製造可摺疊屏手機的「柔性電子技術」在未來會怎樣的發展

2020-09-10 硬科技評論

隨著電子設備的發展，柔性電子設備越來越受到大家的重視，這種設備是指在存在一定範圍的形變(彎曲、摺疊、扭轉、壓縮或拉伸)條件下仍可工作的電子設備。普通的手機屏幕使用的是玻璃基板，可摺疊屏智慧型手機採用的是柔性電子材料——AMOLED。


AMOLED全稱是Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，可翻譯為是有源矩陣有機發光二極體面板。起源於OLED顯示技術，也就是有機發光二極體，它具有自發光的特性，採用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會發光。


AMOLED技術

有源矩陣有機發光二極體或主動矩陣有機發光二極體)是一種顯示屏技術。其中OLED(有機發光二極體)是描述薄膜顯示技術的具體類型：有機電激發光顯示；AM(有源矩陣體或稱主動式矩陣體)是指背後的像素尋址技術。目前AMOLED技術主要用於智慧型手機，並繼續朝低功耗、低成本、大尺寸方向發展。

AMOLED比起TFT液晶顯示器來說還要具競爭力。從理論上來說，AMOLED無須背光模塊及彩色濾光片等材料，因此就材料成本比重上，要比TFT液晶顯示器低。相對於傳統電子，柔性電子具有更大的靈活性，能夠在一定程度上適應不同的工作環境，滿足設備的形變要求。

柔性電子的優勢與研發難題

是一種技術的通稱，是將有機/無機材料電子器件製作在柔性/可延性基板上的新興電子技術。相對於傳統電子，柔性電子具有更大的靈活性，能夠在一定程度上適應不同的工作環境，滿足設備的形變要求。但是相應的技術要求同樣制約了柔性電子的發展。

首先，柔性電子在不損壞本身電子性能的基礎上的伸展性和彎曲性，對電路的製作材料提出了新的挑戰和要求；

其次，柔性電子的製備條件以及組成電路的各種電子器件的性能相對於傳統的電子器件來說仍然不足，也是其發展的一大難題。柔性電子可概括為是將有機/無機材料電子器件製作在柔性/可延性塑料或薄金屬基板上的新興電子技術，以其獨特的柔性/延展性以及高效、低成本製造工藝，在信息、能源、醫療、國防等領域具有廣泛應用前景，如柔性電子顯示器、有機發光二極體OLED、印刷RFID、薄膜太陽能電池板、電子用表面粘貼等。

與傳統IC技術一樣，製造工藝和裝備也是柔性電子技術發展的主要驅動力。柔性電子製造技術水平指標包括晶片特徵尺寸和基板面積大小，其關鍵是如何在更大幅面的基板上以更低的成本製造出特徵尺寸更小的柔性電子器件。

柔性電子器件的材料

1、碳納米管

碳納米管(CNT)由於其高的本徵載流子遷移率，導電性和機械靈活性而成為用於柔性電子學的有前途的材料，既作為場效應電晶體(FET)中的溝道材料又作為透明電極。管狀碳基納米結構可以被設想成石墨烯捲成一個無縫的圓柱體，它們獨特的性質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率，機械靈活性以及低成本生產的潛力。另一方面，薄膜基碳納米管設備為實現商業化提供了一條實用途徑。

2、氧化鋅

氧化鋅是一種眾所周知的寬帶隙半導體材料(室溫下3.4 eV，晶體)，它有很多應用，如透明導體，壓敏電阻，表面聲波，氣體傳感器，壓電傳感器和UV檢測器。並因為可能應用於薄膜電晶體方面正受到相當的關注。同時氧化鋅還具有相當良好的生物相容性，可降解性。E.Fortunato教授介紹了基於氧化鋅的新型薄膜電晶體所帶來的主要優勢，這些薄膜電晶體在下一代柔性電子器件中非常有前途。

3、二維材料被應用於柔性電子領域，包括石墨烯、半導體氧化物，納米金等。

未來的發展前景

柔性電子技術是行業新興領域，它的出現不但整合電子電路、電子組件、材料、平面顯示、納米技術等領域技術外，同時橫跨半導體、封測、材料、化工、印刷電路板、顯示面板等產業，可協助傳統產業，如塑料、印刷、化工、金屬材料等產業的轉型。其在信息、能源、醫療、製造等各個領域的應用重要性日益凸顯，已成為世界多國和跨國企業競相發展的前沿技術。美國、歐盟、英國、日本等相繼制定了柔性電子發展戰略並投入大量科研經費，旨在未來的柔性電子研究和產業發展中搶佔先機。.


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