目錄
《微納制造的基礎(chǔ)研究學(xué)術(shù)著作叢書(shū)》序
序
前言
第1章柔性電子技術(shù)概述1
1.1引言1
1.2柔性電子的發(fā)展歷程5
1.3柔性電子器件基本結(jié)構(gòu)7
1.3.1電子元件8
1.3.2柔性基板9
1.3.3互聯(lián)導(dǎo)體10
1.3.4密封層11
1.4柔性電子制造關(guān)鍵技術(shù)12
1.4.1多功能電子材料12
1.4.2低成本制造工藝13
1.4.3電子器件可靠性15
1.5柔性電子制造的挑戰(zhàn)17
參考文獻(xiàn)18
第2章柔性電子的功能材料22
2.1柔性電子的材料要求22
2.2材料的選擇與制備24
2.3柔性電子絕緣材料28
2.3.1絕緣性29
2.3.2介電性30
2.3.3電擊穿32
2.3.4電場(chǎng)極化33
2.4柔性電子半導(dǎo)體材料34
2.4.1硅半導(dǎo)體35
2.4.2金屬氧化物半導(dǎo)體36
2.4.3有機(jī)聚合物半導(dǎo)體39
2.5柔性電子導(dǎo)體材料43
2.5.1金屬導(dǎo)體43
2.5.2聚合物導(dǎo)體44
2.5.3納米材料導(dǎo)體50
2.6柔性電子基板材料52
2.7電致發(fā)光材料56
2.8光伏材料58
2.8.1光伏發(fā)電原理58
2.8.2電子給體材料與受體材料59
2.8.3光伏器件結(jié)構(gòu)63
參考文獻(xiàn)67
第3章柔性功能器件76
3.1薄膜晶體管76
3.1.1晶體管結(jié)構(gòu)形式78
3.1.2晶體管工作原理83
3.1.3有機(jī)/無(wú)機(jī)晶體管89
3.1.4晶體管性能表征93
3.2柔性傳感器99
3.2.1半導(dǎo)體傳感器101
3.2.2應(yīng)變式傳感器107
3.2.3光傳感器109
3.2.4物理化學(xué)傳感器113
3.2.5電容傳感器114
3.2.6壓電傳感器119
3.3柔性太陽(yáng)能電池121
3.3.1肖特基型太陽(yáng)能電池121
3.3.2pn異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池122
3.3.3染料敏化太陽(yáng)能電池124
3.3.4有機(jī)/聚合物電池126
參考文獻(xiàn)129
第4章柔性電子多層膜結(jié)構(gòu)力學(xué)與表征134
4.1引言134
4.2薄膜-基板結(jié)構(gòu)134
4.2.1膜-基結(jié)構(gòu)概述134
4.2.2薄膜應(yīng)力來(lái)源135
4.2.3大變形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)138
4.3膜-基結(jié)構(gòu)失效模式140
4.3.1膜-基結(jié)構(gòu)斷裂機(jī)理140
4.3.2膜-基結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展144
4.3.3膜-基結(jié)構(gòu)分層行為145
4.3.4膜-基結(jié)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)斷裂行為146
4.4膜-基結(jié)構(gòu)彎曲147
4.4.1薄膜彎曲147
4.4.2膜-基結(jié)構(gòu)的彎曲148
4.4.3薄膜邊緣的應(yīng)力集中150
4.5膜-基結(jié)構(gòu)屈曲151
4.5.1屈曲基本理論151
4.5.2膜-基結(jié)構(gòu)的單向屈曲152
4.5.3膜-基結(jié)構(gòu)的雙向屈曲155
4.5.4膜-基結(jié)構(gòu)后屈曲分析157
4.5.5薄膜幾何尺寸對(duì)膜-基結(jié)構(gòu)屈曲的影響159
4.5.6膜-基結(jié)構(gòu)可控屈曲163
4.5.7膜-基界面結(jié)合缺陷誘導(dǎo)屈曲164
4.6膜-基結(jié)構(gòu)機(jī)械性能測(cè)量與表征166
4.6.1X射線衍射法表征殘余應(yīng)力166
4.6.2微拉曼光譜散射測(cè)殘余應(yīng)力168
4.6.3拉伸法表征膜-基界面機(jī)械性能169
4.6.4劃痕法表征膜-基界面機(jī)械性能170
4.6.5壓痕法表征薄膜機(jī)械性能171
4.6.6彎曲測(cè)試法表征薄膜機(jī)械性能174
4.6.7剪切法表征膜-基界面機(jī)械性能176
4.6.8屈曲測(cè)試法表征薄膜機(jī)械性能177
參考文獻(xiàn)179
第5章薄膜沉積與器件封裝184
5.1引言184
5.2物理氣相沉積185
5.2.1常規(guī)物理氣相沉積185
5.2.2離子鍍188
5.3化學(xué)氣相沉積190
5.3.1熱激活化學(xué)氣相沉積192
5.3.2等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積193
5.3.3金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積194
5.3.4光輔助化學(xué)氣相沉積195
5.3.5分子束外延生長(zhǎng)工藝196
5.4原子層沉積197
5.5薄膜封裝200
5.5.1柔性電子器件封裝要求200
5.5.2柔性電子器件失效原因205
5.5.3薄膜封裝工藝206
5.5.4薄膜封裝中的干燥劑集成215
5.6薄膜阻隔性能檢測(cè)216
5.6.1濕度傳感器法216
5.6.2稱重法217
5.6.3鈣測(cè)試法218
5.6.4質(zhì)譜法測(cè)量220
5.6.5氧等離子體221
參考文獻(xiàn)221
第6章微納圖案化工藝227
6.1引言227
6.2光刻工藝228
6.3印刷工藝230
6.4軟刻蝕工藝232
6.4.1彈性軟圖章制備233
6.4.2微接觸印刷工藝234
6.4.3轉(zhuǎn)移印刷工藝236
6.5納米蘸筆直寫(xiě)工藝239
6.5.1工藝原理239
6.5.2熱蘸筆直寫(xiě)工藝242
6.5.3電鍍蘸筆直寫(xiě)工藝243
6.5.4納米自來(lái)水筆直寫(xiě)工藝244
6.5.5DPN技術(shù)的陣列化245
6.6納米壓印工藝247
6.6.1納米壓印工藝機(jī)理249
6.6.2熱壓印工藝252
6.6.3紫外壓印工藝255
6.7激光直寫(xiě)技術(shù)256
6.8噴墨打印工藝259
6.8.1傳統(tǒng)噴墨打印工藝260
6.8.2電流體動(dòng)力噴印工藝262
參考文獻(xiàn)270
第7章卷到卷制造技術(shù)279
7.1R2R制造工藝概況279
7.1.1R2R制造的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)279
7.1.2典型R2R系統(tǒng)組成281
7.2R2R制造對(duì)器件性能的影響285
7.2.1R2R工藝對(duì)幾何參數(shù)的影響286
7.2.2R2R對(duì)器件電參數(shù)性能的影響289
7.2.3R2R工藝對(duì)器件可靠性的影響291
7.3R2R系統(tǒng)張力控制293
7.3.1基板張力波動(dòng)機(jī)理293
7.3.2R2R基板張力波動(dòng)控制300
7.3.3基板張力分布控制303
7.4R2R系統(tǒng)糾偏控制305
7.4.1基板橫向動(dòng)力學(xué)建模305
7.4.2R2R基板糾偏裝置309
7.4.3糾偏控制方法312
7.5R2R集成制造系統(tǒng)314
7.5.1R2R薄膜沉積系統(tǒng)314
7.5.2R2R印刷制造工藝316
7.5.3R2R與納米壓印/微接觸印刷320
7.5.4R2R流體自組裝324
參考文獻(xiàn)325
第8章柔性電子應(yīng)用332
8.1概述332
8.2柔性顯示333
8.2.1電子紙334
8.2.2柔性AMOLED338
8.2.3可延展OLED342
8.3柔性能源345
8.3.1柔性薄膜太陽(yáng)電池346
8.3.2智能服裝350
8.3.3可延展電池351
8.4柔性通信358
8.4.1柔性RFID358
8.4.2可延展流體天線/導(dǎo)體359
8.4.3柔性通信雷達(dá)363
8.5柔性傳感365
8.5.1人造電子皮膚365
8.5.2柔性光電傳感器368
8.5.3柔性驅(qū)動(dòng)372
8.6柔性醫(yī)療374
8.6.1柔性智能服飾375
8.6.2柔性植入式器件377
8.6.3表皮電子378
參考文獻(xiàn)381
附錄中英文對(duì)照表387
索引394