柔性電子(FlexibleElectronics)又稱為塑料電子(PlasticElectronics)、印刷電子(PrintedElectronics)、有機(jī)電子(OrganicElectronics)、聚合體電子(PolymerElectronics)等;是將有機(jī)/無機(jī)材料電子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金屬基板上的新興電子技術(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(huì)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-andNanopatterning)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(dú)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，如柔性電子顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管OLED、印刷RFID、薄膜太陽能電池板、電子報(bào)紙、電子皮膚(SkinPatches)/人工肌肉等。
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(shí)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。
柔性電子技術(shù)是一場全新的電子技術(shù)革命，引起全世界的廣泛關(guān)注并得到了迅速發(fā)展。美國《科學(xué)》雜志將有機(jī)電子技術(shù)進(jìn)展列為2000年世界十大科技成果之一，與人類基因組草圖、科隆技術(shù)等重大發(fā)現(xiàn)并列。美國科學(xué)家艾倫黑格、艾倫?馬克迪爾米德和日本科學(xué)家白川英樹由于他們在導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域的開創(chuàng)性工作而獲得2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
柔性電子與傳統(tǒng)電子制造的區(qū)別
目前電子產(chǎn)業(yè)基本上都是屬于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，制造用到的設(shè)備相當(dāng)龐大，且費(fèi)用高昂，制造效率低;整個(gè)柔性電子的概念是希望能夠把傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)品、組件及線路用印刷的方式來替代。主要從三方面來看柔性電子與傳統(tǒng)電子電路不同之處：
(1)應(yīng)用前景
一旦將很柔軟的基材應(yīng)用在設(shè)計(jì)方面或把線路做成無形的或可折迭的東西，那就跟傳統(tǒng)的硬式基材有很大的不同。
(2)制造成本
采用卷到卷印刷工藝，并且在材料的使用上也可避免像光刻技術(shù)浪費(fèi)95%以上材料的問題，而采用印刷方式印制上去的面積則等同于使用的面積，其使用率在90%以上，以長期發(fā)展角度來看，印刷方式會(huì)比傳統(tǒng)光刻技術(shù)的成本低很多;硅CMOS晶元一般造價(jià)為10$/cm2，復(fù)合半導(dǎo)體甚至更貴，柔性電子實(shí)現(xiàn)的理想造價(jià)為0.1$/cm2，從造價(jià)就可以看出柔性電子的巨大優(yōu)勢。
(3)投資角度
傳統(tǒng)的半導(dǎo)體廠動(dòng)不動(dòng)就要數(shù)十億甚至上百億的投資，但印刷的方式就像傳統(tǒng)的印刷只要投資數(shù)千萬就可把基本的規(guī)模建立起來。要強(qiáng)調(diào)的是印刷所要用的油墨跟傳統(tǒng)的印刷不一樣，需要特別研制，開發(fā)初期成本由于量少也比較高，但批量生產(chǎn)后成本就會(huì)變得較低廉了。
柔性電子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和材料
柔性電子技術(shù)雖然可應(yīng)用于不同領(lǐng)域，但是其基本結(jié)構(gòu)相似，至少包含以下4個(gè)部分：電子元器件、柔性基板fflexiblesubstrate)、交聯(lián)導(dǎo)電體finterconnect)和黏合層。
