Method Article

섬유에 유기 전자 장치를위한 간편하고 확장 가능한 제조 방법

DOI:

10.3791/55439

⸱

March 13th, 2017

 ,  , 
1Department of Bioelectronics, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne, CMP-EMSE, MOC, 2Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

본 논문에서는 선택적으로 웨어러블 유기 전자 장치의 직접 통합 할 수 섬유에 유기 물질을 증착하는 프로토콜을 제시한다. 제작 된 소자는 완전히 기계적 모양을 존중하고 감지 기능을 가능하게 직물에 통합 될 수있다.

Abstract

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오늘날 웨어러블 전자 장치는 다양한 기능, 신축성 및 유연성 기술을 결합합니다. 그러나 대부분의 경우 이러한 장치는 일상적인 조건에서 착용할 수 없습니다. 따라서 섬유는 일반적으로 웨어러블 사용에서 전자 장치를 수용하는 데 가장 적합한 기판으로 간주됩니다. 이 논문에서는 쉽고 확장 가능한 방식으로 용액의 섬유에 유기 전기 활성 물질을 선택적으로 패턴화하는 방법을 설명합니다. 이 다재다능한 증착 기술을 사용하면 옷에 웨어러블 유기 전자 장치를 제작할 수 있습니다.

Introduction

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착용 할 수있는 전자 분야는 세 번 현재의 시장을 2025 년에 50,000,000,000유로 가치가있을 것으로 예상 빠르게 성장하는 시장이다. 현재 착용 할 수있는 장치가 직면 한 주요 과제는 방해 고체 전자 첨부 파일이 착용 할 수있는 시스템의 구축 장치의 사용을 제한 할 것입니다. 이미 일상에 존재하는 섬유를 사용하면 이러한 제한을 피하기 위해 매우 매력적이고 간단한 방법이다. 그것의 탄성 기능에, 우리가 입는 옷의 일부가 피부에 밀착 자연적이다. 시장 오늘로 볼 수 있습니다 스마트 의류의 많은 예는 세련된 방법 1 인간과 전자 제품을 연결하는 얇은 플라스틱 디스플레이, 키보드 및 섬유에 포함 된 광원 장치를 기반으로합니다. 스포츠 실제로, 상태 모니터링은 일반적으로 접착제 전극과 금속 팔찌를 사용하기 편안한 대안을 제공 섬유 전극을 사용합니다. 여기서, 도전성 섬유는직접 피부 자극과 확장 착용하는 동안 다른 불편을 방지하기 위해 신축성 직물과 통합. 또한, 섬유는 땀 4에서 분석 물의 검출을 통해 바이오 센서를 통합 확실히 작용 로봇 액추에이터 (3)의 발전 전단 센서를 통합하고, 움직임이 캡처 곡률 센서를 통합하....

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Protocol

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섬유 1. 패터닝 실시 폴리머

  1. 과정에서 취급이 용이 평면 표면에 10 ㎝의 섬유 시트를 고정한다. 섬유의 경우, 300 ㎛의 두께와 50 % 니트 방향 연신 능력쪽으로 100 % 연동 니트 폴리 에스테르 직물을 사용한다.
  2. 패터닝 디자인을 포함하는 마스크를 만들기 위해, 125 ㎛의 두께의 폴리이 미드 필름을 사용한다; 패턴의 예는도 1에 도시되어있다.
    1. 패턴 폴리이 미드 마스크 (10)에 레이저 커터 (예를 들어, Protolaser S, LPKF)를 사용하여; 전극 패턴의 디자인은도 1에 도시되어있다.
    2. 코트 PDMS 제제 (10 : 1베이스 에이전트 비율 경화) 200 ㎛ 또는 (A)에서의 습윤 필름 두께로 자동 테이프 캐스팅 도구 (K 제어 프린트 코터, 닥터 블레이드)을 사용하여 마스크 (폴리이 미드 막)의 위에 6m / 분의 도포 속도. 3cm × 5 cm의 마스크 약 0.5 mL를 사용합니다. 일을 수행흄 후드에서 과정입니다.
  3. 조심스럽게 PDMS 코팅 마스크 직물을 전송합니다. PDMS의 완전 섬유 구조체에 흡수되어야 후 10 분 동안 남겨.
  4. ....

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Results

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직물에 색 또는 패턴을 적용하기위한 전통적인 방법은 염료를 선택적으로 증착 할 수 있도록 이동식 마스킹 층에 의존한다. 직물에 PSS 전극도 1에서는 PEDOT의 패터닝에 이러한 방식의 적응을 나타낸다. PSS 솔루션 : 마스킹 층으로, 우리는 수성 PEDOT의 비 제어 확산을 억제 할 수 소수성 폴리 디메틸 실록산을 사용했다. 또한, 부드러움과 니트와 짠 직물의 신축성은 PDMS의 탄성 및 기계적 특성 덕분에 보존 할 수 있습니다.

도 1에서, 처리는 폴리이 미드 필름 (1) 단계에서, 패터닝 마스터의 준비를 시작한다. 패턴 윤곽의 디자인은 레이저에 의해 필름 상에 새겨 져있다. 테이프 주조 도구를 사용하여 PDMS이 마스터 (2 단계)에인가되고, 섬유는 그 위에 (단계 3)에 배치된다. 티 그는 .......

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Discussion

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전도성 재료의 패터닝 기능성 전자 소자의 제조에 첫 단계이다. 제조 공정을 고려 이러한 물질의 화학적 및 물리적 특성을 취할 필요가 있으며, 프로세스 흐름은 제조 단계의 물질 상호 호환성을 고려할 필요가 이것은 도전이 될 수있다. 유기 전자 소자의 미세 가공에서, 이들 두 측면 의한 유기물의 높은 반응성 특성 훨씬 더 중요하다. 그러나 오늘날 유기 물질은 전기 탄성 14, 15 착용하고 유연한 전자 제품에 매우 매력적이다. 완전히 통합 된 전자 웨어러블를 얻기 직물에 이러한 기술의 전송은 입체 구조에 의해 제한된다. 미세 가공에 사용되는 종래의 기술은 얇은 SUBSTR에 실시 잉크의 잉크젯 또는 스크린 인쇄로 제한됩니다축열 및 섬유 16, 17, 18. 단일.......

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Disclosures

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저자는 공개할 것이 없습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 재정적 지원을 위한 BPI PIAVE AUTONOTEX 보조금에 감사를 표합니다.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
SYLGARD 184, 실리콘 엘라스토머 키트 (베이스 및 경화제)Dow CorningPDMS 엘라스토머
CleviosTM PH 1000 PEDOT : PSSHeraeus전도성 고분자
에틸렌 글리콜Sigma-Aldrich03750-250ML용매 (EG), CAS : 107-21-1
3- 메타크릴록시프로필트리메톡시실란시그마-알드리치M6514Cros 링커(GOP), CAS: 2530-85-0
4-도데실벤젠설폰산시그마-알드리치44198DBSA; CAS : 121-65-3
< 강> 이온 액체 젤
UV 램프 DFE 2340CIF / athelecDP134UV-365 nm
1- 에틸 -3- 메틸 이미다 졸륨 에틸 설페이시그마 - 알드리치51682-100G-F이온 액체 (IL), CAS : 342573-75-5
폴리 (에틸렌 글리콜) 디 아크릴레이트시그마 알드리치455008-100MLMn 700, CAS : 26570-48-9
2-Hydroxy-2-methylpropiophenonSigma-Aldrich405655-50MLPhot 개시제 (PI), CAS : 7473-98-5
섬유 직물VWRSpec-Wipe 7 와이퍼100 % 연동 니트 폴리 에스테르 직물
폴리이 미드 필름DuPontHN100폴리이 미드 필름 125 µ M 두께
< colspan = "4 ">< 강>전도성 고분자 제형 < / strong>트

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Poupyrev, I., et al. Project Jacquard:Interactive Digital Textiles at Scale. Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems - CHI '16. , ACM Press. 4216-4227 (2016).
  2. Takamatsu, S., et al. Transparent conductive-polymer strain sensors for touch input sheets of flexible displays. J. Micromech. Microeng. 20, 075017(2010).
  3. Patel, S., et al.

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