ในอดีตการผลิต Printed Sensors หรือการทำ Fabrication อุปกรณ์คอมพิวเตอร์และชิปส์ต่างๆ เป็นกระบวนการแบบดั้งเดิม โดยให้ฐานที่เป็นสารตั้งต้น (Substrate) ของชิฟเป็นโลหะหรือสารกึ่งโลหะเพื่อช่วยในการทำให้เกิดกระบวนการต่างๆที่จะทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าในระบบได้ครบวงจร ซึ่งโดยกระบวนการผลิตนั้นจะกระทำโดยมนุษย์ที่ต้องมีความเชี่ยวชาญในห้องแลบ(Cleanroom) และมีความรู้เฉพาะทางด้านเซมิคอนดักเตอร์ (Semiconductor) ในการลงมือทำอย่างละเอียดในแต่ละขั้นตอน แต่ในปัจจุบันการผลิตอุปกรณ์เซ็นเซอร์ต่างๆสามารถกระทำได้ง่ายมากยิ่งขึ้น ด้วยการตั้งโปรแกรมออกแบบและเลือกสารตั้งต้น Substrate และออกแบบผ่านโปรแกรมในเครื่องคอมพิวเตอร์ จากนั้นจึงสามารถปริ้นออกเป็นวงจรพร้อมสารตั้งต้นที่เป็นฐานได้ ซึ่งส่งผลต่อการลดขั้นตอนกระบวนการผลิตได้มากกว่าครึ่งนึง  ของกระบวนการทำแบบดั้งเดิม และที่สำคัญสามารถใช้ Substrate ที่มีคุณสมบติในการยืด หด อ่อนตัว(Flexible) และมีน้ำหนักเบามากกว่าการใช้โลหะ โดยยังคงรักษาคุณสมบัติต่างๆของเซ็นเซอร์ ตลอดจนเพิ่มความสามารถของเซ็นเซอร์ได้มากขึ้น ดังนั้นในอนาคตอันใกล้นี้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์จะถูกพัฒนาในรูปแบบ Flexible และเป็นลักษณะ Printed Sensor เพิ่มมากขึ้นเพื่อตอบโจทย์การใช้งานอื่นๆต่อไป

วัสดุที่นำมาใช้และวิธีการ

ในการสร้างอุปกรณ์เซ็นเซอร์ต่างๆขึ้นมาได้นั้น ต้องมีการเลือกวัสดุที่มีคุณสมบัติที่เหมาะสม ไม่ว่าจะคุณสมบัติทางไฟฟ้า เช่น การนำไฟฟ้า นำความร้อน หรือลักษณะของการเรียงตัวของอะตอม แต่อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางกายภาพก็สำคัญ ซึ่งในปัจจุบันได้มีการพัฒนามากขึ้นด้วยการนำเอา Flexible Substrate มาใช้ โดยผสมผสานกับการใช้วัสดุจากเซมิคอนดักเตอร์ โดยวิธีดังกล่าว เรียกว่า  Vacuum Deposition ดังเช่น  Flexible Cds Thin-Film Transistor ด้วยการใช้กระดาษลิตมัส แทนการใช้แผ่นสไลด์แก้วแข็งที่ใช้สำหรับส่องผ่าน Microscope  นอกจากนี้ยังมีอีกหลายตัวอย่างสำหรับการเลือกใช้วัสดุอื่นๆ เช่น การสร้าง Photovoltaic ที่มีการใช้สารออร์แกนิค อย่างโพลีเมอร์ Polyethylene Terephthalate มาทำเป็น Substrate ซึ่งสามารถทำให้แสงผ่านได้มากกว่า 85 % และสามารถโค้งงอได้อีกด้วย  รวมถึง พวก Organic Solar cell, Photodetector, แผ่น Nanocarbon Tube, แผ่น Graphene และ OLED อย่างไรก็ตามยังมีอีกหลายวิธีในการสร้างเซ็นเซอร์ ไม่ว่าจะเป็น การ Metal Evaporation, การ Sputtering แล้วตามด้วยการทำ Photolithography บน Flexible Substrate. ซึ่งท้ายสุดของกระบวนการนี้ จะมีผลลัพธ์ออกมาในรูปแบบของสินค้าอุปกรณ์ (Products) หรือส่วนประกอบต่างๆ(Components) ที่สำคัญ และแอพลิเคชั่นต่างๆ ตามท้องตลาด

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์ที่กำลังได้รับการพัฒนาด้วย Flexible Substrate

Photovoltaics ที่เราคุ้นเคยก็คือ Solar cell นั่นเอง ที่มีหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าด้วยปรากฎการณ์ Photovoltaics Effect ซึ่งในการพัฒนานั้นยังอยู่ในระหว่างการเฟ้นหา Substrate ที่เหมาะสมที่มีคุณสมบัติสอดคล้องกับ ตารางธาตุหมู่ที่ 3-5 ที่เป็นสารกึ่งตัวนำ เพื่อให้เกิดการผสมผสานและมีความสามารถในการเหนี่ยวนำไฟฟ้าได้มากยิ่งขึ้น ซึ่งจะส่งผลต่อค่า Efficiency โดยมีทิศทางในการเปลี่ยนจากวัสดุที่เป็นแก้วกลายเป็นโพลีเมอร์ที่มีความอ่อนตัว เบาและโปร่งแสง 

Bioelectronics โดยส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ ไม่ว่าจะเป็นที่เกี่ยวกับการวัดอัตราการเต้นของหัวใจ ความดันโลหิต อุณหภูมิร่างกาย และการทำงานของสมอง ในส่วนของเซ็นเซอร์นี้จะทำหน้าที่ในการเฝ้าและจับตาอาการผิดปกติ เพื่อนำมาเป็นข้อมูลให้แพทย์ทำการตัดสินใจต่อไป ซึ่งมีทั้งในรูปแบบสวมข้อมือและติดอยู่บนร่างกาย และในการพัฒนาต่อไปในอนาคตนั้น การใช้ Flexible Substrate นั้นมีจุดประสงค์ที่จะช่วยลดการระคายเคืองต่อผิวและมีความต้านทานต่อเส้นขนของมนุษย์ที่มีผลต่อสัญญาณ Biochemical ได้

Communication ในการสื่อสารปัจจุบันนั้น  IoT หรือ Internet of Thing เป็นการสื่อสารที่ทันสมัย และมีหลากหลายผลิตภัณฑ์ ในส่วนของ Flexible Electronic นั้นมีจุดมุ่งหมายที่สำคัญคือการลดขนาด เพิ่มความยืดหยุ่น ไม่แตกหักง่าย มีสายอากาศสามารถยืดหดออกได้เพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถยกระดับการใช้แบนวิดให้มากยิ่งขึ้น เทคโนโลยีที่สำคัญที่ได้เพิ่มเข้ามา คือ การใช้ Nanoparticles ในการดักจับสัญญาณและNanoparticle Composite รวมถึงการใช้ Graphene ที่มีความสามารถในเรื่องของหน่วยความจำและการยืดหยุ่นของวัสดุ อีกทั้งมีลักษณะเบา เป็นต้น 

         การพัฒนาในเรื่องของ Flexible Electronics นั้นเกิดขึ้นทั้งในอุปกรณ์ต่างๆ และเซ็นเซอร์ โดยรวมจะเริ่มมาจากเลือกวัสดุที่เหมาะสมกับคุณลักษณะทางวิศวกรรมที่ต้องการ จากนั้นวิธีการในการทำที่มีการเปลี่ยนแปลงไปให้มีความรวดเร็วมากยิ่งขึ้น ดังเช่น การทำ Fabrication ซึ่งมีทั้งแบบดั้งเดิมและแบบสมัยใหม่ด้วยการใช้เครื่องมือที่หลากหลายออกมาเป็น Printed sensor หรือวงจรต่างๆ (Printed Circuit) โดยมีจุดประสงค์ที่สำคัญดังนี้ คือ การลดขนาดของเซ็นเซอร์ ความอ่อนตัว ปลอดภัยต่อสุขภาพของมนุษย์ และยกระดับความมีประสิทธิภาพโดยรวมทั้งหมด

‍

‍