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柔性电子常用材料及运用领域,你都知道多少?

发布日期:2021-07-13 00:00 来源:http://www.atv-corp.com 点击:

柔性电子常用材料及运用领域,你都知道多少?

柔性电子是将无机/有机器件附着于柔性基底上,构成电路的技术。相关于传统硅电子,柔性电子是指可以弯曲、折叠、扭曲、紧缩、拉伸、甚至变构成任意形状但仍坚持高效光电功用、可靠性和集成度的薄膜电子器件。


柔性基底
为了满足柔性电子器件的要求,轻浮、透明、柔性和拉伸性好、绝缘耐腐蚀等性质成为了柔性基底的要害目标。
常见的柔性材料有:聚乙烯醇( PVA ) 、聚酯 ( PET ) 、聚酰亚胺 ( PI ) 、聚萘二甲酯乙二醇酯( PEN ) 、纸片 、纺织材料等 。
聚亚酰胺材料具有耐高温、耐低温、耐化性与超卓电气特性的长处,是柔性电子底子最具潜力的材料,唯在柔性基材选择上除了耐高温的特性要考虑以外,柔性基板的光穿透率、表面粗糙度与材料本钱都是选择须考虑的要素。
聚二甲基硅氧烷(PDMS)也是被广泛认可的柔性材料,它的优势包括方便易得、化学性质稳定、透明和热稳定性好等。尤其在紫外光下粘附区和非粘附区清楚的特性使其表面可以很容易地粘附电子材料。
PET尽管转化温度低,约70~80℃之间,但是PET价格低廉,光穿透性佳,是透明导电膜性价比很高的材料。



02金属材料
金属材料一般为金银铜等导体材料,首要用于电极和导线。关于现代印刷工艺而言,导电材料多选用导电纳米油墨,包括纳米颗粒和纳米线等。金属的纳米粒子除了具有超卓的导电性外,还可以烧结成薄膜或导线


03有机材料

大规模压力传感器阵列对未来可穿戴传感器的展开非常重要。依据压阻和电容信号机制的压力传感器存在信号串扰,导致了测量的不精确,这个问题成为展开可穿戴传感器最大的应战之一。


由于晶体管完美的信号转化和扩大功用,晶体管的运用为削减信号串扰供应了或许。因此,在可穿戴传感器和人工智能领域的很多研讨都是盘绕怎么取得大规模柔性压敏晶体管翻开的。


传统上用于场效应晶体管研讨的p型聚合物材料首要是噻吩类聚合物,其间最为成功的比如便是聚(3-己基噻吩)(P3HT)体系。萘四酰亚二胺和苝四酰亚二胺闪现了超卓的n型场效应功用,是研讨最为广泛的n型半导体材料,被广泛运用于小分子n型场效应晶体管傍边。



04无机半导体材料
以ZnO和ZnS为代表的无机半导体材料由于其超卓的压电特性,在可穿戴柔性电子传感器领域闪现出了广阔的运用前景。
比如有一种依据直接将机械能转化为光学信号的柔性压力传感器被开发出来。这种矩阵利用了ZnS:Mn颗粒的力致发光性质。
力致发光的中心是压电效应引发的光子发射。
压电ZnS的电子能带在压力效果下发生压伏效应而发生歪斜,这样可以促进锰离子的激发,接下来的去激发进程发射出黄光。


05碳材料

柔性可穿戴电子传感器常用的碳材料有碳纳米管和石墨烯等。碳纳米管具有结晶度高、导电性好、比表面积大、微孔巨细可经过合成工艺加以控制、比表面利用率可达100%的特征。


石墨烯具有轻浮透明,导电导热性好等特征。在传感技术、移动通讯、信息技术和电动汽车等方面具有极其重要和广阔的运用前景;


在碳纳米管的运用上,利用多臂碳纳米管和银复吞并经过印刷方式得到的导电聚合物传感器,在140%的拉伸下,导电性仍然高达20S/cm。


当碳纳米管和石墨烯归纳运用时,可以制备高度拉伸的透明场效应晶体管。其结合了石墨烯/单壁碳纳米管电极和具有褶皱的无机介电层单壁碳纳米管网格通道。由于存在褶皱的氧化铝介电层,在逾越一千次20%起伏的拉伸-舒张循环下,没有漏极电流改变,闪现出了很好的可持续性。



柔性电子的运用领域
01柔性电子闪现

柔性电子闪现器是在柔性电子技术平台上研发出来的全新产品,是由柔软材料制成,可变型可弯曲的闪现设备。现在可完成柔性闪现形式(电子纸技术、LCD、OLED等)制作在柔性基板上的闪现器件,比如可书写的电子书、U盘容量闪现等。

02柔性储能

柔性储能是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴储能技术,以其一起的柔性/延 展性以及高效、低本钱制作工艺,在信息、动力、医疗、国防等领域具有广泛运用前景,现已成功运用于柔性电子闪现器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面张贴等。


03柔性医疗电子

柔性医疗电子底子特征是将各种电子元器件集成在柔性基板之上,然后构成皮肤状的柔性电路板,像皮肤相同具有很高的柔韧性和弹性。

柔性医疗电子可与人体安排长期自然融合,能精准测量医学目标,如体温、呼吸、血压、心电等,为大数据医疗供应实时基础数据。


04柔性电路板

柔性电路板(Flexible Printed Circuit 简称FPC)是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特征,完美地符合了轻浮化、小型化的展开主旋律。

FPC职业由日美韩主导,近年来出产本钱添加促进FPC产业重心逐渐转向国内。FPC处于电子产业链的中上游,其直接原材料上游为挠性覆铜板FCCL,下流为终端消费电子产品。


现在日资企业以先发优势占有产业链上游的主导地位,国内起步较晚,相对较为弱势。


近几年柔性电子市场迅速扩张,成为一些国家支柱产业,在信息、动力、医疗、国防等领域具有广泛的运用前景。


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