本發(fā)明涉及可延展電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面向可延展電子的柔性基底。

背景技術(shù)：

可延展電子是一種新型電子產(chǎn)品，其克服了傳統(tǒng)硅基電子產(chǎn)品的剛性、脆性、易碎、不能適應(yīng)較復(fù)雜工作平面的應(yīng)用，是先進(jìn)電子制造的代表性產(chǎn)品。以結(jié)構(gòu)性基底為基礎(chǔ)的可延展電子可應(yīng)用于高靈敏機(jī)器人皮膚、眼球狀數(shù)碼照相機(jī)、柔性醫(yī)療/手術(shù)設(shè)備、智能健康監(jiān)護(hù)器等。然而現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)性基底為基礎(chǔ)的可延展電子存在表面占有率不高、電子器件上應(yīng)力過集中等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有可延展電子的結(jié)構(gòu)性基底有效表面占有率不高和應(yīng)力過集中的問題，提供一種面向可延展電子的柔性基底。

為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種面向可延展電子的柔性基底，包括薄膜基底、島嶼和溝槽；每個(gè)島嶼均呈多邊形棱柱狀；所有島嶼在薄膜基底的至少一側(cè)表面上呈蜂窩狀陣列排布；島嶼與島嶼之間由溝槽分隔開；功能器件粘附在島嶼的上方，連接導(dǎo)線藏于島嶼間的溝槽內(nèi)，連接導(dǎo)線與功能器件電學(xué)連接。

上述方案中，每個(gè)島嶼均呈六邊形棱柱狀。

上述方案中，島嶼與薄膜基底為一體化結(jié)構(gòu)。

上述方案中，島嶼和薄膜基底均為超彈性的柔性聚合物。

上述方案中，島嶼的高度與薄膜基底的厚度之比為0.75～2。

上述方案中，溝槽的深度與寬度之比為1.5～5。

上述方案中，功能器件與島嶼間設(shè)有粘附層。

上述方案中，連接導(dǎo)線與功能器件的連接處位于功能器件的邊緣或者下方。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不但可以實(shí)現(xiàn)軸向拉伸、彎曲、扭曲等可延展性能，而且打破了傳統(tǒng)可延展電子功能元器件表面占有率低和應(yīng)力過集中的弊端，擁有更高的功能器件有效表面占有率，提高可延展電子產(chǎn)品工作效率，并能夠更好地對功能器件進(jìn)行保護(hù)，特別適用于高的接收光線或者發(fā)射光線的應(yīng)用，例如柔性太陽能電池板、光電探測設(shè)備、電子眼等。

附圖說明

圖1是一種面向可延展電子的柔性基底的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1、薄膜基底；2、島嶼；3、溝槽。

具體實(shí)施方式

一種面向可延展電子的柔性基底，如圖1所示，由薄膜基底1、島嶼2和溝槽3組成。薄膜基底1、島嶼2和溝槽3是實(shí)現(xiàn)可延展柔性電子器件的電學(xué)功能基礎(chǔ)。薄膜基底1對整個(gè)器件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)支撐。島嶼2實(shí)現(xiàn)對功能電子元器件例如太陽能電池的支撐，并且可以在拉伸過程中實(shí)現(xiàn)應(yīng)力隔絕從而對功能電子元器件實(shí)現(xiàn)保護(hù)。溝槽3即非島嶼2部分，是實(shí)現(xiàn)高的延展性的基礎(chǔ)，拉伸、彎曲和/或扭轉(zhuǎn)時(shí)，島嶼2本身尺寸變化很小，主要依靠溝槽3之間的基底的高伸縮性來實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)的柔性和可延展性。

每個(gè)島嶼2均呈多邊形棱柱狀，在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)島嶼2均呈六邊形棱柱狀，其能夠提高器件表面占有率，并克服應(yīng)力過集中的問題。所有島嶼2在薄膜基底1的至少一側(cè)表面上呈蜂窩狀陣列排布，即所有島嶼2可以規(guī)則排布在薄膜基底1的一側(cè)表面上，也可以規(guī)則排布在薄膜基底1的兩側(cè)表面上。島嶼2間由縱橫交錯(cuò)的溝槽3分隔開。島嶼2與薄膜基底1為一體化結(jié)構(gòu)，并由相同的材料制成。該材料為高彈性的柔性聚合物，如PDMS或TPU等超彈性材料，其既是整個(gè)結(jié)構(gòu)可延展性、高表面覆蓋率的關(guān)鍵，又是實(shí)現(xiàn)拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲等可延展力學(xué)行為的基礎(chǔ)。

島嶼2的高度與薄膜基底1的厚度之比為0.75～2，以實(shí)現(xiàn)更好的對島嶼2上方功能器件的保護(hù)作用。本發(fā)明中，薄膜基底1的厚度很薄，不足1厘米。島嶼2間溝槽3部分用于放置連接導(dǎo)線，因此溝槽3寬度不能過小，通常情況下需要大于100微米。溝槽3的深度與寬度之比為1.5～5。在實(shí)現(xiàn)拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)等行為過程中，由于溝槽3具有高的深寬比，使得島嶼2處具有良好的應(yīng)力隔絕效應(yīng)，對功能器件的應(yīng)力作用非常小，能夠防止功能器件的脫落并實(shí)現(xiàn)對其應(yīng)力隔絕保護(hù)，從而在實(shí)現(xiàn)延展性、高表面覆蓋率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高可靠性。

為了能夠形成可延展柔性電子電路，還需要在上述柔性基底的基礎(chǔ)上設(shè)置連接線和功能器件。連接線和功能器件用于實(shí)現(xiàn)可延展柔性電子器件的電學(xué)功能。功能器件是整個(gè)設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn)部分，其可以根據(jù)不同應(yīng)用場合的需要進(jìn)行選擇。連接線是實(shí)現(xiàn)電學(xué)連接的部分。

功能器件粘附在島嶼2的上方，用于在有限的面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的工作效率。此外，功能器件與島嶼2間設(shè)有粘附層，從而保證功能器件能與島嶼2的頂部實(shí)現(xiàn)更好的連接，并且起到一定的應(yīng)力緩沖作用。

連接導(dǎo)線設(shè)置在各個(gè)功能器件的下方，各個(gè)島嶼2間的溝槽3內(nèi)部，其既節(jié)省了空間，又提供了大延展性，同時(shí)能被上方電子器件及結(jié)構(gòu)性基底保護(hù)起來。連接導(dǎo)線由銅或者銀制成的連接導(dǎo)線，具有高的導(dǎo)電率，連接導(dǎo)線形狀被設(shè)計(jì)為六邊形陣列結(jié)構(gòu)，從而能在拉伸的情況下實(shí)現(xiàn)大的延展性，矩形陣列結(jié)構(gòu)連接導(dǎo)線是實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)構(gòu)的延展性和電學(xué)功能的基礎(chǔ)。連接導(dǎo)線與功能器件電學(xué)連接。連接導(dǎo)線與功能器件的連接處位于功能器件的邊緣或者下方。

如功能器件為太陽能電池，粘附于島嶼2上方，需在有限的面積內(nèi)接收盡可能多的光照，從而將光能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)。每個(gè)太陽能電池粘附于對應(yīng)的一個(gè)島嶼2上方，每個(gè)太陽能電池直接與周圍四個(gè)太陽能電池通過連接導(dǎo)線連接，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)上各個(gè)電子元器件太陽能電池的電學(xué)連接。此外，為了對可延展電子器件整體進(jìn)行保護(hù)，可以根據(jù)需要，選擇性地在整個(gè)可延展電子器件的上方加入封裝層。