柔性電路技術的未來發展趨勢（續）

Published by Deviceplus 編輯團隊 at 2021.06.24

柔性產品

柔性電路被用於多種裝置中。與傳統電路設計相似的是，柔性電路設計會根據最終的外形尺寸和製成品所需的功能而有所不同。這裡僅對當今已經問世的或正處於研究中的一些柔性電路的產品和使用進行介紹。

柔性感測器

感測器是可穿戴裝置和物聯網技術領域發展中的重要組成部分。根據人類及其所處環境的監控技術的發展需求，感測器需要變得更加隱形，使用更少的能耗，並且以更小的外形尺寸工作。柔性技術可以滿足這些需求，並且一定會為這些各行各業中普遍使用的感測器的發展提供有力的支援。

這些感測器根據其類型可以提供廣泛的資料。例如，柔性壓力、氣體、溫度、生物、濕度、光感測器，就涵蓋了大範圍的監控變數資料。

由於在醫療領域中要求監控裝置對運動中的身體可以隨形貼合，柔性電路在該領域的發展尤其成熟。這個來自Flexible Circuit Technologies的晶片式氧氣感測器可即時測量患者的氧氣水準，在非常需要患者監控資料的關鍵時刻（例如在手術中）向醫務人員提供生理功能方面的資訊回饋。

圖6：帶有氧氣感測器和LED燈的柔性電路晶片，由Flexible Circuit Technologies製造 / ©ArmDevices

加州大學伯克利分校（UC Berkley）正在研發一種智慧繃帶，該繃帶透過電訊號可以在皮膚發生肉眼可見的形態變化之前就檢測出其狀況的變化。繃帶由印刷在柔性基底上的微型電極陣列組成。該技術可以在損傷到達表面之前就指示出組織是否發生了有害的變化，從而幫助預防褥瘡。

Tacterion傳感皮膚具有高度可拉伸的載有感測器的有機矽聚合物，可以使任何表面對外觸力具有感應特性。基於電容的版本（sensorskin C.）具有極高的靈敏度，即使沒有物理接觸也可與感測器進行感應交互。借助這項技術，任何三維表面都可以成為其他電子產品的書寫工具或控制裝置。感知層也可以積體到智慧服裝或可穿戴裝置中。

柔性/可折疊顯示器

雖然智慧手錶和可穿戴腕帶已經變得非常流行，但其剛性顯示幕的螢幕尺寸限制了使用者的滿意度以及一些顯示功能。柔性技術可以使腕帶顯示器沿肢體形狀貼合，從而有效地增加了顯示器的尺寸。

FlexEnable具有OLCD（有機液晶顯示器）螢幕原型，該原型利用塑膠電晶體為腕帶實現其功能提供了足夠的靈活性。

圖7：FlexEnable的可穿戴OLED螢幕/©The Verge

Lenovo演示了一種帶OLED顯示幕的可彎曲腕式手機，不過目前還只是一個工程概念。該設計使用了一系列轉軸，以使裝置可以纏繞在手腕上，同時保留轉軸之間安裝不可彎曲元件的部分。

圖8：腕式手機原型，來自Lenovo。轉軸設計使手機可以貼合手臂。/ ©SFChronicles

2014年，Plastic Logic有限公司的柔性塑膠AMOLED顯示器贏得了全球OLED大會（Global OLED Congress）的OLED卓越創新獎。該技術基於一種專有的有機薄膜電晶體（OTFT）陣列，彎曲半徑為0.75mm。

未來的顯示器甚至可能可以貼合在皮膚上或衣服上，成為可穿戴裝置。韓國高級科學技術研究院（KAIST）的研究人員最近發表了有關用於可穿戴式顯示器的超薄、透明的氧化物薄膜電晶體（TFT）的研究發現。

該團隊使用一種無機雷射剝離（ILLO）方法將電晶體陣列從對雷射有反應性的基底上剝離下來。然後將分離的高性能氧化物半導體轉移到超薄、高度透明的塑膠基底上。該陣列能轉移到其他柔性基底上，顯示出其作為可穿戴顯示器使用的優越性。

圖9：超薄、透明氧化物薄膜電晶體在可穿戴裝置中的應用/ ©KAIST

顯然，該技術仍在朝向批量生產的發展階段，但是已經發表的原型可以讓您一窺可穿戴全尺寸行動顯示器的未來。

智慧型服裝

柔性電子產品可以與紡織品進行很好的結合，因為紡織品能夠提供耐用的柔性基底來與電路積體。同時，布制服裝還為感測器提供了不那麼突出或不可見的外形尺寸。

Holst Centre是一個獨立的研發中心，正在對種類繁多的智慧服裝概念進行研發，可為合作夥伴提供製造機會。原型包括積體了可穿戴顯示器的服裝，帶有可為手機充電的太陽能柔性電路的服裝，具有LED以實現可穿戴輕便時尚的服裝，以及帶有用於心率監測的內建感測器的運動服裝。

光伏發電

隨著太陽能電池變得更輕、更柔韌，一般的或不規則的表面都可以變成發電的場地。韓國研究人員已經能夠生產出大約1毫米厚的光伏電池，該電池可以在捲曲包裹鉛筆的同時不失去功能完整性。透過將砷化鎵製成的太陽能電池直接黏附到一個柔性基底上而不使用粘合劑，可以實現極薄的設計（尺寸比人類頭髮的平均直徑還要小）。這些電池有望用於可穿戴裝置、小器件和感測器，為其供電，因為這些裝置需要用到可與小型設計相容的可持續電源。

技術發展正從傳統的剛性設計邁向柔性外形尺寸的未來。柔性技術的進步將提供以前在剛性設計中無法實現的新功能，尤其是在醫療、可穿戴裝置和物聯網、感測器和智慧紡織品等市場。柔性技術正在為未來世界鋪平道路，提供電源、結構和製程，使我們的身體和生活能夠持續受到監控和改善。隨著對柔性電子裝置的關注度提升和資金投入增多，我們將會在不久的將來看到其廣泛存在於我們的生活中。