柔性电子制造:材料、器件与工艺，柔性电子材料的应用
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|请参阅一篇文章中柔性电子产品的常用材料和应用。转载自【2018.12.02 AA探针台解读11】美日韩等国家战略发展的柔性电子项目，长期将在高精度领域持续快速增长。柔性电子器件是一种通过将无机和有机器件附着到柔性基板上形成电路的技术。与传统的硅电子器件相比，柔性电子器件可以弯曲、折叠、扭曲、压缩、拉伸，甚至形成任何形状，同时保持高效的光电性能、可靠性和集成度，是指可以变形的薄膜电子器件。
美国、日本、韩国等国家正在战略发展的柔性电子项目，长期来看将在高精度领域持续快速增长，这也是日本应该大力发展的历史性机遇。充分抓住。柔性电子常用材料柔性基板为了满足柔性电子器件的要求，薄型、透明、良好的柔韧性和拉伸性、绝缘性能、耐腐蚀性等性能成为柔性基板的重要指标。常见的柔性材�**ň垡蚁┐迹≒VA）、聚酯（PET）、聚酰亚胺（PI）、聚乙烯萘（PEN）、纸张和纺织材料。聚酰亚胺材料具有耐高温、耐低温、耐化学药品和良好的电性能等优点，是柔性电子最有潜力的材料，但除了耐高温之外，还必须考虑柔性基板的选择。选择时请考虑透光率、表面粗糙度、材料成本等。聚二甲基硅氧烷（PDMS）也被广泛认为是一种柔性材料，其优点包括方便、易得、化学性质稳定、透明和良好的热稳定性。特别是在紫外光下，由于粘合区和非粘合区的独特特性，电子材料很容易粘附在表面上。尽管PET的转化温度较低，约为70-80C，但PET价格低廉且具有良好的光学透明度，使其成为透明导电薄膜的极具成本效益的材料。
金属材料金属材料一般指金、银、铜等导电材料，主要用于电极和布线。在现代印刷工艺中，导电纳米油墨主要用作纳米颗粒、纳米线等导电材料。金属纳米颗粒除了具有优异的导电性外，还可以烧结成薄膜和电线。有机材料的大规模压力传感器阵列对于未来可穿戴传感器的发展非常重要。基于压阻和电容信号机制的压力传感器会受到信号串扰的影响，导致测量不准确，这个问题已成为可穿戴传感器开发中的最大挑战之一。由于晶体管具有完整的信号转换和放大能力，因此可以用来减少信号串扰。因此，可穿戴传感器和人工智能领域的许多研究都围绕着如何获得大规模、柔性的压力传感晶体管。传统用于场效应晶体管研究的p型聚合物材料主要是噻吩基聚合物，最成功的例子是聚（3-己基噻吩）（P3HT）体系。萘四酰亚胺和苝四酰胺表现出优异的n型场效应特性，是研究最广泛的n型半导体材料，广泛应用于小分子n型场效应晶体管。无机半导体材料无机半导体材料，如ZnO和ZnS，由于其优异的压电性能，有望在可穿戴和柔性电子传感器领域拥有广泛的应用。例如，基于机械能直接转换为光信号开发了柔性压力传感器。该基质利用了ZnS:Mn 颗粒的介观发光特性。介观发光的核心是压电效应引起的光子发射。压电ZnS 的电子能带产生压电效应，在压力下倾斜。这有利于锰离子的激发，锰离子在随后的去激发过程中发出黄光。通常用于柔性可穿戴电子传感器的碳材�**ㄌ寄擅坠芎褪Ｌ寄擅坠芫哂薪峋Ф雀摺⒌嫉缧院谩⒈缺砻婊蟮奶氐悖ü铣晒炭梢钥刂莆⒖椎拇笮。缺砻婊寐蚀锏�100%。
石墨烯轻、薄、透明，具有优良的导电性和导热性。碳纳米管在传感技术、移动通信、信息技术、电动汽车等方面具有非常重要和广泛的应用潜力，在碳纳米管的应用中，导电聚合物是由多臂碳纳米管与银复合得到的。印刷。具有140%的弹性，同时保持20S/cm的高电导率。碳纳米管和石墨烯可以结合起来生产高度拉伸的透明场效应晶体管。我们将石墨烯/单壁碳纳米管电极和单壁碳纳米管网格通道与皱纹无机介电层结合起来。由于褶皱氧化铝介电层的存在，在幅度为20%的1000多次拉伸松弛循环下，漏极电流没有变化，表明具有良好的持久性。柔性电子的应用领域柔性电子显示屏柔性电子显示屏是基于柔性电子技术平台开发的新产品，是一种由软质材料制成的可变、可弯曲的显示器件。目前可以实现柔性显示方式（电子纸技术、LCD、OLED等），在柔性基板上制作可书写的电子书、U盘容量显示器等显示器件。
柔性储能柔性储能是一种在柔性/延展塑料或薄金属基板上制造有机/无机材料电子器件的新型储能技术，因其独特的柔性/延展性和高效、低成本的制造工艺，具有广泛的应用前景。在信息技术、能源、医疗、国防等领域的应用前景，如柔性电子显示器、有机发光二极管（OLED）、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子表面贴纸等。
例如，三星制造了用于可穿戴设备的小型可折叠210mAh电池，但电池本身厚0.3毫米，可以在手腕上弯曲折叠5万次而不会出现任何问题。柔性医疗电子设备的基本特征是将各种电子元件集成在柔性基板上，形成皮肤般的柔性电路板，具有像皮肤一样的高柔韧性和弹性。
柔性医疗电子设备可以长时间与人体组织自然融合，可以准确测量体温、呼吸、血压、心电图等医疗指标，为大数据医疗提供实时基础数据。柔性印刷电路板（FPC）是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的高可靠性柔性印刷电路板。具有布线密度高、重量轻、壁薄、柔性优良等特点，非常适合薄型化、轻量化、小型化的发展主题。
FPC产业以日本、美国、韩国为主，但由于近年来生产成本上升，重心逐渐向中国转移。 FPC位于电子产业链中上游，其直接原材料是上游的柔性覆铜板FCCL，下游的终端家电。目前，日本企业凭借先发优势在产业链上游占据主导地位，而国内企业属于后来者，实力相对较弱。柔性电子市场近年来迅速扩大，成为一些国家的支柱产业，有望在信息、能源、医药、国防等领域得到广泛应用。据IDTechEX预测，2018年全球柔性电子市场价值为469.4亿美元，预计2028年将达到3010亿美元。这是各国竞相争夺的技术巅峰，也是日本应该重视的机会。我抓住它。
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