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內容簡介

　　《柔性電子製造：材料、器件與工藝》針對柔性顯示、能源、傳感等新型電子器件高效高精製造需求，從材料、器件與工藝等方麵係統介紹瞭柔性電子製造的前沿研究領域及其進展，主要內容包括：柔性電子的功能材料、柔性功能器件、柔性電子力學與錶徵、薄膜沉積與器件封裝、微納圖案化工藝、捲到捲製造係統以及柔性電子技術應用與展望。
　　《柔性電子製造：材料、器件與工藝》對電子器件設計與製造、MEMS與微納製造、光機電一體化等領域的科研和工程人員具有重要的參考價值，同時適閤作為機械製造、電子信息、材料、物理、化學等高等院校相關專業的研究生教材或參考書。

內頁插圖

目錄

微納製造的基礎研究學術著作叢書》序
序
前言
第1章 柔性電子技術概述
1．1 引言
1．2 柔性電子的發展曆程
1．3 柔性電子器件基本結構
1．3．1 電子元件
1．3．2 柔性基闆
1．3．3 互聯導體
1．3．4 密封層
1．4 柔性電子製造關鍵技術
1．4．1 多功能電子材料
1．4．2 低成本製造工藝
1．4．3 電子器件可靠性
1．5 柔性電子製造的挑戰
參考文獻

第2章 柔性電子的功能材料
2．1 柔性電子的材料要求
2．2 材料的選擇與製備
2．3 柔性電子絕緣材料
2．3．1 絕緣性
2．3．2 介電性
2．3．3 電擊穿
2．3．4 電場極化
2．4 柔性電子半導體材料
2．4．1 矽半導體
2．4．2 金屬氧化物半導體
2．4．3 有機聚閤物半導體
2．5 柔性電子導體材料
2．5．1 金屬導體
2．5．2 聚閤物導體
2．5．3 納米材料導體
2．6 柔性電子基闆材料
2．7 電緻發光材料
2．8 光伏材料
2．8．1 光伏發電原理
2．8．2 電子給體材料與受體材料
2．8．3 光伏器件結構
參考文獻

第3章 柔性功能器件
3．1 薄膜晶體管
3．1．1 晶體管結構形式
3．1．2 晶體管T作原理
3．1．3 有機／無機晶體管
3．1．4 晶體管性能錶徵
3．2 柔性傳感器
3．2．1 半導體傳感器
3．2．2 應變式傳感器
3．2．3 光傳感器
3．2．4 物理化學傳感器
3．2．5 電容傳感器
3．2．6 壓電傳感器
3．3 柔性太陽能電池
3．3．1 肖特基型太陽能電池
3．3．2 pn異質結太陽能電池
3．3．3 染料敏化太陽能電池
3．3．4 有機／聚閤物電池
參考文獻

第4章 柔性電子多層膜結構力學與錶徵
4．1 引言
4．2 薄膜一基闆結構
4．2．1 膜一基結構概述
4．2．2 薄膜應力來源
4．2．3 大變形結構設計
4．3 膜一基結構失效模式
4．3．1 膜一基結構斷裂機理
4．3．2 膜一基結構裂紋擴展
4．3．3 膜一基結構分層行為
4．3．4 膜一基結構競爭斷裂行為
4．4 膜一基結構彎麯
4．4．1 薄膜彎麯
4．4．2 膜一基結構的彎麯
4．4．3 薄膜邊緣的應力集中
4．5 膜一基結構屈麯
4．5．1 屈麯基本理論
4．5．2 膜一基結構的單嚮屈麯
4．5．3 膜一基結構的雙嚮屈麯
4．5．4 膜一基結構後屈麯分析
4．5．5 薄膜幾何尺寸對膜一基結構屈麯的影響
4．5．6 膜一基結構可控屈麯
4．5．7 膜一基界麵結閤缺陷誘導屈麯
4．6 膜一基結構機械性能測量與錶徵
4．6．1 X射綫衍射法錶徵殘餘應力
4．6．2 微拉曼光譜散射測殘餘應力
4．6．3 拉伸法錶徵膜一基界麵機械性能
4．6．4 劃痕法錶徵膜一基界麵機械性能
4．6．5 壓痕法錶徵薄膜機械性能
4．6．6 彎麯測試法錶徵薄膜機械性能
4．6．7 剪切法錶徵膜一基界麵機械性能
4．6．8 屈麯測試法錶徵薄膜機械性能
參考文獻

第5章 薄膜沉積與器件封裝
5．1 引言
5．2 物理氣相沉積
5．2．1 常規物理氣相沉積
5．2．2 離子鍍
5．3 化學氣相沉積
5．3．1 熱激活化學氣相沉積
5．3．2 等離子體增強化學氣相沉積
5．3．3 金屬有機化閤物化學氣相沉積
5．3．4 光輔助化學氣相沉積
5．3．5 分子束外延生長工藝
5．4 原子層沉積
5．5 薄膜封裝
5．5．1 柔性電子器件封裝要求
5．5．2 柔性電子器件失效原因
5．5．3 薄膜封裝工藝
5．5．4 薄膜封裝中的乾燥劑集成
5．6 薄膜阻隔性能檢測
5．6．1 濕度傳感器法
5．6．2 稱重法
5．6．3 鈣測試法
5．6．4 質譜法測量
5．6．5 氧等離子體
參考文獻

第6章 微納圖案化工藝
6．1 引言
6．2 光刻工藝
6．3 印刷工藝
6．4 軟刻蝕工藝
6．4．1 彈性軟圖章製備
6．4．2 微接觸印刷工藝
6．4．3 轉移印刷工藝
6．5 納米蘸筆直寫工藝
6．5．1 工藝原理
6．5．2 熱蘸筆直寫工藝
6．5．3 電鍍蘸筆直寫工藝
6．5．4 納米自來水筆直寫工藝
6．5．5 DPN技術的陣列化
6．6 納米壓印工藝
6．6．1 納米壓印工藝機理
6．6．2 熱壓印工藝
6．6．3 紫外壓印工藝
6．7 激光直寫技術
6．8 噴墨打印工藝
6．8．1 傳統噴墨打印工藝
6．8．2 電流體動力噴印工藝
參考文獻

第7章 捲到捲製造技術
7．1 R2R製造工藝概況
7．1．1 R2R製造的優勢與挑戰
7．1．2 典型R2R係統組成
7．2 R2R製造對器件性能的影響
7．2．1 R2R工藝對幾何參數的影響
7．2．2 R2R對器件電參數性能的影響
7．2．3 R2R工藝對器件可靠性的影響
7．3 R2R係統張力控製
7．3．1 基闆張力波動機理
7．3．2 R2R基闆張力波動控製
7．3．3 基闆張力分布控製
7．4 R2R係統糾偏控製
7．4．1 基闆橫嚮動力學建模
7．4．2 R2R基闆糾偏裝置
7．4．3 糾偏控製方法
7．5 R2R集成製造係統
7．5．1 R2R薄膜沉積係統
7．5．2 R2R印刷製造工藝
7．5．3 R2R與納米壓印／微接觸印刷
7．5．4 R2R流體自組裝
參考文獻

第8章 柔性電子應用
8．1 概述
8．2 柔性顯示
8．2．1 電子紙
8．2．2 柔性AMOLED
8．2．3 可延展OLED
8．3 柔性能源
8．3．1 柔性薄膜太陽電池
8．3．2 智能服裝
8．3．3 可延展電池
8．4 柔性通信
8．4．1 柔性RFID
8．4．2 可延展流體天綫／導體
8．4．3 柔性通信雷達
8．5 柔性傳感
8．5．1 人造電子皮膚
8．5．2 柔性光電傳感器
8．5．3 柔性驅動
8．6 柔性醫療
8．6．1 柔性智能服飾
8．6．2 柔性植入式器件
8．6．3 錶皮電子
參考文獻

附錄 中英文對照錶
索引

前言/序言

　　柔性電子是將有機／無機薄膜電子器件製作在柔性塑料或薄金屬基闆上的新興電子技術，因其獨特的柔性／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，如柔性顯示器、印刷RFID、有機發光二極管OLED、薄膜太陽能電池和柔性X射綫儀等。柔性電子技術已經並將開闢齣許多創新的電子産品應用領域，從而帶來一場電子技術革命。Science將有機電子技術進展列為2000年世界十大科技成果之一，與人類基因組草圖、生物剋隆技術等重大發現並列。柔性電子被美國、歐盟、日本、韓國等列為重點支持領域。英國2010年公布的新經濟發展戰略“建設英國的未來”中，將柔性電子作為其先進製造領域的首要發展方嚮；韓國製定瞭“韓國綠色IT國傢戰略”，2010年投資720億美元發展OLED；日本2011年成立先進印刷電子技術研發聯盟，重點發展印刷及薄膜技術；美國2012年的總統報告中，將柔性電子作為先進製造11個優先發展方嚮之一。我國政府高度關注和重視柔性電子技術的研究，國傢自然科學基金“十三五”規劃將柔性電子製造列為微納製造的主要發展方嚮之一。
　　柔性電子需要在任意形狀、柔性襯底上實現納米特徵一微納結構一宏觀器件大麵積集成，涉及聚閤物、金屬、非金屬、納米材料等機電特性迥異材料的功能界麵精確形成，對其製造技術提齣瞭極大挑戰。柔性電子製造過程通常包括：納米聚閤物材料製備一納米薄膜沉積一微納結構圖案化一大麵積互連封裝，其關鍵是如何實現不同尺寸／材質的結構、器件和係統的跨尺度製造。傳統微納電子采用光刻、電子束和離子束刻蝕等矽基製造工藝實現微納器件結自上而下微納復閤加工，由於其高昂的製造成本和對環境的苛刻要求很難滿足柔性電子大麵積、批量化、低成本製造要求。在納米級薄膜製備、大麵積微納結構圖案化、柔性電子器件高可靠封裝等柔性電子製造關鍵技術方麵，需要研究全新的製造原理、工藝與裝備。
　　近年來，電子信息技術研究及應用發展迅猛，陸續齣現瞭宏電子（macroelec-tronics）、塑料電子（plastic electronics）、印刷電子（printed electronics）、有機電子（organic electronics）、聚閤體電子（polymer electronics）等與柔性電子相關的新型電子器件，其科學內涵、關鍵技術和應用領域相互交叉又不盡相同，亟待進一步研究、厘清和明確。柔性電子技術與産業發展同樣遵循“一代材料、一代器件、一代工藝”的規律，正如矽基材料、固態電子和光刻技術是微電子賴以生存和發展的基石，柔性基材、有機電子和溶液化工藝將在柔性電子中發揮越來越重要的作用。
　　本書針對以上特點，從柔性電子器件的材料、器件、力學、工藝、製造和應用等方麵進行係統敘述，力圖全麵展現柔性電子製造關鍵技術的研究現狀和最新進展。本書共8章，第1章介紹瞭柔性電子技術的發展曆程，闡述瞭柔性電子器件基本結構，提齣瞭柔性電子製造關鍵技術及其挑戰。第2～4章分彆從材料、器件、結構等方麵介紹瞭柔性電子的基本概念和特有性質，為闡述和理解柔性電子製造技術奠定基礎：第2章介紹瞭柔性電子中常用的功能材料及其應用，特彆強調溶液化電子功能材料；第3章介紹瞭柔性功能器件，包括薄膜晶體管、柔性傳感器、柔性太陽能電池等；第4章介紹瞭柔性電子變形能力設計及檢測錶徵方法，是不同於微電子設計的重要內容。第5～7章重點論述薄膜沉積、微納結構圖案化、捲到捲集成等柔性電子製造關鍵技術：第5章介紹瞭柔性電子薄膜沉積與封裝工藝，重點論述瞭在柔性電子中的具有重要應用潛力的ALD工藝和OLED封裝要求與檢測方法；第6章介紹瞭微納圖案化工藝，重點闡述瞭低溫溶液化工藝與在柔性電子製造中的應用；第7章立足於柔性電子大規模製造需求，介紹瞭捲到捲製造原理、關鍵技術及典型應用。第8章列舉瞭柔性電子的部分重要應用領域及其最新進展。
　　考慮到柔性電子技術本身的多學科交叉特點以及讀者不同的學科背景。本書各章以闡述柔性電子材料、器件與工藝的基本原理為主，輔以大量的研究進展與應用實例，盡可能介紹柔性電子的學術前沿和發展趨勢。本書對電子器件設計與製造、微納製造、光機電一體化等領域的科研和工程人員具有重要的參考價值，同時適閤作為機械製造、電子信息、材料、物理、化學等高等院校相關專業的研究生教材或參考書。
　　作者衷心感謝各位學術前輩、師長和同事們的支持和幫助，特彆是熊有倫院士、丁漢院士、雒建斌院士多年來的關心和指導。本書在撰寫過程中得到談發堂博士、陳建魁博士、彭波博士、布寜斌博士以及博士生王小梅、劉慧敏、馬亮、段永青、唐偉、潘艷橋、董文濤、丁亞江等的幫助，在此對他們錶示感謝。感謝國傢自然科學基金項目（51035002、51322507、51175209）、國傢973計劃項目（2009CB724204）等多年來對相關研究工作的支持。特彆感謝國傢科學技術學術著作齣版基金對本書齣版的資助！
　　柔性電子製造涉及機械、電子、材料、物理、化學等多學科交叉，由於作者專業局限和水平限製，本書難免存在不足之處，希望相關領域專傢和讀者批評指正。
柔性電子製造：材料、器件與工藝 [Micro Nano Manufacturing] 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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