柔性電子元件:顛覆智能硬件形態
柔性顯然是業界未來的一大趨勢,在上周的歐洲印刷電子會議上,來自世界各地的廠商都帶來了他們各自的柔性電子元件。通過這些設備和技術,可以看到未來的技術發展走向。
特別是對新興的智能硬件產業,以柔性屏幕、柔性印刷電路板為代表的柔性電子元器件,將解放我們的產品形態的想象力,顛覆現有產品的形態和體驗方式。
上周在柏林舉辦的2014歐洲印刷電子會議上,我們就看到了其中的一些技術進步。展會上最令人印象深刻的技術之一是來自于ISORG和Plastic Logic所打造的柔性圖像傳感器,該產品同時也獲得了本屆大會的產品開發獎。

在上圖的展示當中,一小張蒙娜麗莎畫像被直接放在了傳感器之上,后者結合了Plastic Logic的柔性晶體管技術(底層)和ISORG的有機光探測器技術(頂層)。這塊大尺寸的傳感器在直接閱讀和傳輸這張畫作,而在標準的CMOS圖像傳感器上,你是無法實現這一點的,因為那需要用于聚焦的最小距離。
該技術的潛在應用范圍非常廣。比方說,這種傳感器可以被嵌入電子設備的屏幕面板之下,從而把顯示屏變成了掃描儀和指紋傳感器,當然,這還能夠開啟手勢控制的新時代。該傳感器使用了紅外線技術,可以閱讀到接近但并未接觸到屏幕的東西。以下是ISORG所展示的一種應用方式。

ISORG將自己的傳感器陣列直接放置在了一部非觸控LCD顯示器的屏幕面板之后。在上圖中,操控者的手指并未接觸到屏幕,只是在其上方進行移動,而軟件依然可以對手指的運動進行跟蹤。這種程度的敏感度讓人印象深刻。
非接觸控制在醫學領域也擁有很大的潛力,這也是ISORG首先會瞄準的領域,但公司同時也會著眼于消費類電子產品,甚至是無顯示屏的聯網裝置。這種技術同時也可以被用來為可穿戴設備開發用戶界面,同時讓復印機和掃描儀不再像今天這般笨重。
“在幾年之前,我們很難去想象一片塑料也能成為相機,但如今這已經成為現實。”ISORG聯合創始人Laurent Jamet說道。

說到具備閱讀能力的顯示屏,上圖中所展示的技術也具備這種能力。雖然它對比柔性圖像傳感器可能顯得不那么高科技,但也算非常有趣。這項技術名為Touchcode,來自于一家名為T+Ink的公司,他們的目標是使用自己的技術在某些應用領域取代相對昂貴的RFID技術。使用RFID技術時,你需要把電子元件嵌入到公交卡或者鑰匙鏈等物品當中。而T+Ink的技術只需要導電墨水即可,很顯然,他們的技術能夠以一種更為廉價、輕薄和柔性的方式將信息傳輸到閱讀器當中。
而更棒的是,任何的現代移動設備的顯示屏都可以作為閱讀器使用,因為電容屏就足以對導電墨水的內容進行掃描。相比需要依賴于攝像頭的QR碼掃描,這種方式顯然要簡單得多。
下圖是一款柔性溫度傳感器陣列,來自于南非開普敦大學的一家分支機構PST Sensors。

這個電子元件給我們的感覺也非常酷,它由PST的專利硅納米顆粒打印而成,后者可以進入多種不同的墨水類型,因此可以附著到幾乎任何表面。硅是一種充足和廉價的物質,非常適合將電子元件——比如溫度傳感器——打印到商品包裝上。
上圖中的這種傳感器陣列可以覆蓋在大范圍的區域,并記錄上特定時間點的具體溫度。PST表示,他們可以制作出任何形狀和大小的溫度傳感器,并將其放置在任何地方。正如創始人David Britton說的:“打印電子元件的好處并不是成本,而是形狀。”

上圖中的產品來自于一家名字聽起來略微有點沒想象力的公司:Printed Electrics(打印電子元件)。這家公司的客戶涵蓋航天到汽車領域,圖中產品正是根據一位客戶的要求(想要擁有一種在任意3D表面皆能打印電子元件的方式)所開發的。而現在,這家公司又在試圖為這種技術尋找其他的應用方向。在展會上,這家公司為筆者展示了自己的技術:他們直接在一支酒瓶上打印出了電路、微控制器、溫度傳感器和LED。
為百葉窗設計的光傳感器已不是什么新鮮的概念了,但和百葉窗本身整合在一起的光傳感器技術并不多見。

上圖中的產品來自于一家名為Holst Centre Eindhoven的荷蘭公司。他們的有機光電二極管可以感應到光線的強度,并對百葉窗的開合進行相應的調整。這家公司還在與化學巨頭杜邦公司聯合開發柔性塑料OLED燈。

在文章最后,筆者想要介紹一款能源采集方面的產品。在展會上,瑞士公司Algra所開發的這些開關讓我記憶猶新。他們的運行依賴于壓電效應——開關當中的微型金屬板可以記錄下僅數微米的按壓,并將其轉換成能源來發送無線信號。

在文章最后,筆者想要介紹一款能源采集方面的產品。在展會上,瑞士公司Algra所開發的這些開關讓我記憶猶新。他們的運行依賴于壓電效應——開關當中的微型金屬板可以記錄下僅數微米的按壓,并將其轉換成能源來發送無線信號。