SCREEN PRINTED ELECTRONICS

  แผงไฟฟ้าแสงอาทิตย์(เซลล์แสงอาทิตย์-SOLAR CELLS) แผงไฟฟ้าแสงอาทิตย์(เซลล์แสงอาทิตย์-SOLAR CELLS) 
เซลล์แสงอาทิตย์( Solar หรือ PV (photo-voltaic) Cells) เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดแผ่นแข็งนี้ประกอบด้วย ชั้นซิลิคอนความหนาประมาณ ¼ มิลลิเมตร เซลล์หลายๆเซลล์ถูกเชื่อมต่อกับหน้าปัทม์รับแสงที่เคลือบด้วยสารเคมี เส้นสีขาวหรือเส้นสีเทาที่เห็นทางด้านหน้าแผงเซลล์แสงอาทิตย์ใช้การพิมพ์สกรีนพิมพ์ผงเงินเพื่อเป็นตัวรับพลังงานเส้นสองเส้นที่กว้างที่สุดคือแท่นนำไฟ (busbars) และ เส้นที่ละเอียดคือสายไฟฟ้า(fingers) เพื่อที่จะทำให้ได้พลังงานแสงอาทิตย์มากที่สุดผิวหน้าของแผ่นซิลิคอน ต้องมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ สิ่งนี้นั้นหมายความว่าสายไฟฟ้า(fingers) ควรจะกว้างไม่เกิน 100 ไมครอนและ ส่วนหมึกที่อบแห้งจนสุกแล้วหนาประมาณ 10 ไมครอน ผู้ผลิตปกติจะใช้ผ้าสเตนเลสเบอร์ 325 – 400 สำหรับการพิมพ์นี้แต่ปัจจุบันมีความต้องการความละเอียดของเส้นสื่อไฟที่ความกว้างเพียง 50 – 60 ไมครอน  ความหนาที่ 15-25 ไมครอน ความต้องการที่สูงนี้ทำให้ต้องการความสามารถที่เพิ่มขึ้นของผ้าสเตนเลส และ การอัดหรือฟิล์มคาปิลารี่ รวมถึงความละเอียดของขนาดผงเงินในหมึกนำไฟฟ้าสภาวะการพิมพ์ที่ต้องการคือ การพิมพ์ที่พิมพ์ภาพได้สมบูรณ์ผิดเพี้ยนน้อย และ เกิดการเสียหายต่อผ้าสกรีนน้อยที่สุด ในขณะที่ยางปาดต้องมีความแข็งเพื่อให้ได้ลายเส้นละเอียดตามที่ต้องการแผงไฟฟ้าแสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่นที่อยู่ระหว่างการพัฒนา ในกระบวนการผลิตนั้นมีส่วนคล้ายคลึงกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดแข็งแต่เราใช้กระบวนการเคลือบซิลิคอนบนม้วนฟิล์มโพลีเอสเทอร์บางด้วยระบบพลาสม่า(เป็นการทำให้ซิลิคอนระเหยเป็นไอแล้วใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในควบคุมทิศทางการวิ่งของซิลิคิน)ใช้ตัวแท่นนำไฟฟ้าและสายไฟฟ้าจะพิมพ์ด้วยแท่นพิมพ์สกรีนแบบเรียบ หรือ พิมพ์ระบบกลม(Rotary Screen Print) ความต้านทานของหมึกเงินนั้นต่ำเพียงพอที่จะทำให้มันทำงานได้หลังจากอบพลังงานที่ได้จะตกประมาณ 35 วัตต์ ต่อ1 ตารางเมตรซึ่งพอใช้เพื่อการเติมแบตเตอรี่สำหรับการเดินป่า ตกปลา ตั้งแคมป์การพัฒนาล่าสุดเป็นสารอินทรีย์พลังงานแสงอาทิตย์ (Organic dye solar cells) ด้วยอนุภาคเล็กระดับนาโนเพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าทำให้สามารถทำให้ชิ้นส่วนการตกแต่สำนักงานอาคาร สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ด้วยการใช้การพิมพ์สกรีนพิมพ์ชั้นฟิล์มสร้างกระแสไฟฟ้าระหว่างกระจก 2 แผ่นซึ่งการพิมพ์นี้จะบางมากจนแทบมองไม่เห็น แต่อย่างไรก็ตามกระแสไฟฟ้าที่สร้างได้จากแผงไฟฟ้าด้วยหมึกสารอินทรีย์นั้นจัดได้ว่าต่ำจนไม่อาจเทียบกับระบบเดิมที่ทำอยู่ในปัจจุบันได้

  แบตเตอรี่แผ่นบาง
อุปกรณ์อิเล็คโทรนิคถูกนำไปใช้แทบจะทุกที่ ไม่ว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ค เครื่องคิดเลข โทรศัพท์มือถือ กล้องถ่ายรูปดิจิตอลโดยอุปกรณ์เหล่านี้อาศัยแบตเตอรี่เพื่อให้สามารถใช้งานได้หลายชั่วโมงโดยไม่ต้องเสียบสายไฟฟ้า ด้วยการพัฒนาอุปกรณ์เหล่านี้ให้เล็กและบางลงเรื่อยๆทำให้แบตเตอรี่ก็ถูกบังคับให้ต้องบางลงด้วยข้อจำกัดด้านพื้นที่ เร็วๆนี้ได้มีการออกแบบแบตเตอรี่ที่มีความบางพิเศษเกือบเท่าความหนาของกระดาษด้วยลักษณะและความสามารถในการม้วนมันได้ถูกนำมาใช้สำหรับสินค้าหลายประเภทเช่น การ์ดอวยพร ป้ายแขวนกระเป๋า การ์ดพลาสติกชนิดมีไฟฟ้าในตัวเกมอิเล็คโทรนิคส์ และ เครื่องมือทางการแพทย์ แบตเตอรี่แบบบาง ราคาถูก และ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ที่ว่ามานี้ ทำงานได้เหมือนกับแบตเตอรี่ทั่วๆไป มีขั้นบวกและลบที่ได้จากสารเคมีที่พิมพ์ลงไปโดยตรงบนวัสดุแผ่นบางด้วยเครื่องพิมพ์พิมพ์ทั่วๆไป ผ้าสกรีนพอลีเอสเทอร์นั้นได้ถูกนำมาใช้ในการพิมพ์ได้เป็นอย่างดี เพราะพวกสารเคมีต่างๆนั้นสามารถกัดกร่อนผ้าสกรีนที่เป็นผ้าสกรีนโลหะได้ เครื่องพิมพ์สกรีนแบบวัสดุแบบม้วนสู่ม้วน ถือได้ว่าสามารถใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพกับการพิมพ์ในลักษณะนี้เพราะมันสามารถทำผลิตงานได้มาก ง่าย และรวดเร็ว แถมยังสะดวกในการอบแห้งหลังพิมพ์อีกด้วย

  RFID (ป้ายรหัสคลื่นวิทยุ)
RFID หรือ “ป้ายรหัสคลื่นวิทยุ” เป็นป้ายที่สามารถรับส่งรหัสของตนเองได้โดยไม่ต้องมีการสัมผัสผ่านทางคลื่นวิทยุซึ่งใช้ในการสินค้าที่เราใช้อยู่โดยทั่วไปป้ายระบบ RFID นั้นถูกคาดว่าจะนำมาใช้แทนป้ายระบบบาร์โค๊ดในบางส่วน ป้าย RFID โดยทั่วไปประกอบด้วย ตัวชิฟที่ใช้ประมวลผลและเก็บข้อมูล โดยมีเสาอากาศที่ใช้รับและส่งคลื่นความถี่วิทยุ ป้าย RFID ถูกนำมาใช้ เพื่อนำมาติดตามสินค้าและระบุตัวสัตว์ เช่นกระเป๋าเดินทางที่สนามบิน หนังสือในห้องสมุด วัวที่อยู่ในฟาร์มสินค้าในซุปเปอร์มาร์เก็ต บัตรทางด่วน หรือบัตรประจำตัวเช่น บัตรผ่าน หรือ พลาสปอร์ต เป็นต้น ป้าย RFID ชนิดไม่มีแบตเตอรี่ในตัว ใช้กระแสไฟฟ้าที่ถูกเหนี่ยวนำในเสาอากาศจากคลื่นความถี่วิทยุที่ส่งเข้ามาและให้ชิพตอบโต้กลับไป คลื่นความถี่ที่ 13.56Mz สามารถถูกใช้เพื่อการเขียนและอ่านที่ระยะประมาณ30 เซนติเมตรป้าย RFID ขนาดเท่าเครดิตการ์ดขดสายอากาศโดยทั่วไปมักพิมพ์สกรีนด้วยหมึกเงินสื่อไฟฟ้าฐานน้ำมัน สายไฟที่พิมพ์ด้วยหมึกเงินสื่อไฟฟ้า (conductive silver ink)ที่แห้งแล้วหนาประมาณ 10-15ไมครอนก็เพียงพอในการนำใช้งานแล้ว และอีกวิธีการหนึ่งก็ใช้การพิมพ์สกรีนรวมกับกระบวนการกัดกรดบนแผ่นเคลือบทองแดง หรือ อลูมิเนียมการทำวิธีนี้ใช้การพิมพ์สกรีนพิมพ์บังผิวโลหะในส่วนที่ไม่ต้องการให้มีการกัดกร่อน แล้วป้อนแผ่นผ่านเครื่องกัดกร่อน ผิวโลหะที่สัมผัสกับน้ำยากัดกร่อนโดยตรงก็จะถูกลอกออกเหลือแต่ส่วนวงจรที่ต้องการ เสาอากาศชนิดคลื่นความถี่สูงมาก (UHF-Ultra high frequency) มักใช้แผ่นโลหะชนิดที่บางกว่าปกติ และทำเสาชนิดสองขั้ว (Dipole Antenna)เสาอากาศลักษณะนี้จะให้ระยะทำการในการอ่านและเขียนที่ไกลกว่าประมาณ5 เมตรซึ่งเหมาะสำหรับใช้กับสินค้าในรถลากจูง

  แผ่นเรืองแสงพลังไฟฟ้า (ELECTROLUMINESCENT DISPLAYS)
แผ่นเรืองแสงด้วยพลังไฟฟ้า เป็นแสงที่ถูกสร้าขึ้นวัสดุที่ถูกเหนี่ยวนำด้วยกระแสไฟฟ้า ฉากไฟเรืองแสงนี้หนาเท่าแผ่นกระดาษ(บางกว่า1 มิลลิเมตร) บิดงอได้ และ มีน้ำหนักเบาถูกใช้สำหรับการส่องไฟฉากหลังที่มีต้นทุนต่ำ, สำหรับงานที่มีขนาดใหญ่, การตั้งโชว์ที่ต้องการความยืดหยุ่นได้, อุปกรณ์ไฟที่สามารถใช้ได้ในยามฉุกเฉิน, ป้ายสัญลักษณ์ปลอดภัย และยานพาหนะ เป็นต้นแผ่นเรืองแสงด้วยพลังไฟฟ้า อันที่แท้จริงแล้วเป็นการพิมพ์สกรีนเป็นชั้นประกบหว่างแผ่นเก็บประจุไฟฟ้า2แผ่น คั่นกลางด้วยสารเรืองแสงที่ถูกกระตุ้นให้เรื่องแสงด้วยไฟฟ้ากระแสสลับพลังงานไฟฟ้าจะถูกประจุเข้าแผ่นเก็บประจุ และ คายพลังงานอย่างรวดเร็วและกระตุ้น ให้สารเคมีที่ประกอบด้วย Zinc Sulphase (ZnS) และ Manganese (Mn) เกิดการเรืองแสงขึ้นในแต่ละรอบของการประจุและคายพลังงาน ในแผ่นเรื่องแสงด้วยพลังงานไฟฟ้าโดยปกติจะ เป็นชั้นๆดังนี้ แผ่นฟิล์มที่ฉาบด้วย Indium Tin Oxide (ITO) เพื่อนำไฟฟ้า ตามด้วยชั้นสารนำไฟฟ้าใสและชั้นฉนวน ใส Barium Titanate Dieletric เพื่อให้แสงลอดผ่านได้ เราใช้การพิมพ์สกรีนพิมพ์หมึกเงินสื่อไฟฟ้า เพื่อป้อนกระแสไฟฟ้าสลับ ทั้งด้านหน้าและหลังในส่วนชั้นนำไฟฟ้าในส่วนด้านหน้าที่แสงส่องผ่านได้ก็ใช้การพิมพ์สกรีนในการพิมพ์ ด้านหน้า เราพิมพ์ชั้นหมึกใสนำไฟฟ้าบนแผ่น ฟิล์ม ITO แล้วตามด้วยสายไฟฟ้าที่พิมพ์ด้วยหมึกเงินนำไฟฟ้าเพื่อส่งกระแสผ่านชั้น ITOตามด้วยชั้นฉนวน Barium Titanate แล้วทับด้วยชั้นเรื่องแสง และ ปิดท้ายด้ายชั้นสื่อไฟฟ้าด้านหลัง ( ชั้นฉนวน ชั้นสื่อไฟฟ้า และ สายไฟฟ้าหมึกเงินนำไฟ ) ก็เป็นการเสร็จกระบวนการ

  ตัววัดน้ำตาลในเลือด( BLOOD GLUCOSE SENSORS)
ผู้คนหลายล้านคนมีความเสี่ยงที่จะเป็นโรคเบาหวาน การตรวจวัดโรคเบาหวานนี้ จะต้องมี หน้าจอวัดแสดงกลูโคสในเลือด พวกเขาสามารถใช้เซนเวอร์ชีวะเคมีที่เป็นเครื่องที่ใช้เอนไซม์ในการตรวจวัดความเข้มข้นในเลือดซึ่งสมารถมาถบอกให้ทราบว่าคนไข้ต้องการการรักษาอย่างไร เครื่องมือตรวจวัดนี้ถือได้เป็นเครื่องมือที่สำคัญ วิธีการใหม่ๆได้ในการวัดเข้มข้นของกลูโคสในเลือดถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่องวิธีการหนึ่งคือการใช้งสีที่เปลี่ยนในการตรวจ ไปเทียบกับสีมาตราฐานเพื่อบอกระดับความเข้มข้นของน้ำตาลในเลือด อีกวีธีในการวัดความเข้มข้นน้ำตาลในเลือดคือใช้เครื่องวัดค่าความต่างศักย์ทางไฟฟ้าซึ่งสามารถแปลงเป็นค่าความเข้มข้นน้ำตาลในเลือดและแสดงค่าไฟฟ้าบนเครื่องมือ การทดสอบความเข้มข้นจะต้องมีเครื่องมือวัดเลือดซักหยด และมีเซนเซอร์ขนาดเล็ก ที่เซนเซอร์นี้จะบรรจุสารเคมี เอนไซม์ที่จะมีผลต่อปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำตาลในเลือด ซึ่งจะสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงด้วยความเข้มข้นน้ำตาลในเลือดตัวเซนเซอร์เหล่านี้ โดยทั่วไปมีวงจรไฟฟ้าที่มีแถบนำไฟฟ้าที่พิมพ์หมึกเงินด้วยการพิมพ์สกรีน เส้นขนาดประมาณ 15 ไมครอน ปริมาณสารเคมีนั้นมีอิทธิพลต่อการวัดค่าเป็นอย่างมาก การพิมพ์สกรีนจึงเข้ามามีบทบาทและเป็นเทคนิคที่เหมาะสมที่สุดที่จะควาบคุมปริมาณ หมึกเงินสื่อไฟฟ้า และ สารเคมีนี้ให้พิมพ์อย่างแม่นยำและมีความสม่ำเสมอ ปริมาณความต้องการเซนเซอร์ และชิ้นส่วนเกี่ยวข้องอื่นๆ เป็นปริมาณมาก เราใช้การพิมพ์แบบม้วนสู่ม้วน ทั้งเครื่องพิมพ์สกรีนชนิด แท่นเรียบ (Flat Bed) และ สกรีนกลม (Rotary Screen)

  (Credit : วิม ซูมเมอร์ - บรรณาธิการอิสระด้านภาษาเทคนิค)