จอแสดงผลสีที่ยืดหยุ่นพร้อมด้วยไมโครฟลูออไรด์

Anonim

การศึกษาใหม่เกี่ยวกับ Microsystems และ Nanoengineering โดย Kazuhiro Kobayashi และ Hiroaki Onoe ได้กล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับการพัฒนาระบบแสดงผลแบบ multicolor ยืดหยุ่นและสะท้อนแสงที่ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานอย่างต่อเนื่องสำหรับการเก็บรักษาสี แนวคิดนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหาแอพพลิเคชันล้ำยุคด้วยการแสดงสีที่ยั่งยืนและแทนที่สัญลักษณ์การแสดงผลอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ซึ่งปัจจุบันใช้สำหรับข้อความและรูปภาพหลากสี ในขณะที่แนวคิดนี้มาจากกระดาษอิเล็กทรอนิกส์หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีลักษณะยืดหยุ่นเหมือนพิมพ์บนกระดาษ (มีการพัฒนาเพื่อการสึกหรอ) วิธีการที่เสนอนี้ขึ้นอยู่กับการใช้น้ำยาละอองน้ำและกระเป๋าใส่อากาศในอุปกรณ์ที่ทำจากไมโครฟลูออไรด์ได้อย่างแม่นยำ ภาพบิตแมปโดยไม่ต้องใช้พลังงาน

วิธีนี้ยังเบี่ยงเบนไปจากเทคนิคที่มีอยู่ของผลึกเหลวหรือไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ (OLED) ซึ่งใช้พลังงานที่ระดับของพิกเซลเปล่งแสง เทคนิคนี้เป็นที่เก็บของหยดน้ำแบบ microfluidic เป็นแบบสะท้อนที่ยืดหยุ่น หลักการทำงานของระบบจะขึ้นอยู่กับตัวเลือกของเหลวแบบโรตารี่ที่มีแรงดันเชิงลบจากการดูดที่จะผลักดันละอองในทิศทางที่ตั้งใจไว้และสร้างรูปแบบที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

ไมโครโฟนของอุปกรณ์ที่นำเสนอถูกประดิษฐ์ขึ้นด้วยพอลิเมอร์ที่มีความยืดหยุ่น polydimethylsiloxane (PDMS) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติซึ่งรวมถึงความโปร่งใสภายใต้แสงที่มองเห็นได้และความสามารถในการซึมผ่านของอากาศ ผู้เขียนใช้เทคนิคการพิมพ์และการเชื่อมโยงแบบอ่อนเพื่อสร้างไมโครแคนาลด์ PDMS-PDMS โดยมีรูปแบบพิกเซลตั้งแต่ 400-800 ไมโครเมตรและสูง 50-200 มม. ในสถาปัตยกรรมอุปกรณ์รูปแบบต่างๆได้รับการเชื่อมต่อผ่านช่องทางเชิงเส้นขนาดความกว้าง 100-200 มม. เนื่องจากวัสดุมีความสามารถในการซึมผ่านอากาศและก๊าซได้ดีจึงทำให้ชั้น Parylene บาง (หนา 500 นาโนเมตร) ถูกวางลงในไมโครช่องเพื่อป้องกันการรั่วซึมและการระเหยของอากาศและน้ำ

เพื่อสร้างขนาดพิกเซลที่ดีที่สุดผู้เขียนคิดค้นความสัมพันธ์ระหว่างรูปทรงเรขาคณิตของช่องสัญญาณและการสูญเสียน้ำเพื่อรักษาปริมาณของน้ำย้อมที่เฉพาะเจาะจงเช่นเดียวกับหยดน้ำในอุปกรณ์ การออกแบบและเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์รวมถึงการวัดความแตกต่างของความดันที่น้อยที่สุดที่ต้องใช้ในการผลักดันหยดน้ำย้อมโดยใช้ไมโครแคนอน ความดันภายในระบบดูดของอุปกรณ์แบบไมโครฟลูอิเล็กซ์ได้รับการควบคุมด้วยระบบวาล์วช่วยด้วยคอมพิวเตอร์และมีการตั้งโปรแกรมควบคุมสวิทช์โดยใช้ MATLAB นอกจากนี้ความสามารถในการควบคุมสีและการควบคุมแบบหยดได้รับการประเมินในระดับพิกเซลเดียวเพื่อให้ได้ภาพที่ดีที่สุด ความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งของหยดและเวลาของแรงกดดันที่ใช้ถูกปรับให้เหมาะสมเพื่อระบุว่าอุปกรณ์สามารถควบคุมได้ที่ระดับพิกเซลเดียว

ในการศึกษาช่วงของภาพที่ถูกสร้างขึ้นด้วยวิธีนี้ใน microchannels zig-zag เป็นหลักฐานของหลักการในการทดสอบแนวคิดที่เสนอของการแสดงผลแบบยืดหยุ่น multicolor การเก็บรักษาสีถูกเปิดใช้งานโดยการหยุดระบบดูดซึ่งในระหว่างที่การวางแนวของจอแสดงผลยังคงเดิมโดยไม่มีการจ่ายพลังงาน

ผลการทดสอบยืนยันว่าระบบสามารถแสดงภาพสะท้อนสีหลายสีและเก็บรักษาได้โดยไม่ต้องใช้พลังงานตามทฤษฎี ภาพมีความคงทนในขณะที่รักษาตำแหน่งไว้หลังจากบิดยืดหยุ่นเพื่อระบุความยืดหยุ่นและการกู้คืนกรอบเดิมหลายสี นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าระบบแสดงผลที่มีความยืดหยุ่นและไม่ใช้พลังงานอาจพบการใช้งานที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ๆ ในหนังหุ่นยนต์เสื้อผ้าและอุปกรณ์เสริมในชีวิตประจำวันในอนาคต

menu
menu