Painoteknisesti valmistettavat komponentit optiikan ja elektroniikan sovelluksiin

Väitöstyössä tutkittiin, kuinka painomenetelmiä voidaan soveltaa optiikan ja elektroniikan komponenttien valmistukseen. Tutkimuskohteiksi valittiin kolme erilaista komponenttia kuvaamaan painomenetelmien monipuolisia mahdollisuuksia: mikrolinssimatriisi, memristori ja kaksipuolinen kapasitiivinen anturi. Kullekin komponentille valittiin soveltuva valmistusmenetelmä ja niiden toiminta varmistettiin asianmukaisin menetelmin. Komponenttien valmistuksessa tavoiteltiin prosessin helppoutta ja yksinkertaisuutta, joilla saavutetaan mm. kustannustehokkuutta. Mikrolinssimatriisit valmistettiin nestemäisestä polymeeristä, joka tulostettiin mustesuihkutulostimella valituille alustoille. Linssimatriisien fyysisten ominaisuuksien lisäksi selvitettiin niiden kuvantamisominaisuuksia, joiden havaittiin olevan samantasoisia, kuin kaupallisella puristamalla valmistetulla linssimatriisilla. Matalampien kustannusten vuoksi mustesuihkutulostimella valmistetulla linssimatriisilla voisi korvata kalliin lasisen linssimatriisin. Mustesuihkutulostusta käytettiin myös memristorin valmistukseen ollen sen ainoa valmistusmenetelmä. Näin valmistusprosessia saatiin yksinkertaistettua.

Memristorin kerrosrakenteen aktiivisena materiaalina käytettiin titaanioksidia, joka kerrostettiin kahden hopeakerroksen väliin. Toimivaksi todettu memristori oli yksi ensimmäisistä täysin mustesuihkulla valmistetuista. Kolmas komponentti oli kaksipuolinen kapasitiivinen anturi, jonka valmistukseen käytettiin silkkipainoa. Tätä hopemusteella valmistettua anturia käytettiin havainnoimaan ilmansuodattimen pinnassa oleva lian määrä, joka aikaa myöden hidastaa ilmavirtaa suodattimen läpi. Anturin todettiin reagoivan kasvavaan lian määrään, tehden siitä mahdollisen apuvälineen suodattimen kunnon tarkkailuun. Työn tulokset havainnollistavat painettavan älykkyyden mahdollisuuksia eri tieteen aloilla ja arkipäiväisessä elämässä.