柔性電子的概念

柔性電子是一門新興的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，也就是一種技術(shù)的通稱，是將有機(jī)/無機(jī)材料電子器件制作在柔性/可延性基板上的新興電子技術(shù)。建立在柔性和可延性基板之上的新興電子技術(shù)通稱為柔性電子技術(shù)。

在人們的印象中，有機(jī)材料，如塑料等，都是很好的絕緣體，很少有人會想到塑料也能導(dǎo)電。近年來，由于對導(dǎo)電高分子的研究有了新突破，有機(jī)材料可以從傳統(tǒng)的絕緣體變成可導(dǎo)電的半導(dǎo)體，柔性電子便應(yīng)運(yùn)而生。現(xiàn)代化學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了柔性電子這樣一門學(xué)科的發(fā)展。

柔性電子也會把它稱為有機(jī)電子，還被叫做塑料電子、納米電子、印刷電子、聚合體電子等等。相對于傳統(tǒng)電子，柔性電子具有更大的靈活性，能夠在一定程度上適應(yīng)不同的工作環(huán)境，滿足設(shè)備的形變要求。但是相應(yīng)的技術(shù)要求同樣制約了柔性電子的發(fā)展。首先，柔性電子在不損壞本身電子性能的基礎(chǔ)上的伸展性和彎曲性，對電路的制作材料提出了新的挑戰(zhàn)和要求；其次，柔性電子的制備條件以及組成電路的各種電子器件的性能相對于傳統(tǒng)的電子器件來說仍然不足，也是其發(fā)展的一大難題。近年來，柔性電子領(lǐng)域的研究異?；馃?，使得該領(lǐng)域的發(fā)展日新月異并取得了長足的進(jìn)展。

柔性電子的應(yīng)用

柔性電子制造的關(guān)鍵包括制造工藝、基板和材料等，其核心是微納米圖案化（Micro- and Nanopatterning）制造，涉及機(jī)械、材料、物理、化學(xué)、電子等多學(xué)科交叉研究。

柔性電子以其獨特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工藝，在信息、能源、醫(yī)療、國防等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，如RFID、薄膜太陽能電池板、柔性顯示、有機(jī)電致發(fā)光（OLED）顯示與照明、化學(xué)與生物傳感器、柔性光伏、柔性邏輯與存儲、柔性電池、可穿戴設(shè)備、還有電子皮膚（Skin Patches）/人工肌肉等多種應(yīng)用。柔性電子除整合電子電路、電子組件、材料、平面顯示、納米技術(shù)等領(lǐng)域技術(shù)外，同時橫跨半導(dǎo)體、封測、材料、化工、印刷電路板、顯示面板等產(chǎn)業(yè)，可協(xié)助傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，如塑料、印刷、化工、金屬材料等產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，提升產(chǎn)業(yè)附加值，因此柔性電子技術(shù)的發(fā)展必將為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人類生活帶來革命性的變化。

柔性電子器件的材料

碳納米管

碳納米管憑借它本征載流子遷移率高的特點，導(dǎo)電性和機(jī)械靈活性而成為用于柔性電子學(xué)的有前途的材料，既作為場效應(yīng)晶體管（FET）中的溝道材料又作為透明電極。管狀碳基納米結(jié)構(gòu)可以被設(shè)想成石墨烯卷成一個無縫的圓柱體，它們獨特的性質(zhì)使其成為理想的候選材料。因為它們具有高的固有載流子遷移率和電導(dǎo)率，機(jī)械靈活性以及低成本生產(chǎn)的潛力。另一方面，薄膜基碳納米管設(shè)備為實現(xiàn)商業(yè)化提供了一條實用途徑。John A. Rogers與鮑哲楠教授分別發(fā)表了專題文章描述了基于CNT的柔性器件的處理和應(yīng)用，回顧了柔性電子器件中碳納米管的最新進(jìn)展。

氧化錫

氧化鋅是一種眾所周知的寬帶隙半導(dǎo)體材料（室溫下3.4 eV，晶體），它有很多應(yīng)用，如透明導(dǎo)體，壓敏電阻，表面聲波，氣體傳感器，壓電傳感器和UV檢測器。并因為可能應(yīng)用于薄膜晶體管方面正受到相當(dāng)?shù)年P(guān)注。同時氧化鋅還具有相當(dāng)良好的生物相容性，可降解性。E.Fortunato教授介紹了基于氧化鋅的新型薄膜晶體管所帶來的主要優(yōu)勢，這些薄膜晶體管在下一代柔性電子器件中非常有前途。