电子展|一文读懂柔性电子常用材料及应用领域
现在是智能手机时代，但目前的智能电子产品还是属于硬性电子器件。未来，人类即将进入一个新的时代，即柔性电子时代。电子展小编觉得，像人类皮肤一样柔软的柔性电子器件，将是电子工业下一个发展趋势，甚至有可能颠覆人类生活。
电子展浅谈什么是柔性电子
柔性电子概念的提出，大约起步于上世纪80年代，人们试图用有机半导体替代硅等无机半导体，从而使有机电子器件具备柔性特点。
柔性电子是将无机/有机器件附着于柔性基底上，形成电路的技术。相对于传统硅电子，柔性电子是指可以弯曲、折叠、扭曲、压缩、拉伸、甚至变形成任意形状但仍保持高效光电性能、可靠性和集成度的薄膜电子器件。
电子展浅谈柔性电子常用材料
1、柔性基底
为了满足柔性电子器件的要求，轻薄、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关键指标。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、耐化性与良好电气特性的优点，是柔性电子基底最具潜力的材料，因为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、表面粗糙度与材料成本都是选择须考虑的因素。
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分明的特性使其表面可以很容易地粘附电子材料。PET虽然转化温度低，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。
2、金属材料
金属材料一般为金银铜等导体材料，主要用于电极和导线。对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良好的导电性外，还可以烧结成薄膜或导线。
3、有机材料
大规模压力传感器阵列对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存在信号串扰，导致了测量的不准确，这个问题成为发展可穿戴传感器最大的挑战之一。由于晶体管完美的信号转换和放大性能，晶体管的使用为减少信号串扰提供了可能。因此，在可穿戴传感器和人工智能领域的很多研究都是围绕如何获得大规模柔性压敏晶体管展开的。
传统上用于场效应晶体管研究的p型聚合物材料主要是噻吩类聚合物，其中最为成功的例子便是聚（3-己基噻吩）（P3HT）体系。萘四酰亚二胺和苝四酰亚二胺显示了良好的n型场效应性能，是研究最为广泛的n型半导体材料，被广泛应用于小分子n型场效应晶体管当中。
4、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出色的压电特性，在可穿戴柔性电子传感器领域显示出了广阔的应用前景。
5、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、微孔大小可通过合成工艺加以控制、比表面利用率可达100%的特点。石墨烯具有轻薄透明、导电导热性好等特点。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应用前景。
电子展浅谈柔性材料及其应用
柔性玻璃
目前的可折叠手机，是在显示屏上使用塑料聚合物代替玻璃，这些材料不仅可以根据你的需要弯曲，而且可以反复进行。但它具有许多缺点，时间久了塑料会有划痕和皱折。目前玻璃屏的折叠技术对于可折叠智能手机来说还不够成熟。
柔性OLED
近30年以来，人们的视线越来越离不开一块小小的屏幕。从电视、电脑、笔记本电脑、到手机。在此类电子产品的屏幕选择上，设计者们也正在追求更极致的材料，而OLED显示屏则成为制造柔性屏幕的不二选择。OLED显示屏具有对比度高、饱和度好等优势，发光光谱较宽，光色柔和，可以有效避免紫外光和蓝紫光对人眼的伤害，保证了人们的用眼健康。成为新一代显示技术的核心。柔性OLED屏，采用柔性聚合物（塑料材料）作为基板，不仅能折叠，屏幕还不容易摔碎。柔性OLED屏幕可以实现360度折叠，而这已经成为现实。
柔性电池
传统的锂离子电池、超级电容器等储能产品是刚性的，在弯曲、折叠时，容易造成电极材料和集流体分离，影响电化学性能，甚至导致短路，发生严重的安全问题。
柔性储能器件成为了近几年的研究热点。柔性电池是将有机、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。现已成功应用于柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴等。柔性电池相对于传统不可弯曲的电池，体积能量密度一定会受影响。所以柔性电池要充分利用每一个有效空间，通过提升电子器件的电池总体容量，来提升待机时间，这是解决消费者手机待机焦虑的另一种策略。
柔性电子皮肤
柔性电子技术的另一个重要应用——柔性电子皮肤。通过将刚性半导体聚合物与柔性材料结合，聚合物在拉伸到原来尺寸的两倍以后，仍然保持原有的导电性能，与非晶硅的导电性能一致，该材料同时体现出像人体皮肤一样可以拉伸、形成褶皱、自我愈合的特性。柔性电子皮肤能够用于柔性机器人。使机器人拥有人类般的柔性皮肤，便于机器人做出各种高难度动作，还能够使机器人能敏锐地感觉到外界环境的变化，对环境变化做出相应反应。更具未来感的应用就是——作为一种可嵌入或覆盖人体的高精尖设备。
电子展浅谈柔性电子的应用领域
1、柔性电子显示
柔性电子显示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，可变型可弯曲的显示装置。目前可实现柔性显示模式（电子纸技术、LCD、OLED等）制作在柔性基板上的显示器件，比如可书写的电子书、U盘容量显示等。
2、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，以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，现已成功应用于柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴等。
3、柔性医疗电子
柔性医疗电子基本特征是将各种电子元器件集成在柔性基板之上，从而形成皮肤状的柔性电路板，像皮肤一样具有很高的柔韧性和弹性。柔性医疗电子可与人体组织长期自然融合，能精准测量医学指标，如体温、呼吸、血压、心电等，为大数据医疗提供实时基础数据。
4、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、弯折性好的特点，完美地契合了轻薄化、小型化的发展主旋律。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，下游为终端消费电子产品。目前日资企业以先发优势占据产业链上游的主导地位，国内起步较晚，相对较为弱势。
结语
折叠电脑、折叠手机、可穿戴数码产品方兴未艾，随着科学技术发展，柔性电子设备越来越受到社会重视，这类设备在弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸条件下仍可工作，在能源、医疗、信息通讯等领域拥有十分广阔的发展空间。
柔性电子带来的一件件作品，正在诠释着万物互联时代下创新与传统的融合，科技连接万物的时代正在不断逼近。电子展小编觉得，柔性电子技术是一场全新的电子技术革命，是将有机、无机材料电子器件制作在柔性、可延展性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景。