Фотодетектори для розпізнавання кольору повністю надрукували струменевим принтером
Гнучкий масив кольороселективних фотодетекторів повністю виготовили inkjet-друком без вакуумного напилення, фотолітографії та зовнішніх оптичних фільтрів.
Повністю друкована оптоелектроніка змінює економіку маленьких серій. Якщо електрод, напівпровідниковий канал і спектральний абсорбер наносяться одним типом обладнання, не потрібні вакуумні камери та маски для кожної нової геометрії. Це робить кастомний сенсор ближчим до поліграфічного процесу.
Що стримує друковану кольорову матрицю
Багатостінні CNT працюють як електроди, одношарові напівпровідникові CNT — як активні канали, а три органічні макроцикли надають різну спектральну селективність.
Колір тут визначається матеріалом, а не зовнішнім RGB-фільтром. Органічні макроцикли поглинають різні ділянки спектра й змінюють відгук CNT-каналу. Така filterless схема може бути тоншою і гнучкішою, хоча спектральні криві матеріалів доведеться калібрувати точніше, ніж звичайний кольоровий фільтр.
Практичний сенс і наступні кроки
Система може бути корисна для wearable-пристроїв, роботизованого зору, розумного пакування й недорогих спектральних сенсорів.
Для зображення з тисячами пікселів головним стане uniformity друку. Навіть невелика різниця товщини краплі або концентрації нанотрубок змінює опір каналу. Тому майбутній прорив може полягати не у новій молекулі, а в контролі ink rheology, drying та автоматичній компенсації розкиду алгоритмами.
Для складних камер потрібні вища щільність пікселів, швидкодія, калібрування каналів та стабільний серійний друк.
Inkjet-підхід дозволяє друкувати різні спектральні рецептори там, де вони потрібні, майже без зміни обладнання. Це відкриває не лише RGB, а й кастомні сенсори під конкретні довжини хвиль. Якщо бібліотеку macrocycle inks розширити, одна платформа зможе виготовляти спеціалізовані optical tags і прості спектрометри.
Окремою метрикою для цієї розробки стане однорідність друкованих пікселів. Саме її варто порівнювати між наступними поколіннями прототипів, бо вона покаже, чи зберігається перевага після переходу від одиничного експерименту до тривалої роботи в системі з реальними зовнішніми навантаженнями.
