوشیدنی قرار دارند.

یک دستاورد بزرگ فنی

توانایی ایجاد دستگاه های الکترونیکی منحنی دو محوری یک دستاورد فنی مهم است و منحصر به فرد بودن الکترونیک ارگانیک دمای پایین را نشان می دهد.در حالی که تحقیقات و توسعه ادامه دارد، می توانیم انتظار داشته باشیم که پیشرفت های بیشتری در مواد، تکنیک های پردازش و معماری دستگاه ها را ببینیم، که مرزهای آنچه را که با نمایشگرها و اپتیک های شکل 3D امکان پذیر است را گسترش می دهد.