[发明专利]柔性导线、柔性电子器件的制备方法和柔性无线供能器件

说明书

本公开提供一种柔性导线、柔性电子器件的制备方法和柔性无线供能器件。该制备方法包括以下步骤：提供由刚性衬底、牺牲层和功能薄膜三者结合在一起而形成的基材；采用飞秒激光切割基材的功能薄膜从而使功能薄膜形成有平面导线结构；去除牺牲层，从而平面导线结构与刚性衬底分离；平面导线结构形成为二维柔性导线；或者，将平面导线结构组装至预拉伸的柔性衬底，释放柔性衬底的预应变，使平面导线结构屈曲组装成为三维柔性导线。该制备方法可以高精度、大规模、不受图案限制地制备柔性导线，还具备快速、环保、廉价、高资源利用率、对外界环境不敏感的独特优势，适用于二维和三维各类型柔性导线的制备。

技术领域

本公开涉及电子技术领域，特别涉及一种柔性导线、柔性电子器件的制备方法和柔性无线供能器件。

背景技术

近年来，为满足人们对于电子器件柔性化的需求，柔性电子技术得到了迅速发展，涌现出诸多类型的柔性电子器件，如柔性传感器、柔性显示屏、人造电子皮肤和多样的可穿戴电子产品等。其中，用于健康监测和医疗的可穿戴电子设备已经具备了万亿级市场。

可穿戴电子设备能够贴合人体皮肤的柔软曲面的生物特征，对人体生理信号进行更为精准和连续的监测。可穿戴电子设备中的一大类是无机柔性电子器件，其主要将硅等传统高性能电子材料与柔性衬底相结合从而兼顾性能与柔性两大优点。

无机柔性器件主要采用岛桥型结构，将脆性的硅等功能部分置于应变较小的“岛”上，通过作为“桥”的柔性导线将“岛”的阵列互联，实现功能的集成。此外，在可穿戴电子器件领域中，柔性导线还常常作为柔性显示器的功能元件，如温度传感器和应变传感器等，都是通过测量柔性导线的电阻变化来监测温度和应变的变化。

柔性导线的设计和制备是无机柔性电子器件的关键之一，其需要在保证线路正常工作同时具备较大的延展性。

目前，柔性导线的制备方法主要是采用传统的平面微电子光刻工艺，这一工艺可以大规模制备平面结构，精度较高，能够很方便地实现微结构的图案化。常规光刻技术采用波长为200nm至450nm的紫外光作为光源，以光刻胶为中间媒介实现图案的变换、转移和处理，最终把图像信息传递到衬底上。一般曝光流程包括表面处理与预烘烤、旋转涂胶、前烘、对准、曝光、后烘、显影、坚膜和图像检测八个基本步骤。

上述光刻制备方法具有以下缺点：

第一、需要专门的光刻机与洁净间且工艺繁琐，实验条件要求高，实验制备困难且耗时长，在光刻中实验结果对外界环境影响敏感，需要控制多个环境参数；

第二、该制备过程是化学处理过程，涉及到丙酮、光刻胶、氢氟酸等危险化学试剂，废液需要专门处理，对自然环境存在污染；

第三，光刻工艺需要额外制备专用的掩膜版，每个柔性导线对应的图案都需要制备专用的掩膜版，价格较贵且利用率低。

发明内容

本公开的目的在于提供一种柔性导线和柔性电子器件的制备方法，该制备方法既具备高精度、大规模、不受图案限制等传统光刻工艺的优点，又具备快速、环保、廉价、高资源利用率、对外界环境不敏感的独特优势。本公开的目的还在于提供一种柔性无线供能器件。

为实现上述目的，本公开提供一种柔性导线的制备方法，用于制备二维柔性导线或者三维柔性导线，包括以下步骤：

准备步骤：

提供由刚性衬底、牺牲层和功能薄膜三者结合在一起而形成的基材，所述功能薄膜通过所述牺牲层而与所述刚性衬底结合；

制备步骤：

采用飞秒激光切割所述基材的所述功能薄膜从而使所述功能薄膜形成有平面导线结构；

去除所述牺牲层，从而所述平面导线结构与所述刚性衬底分离；