CN108449863A - 一种多层电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种多层电路，在基底层上制作底涂层、电路层、功能层、保护层、封装层，其中电路层与功能层可以有任意层，电路层使用液态金属制作。由于液态金属在常温或略微加热后为液态，故具有在应用场景下顺应基底层进行变形的能力。并可通过略微加热消除金属中的细微裂纹，克服普通柔性电路的金属疲劳隐患。不同功能层可具有不同功能，可对适当数量的电路层及功能层进行组合以实现复合功能。该多层电路柔性优秀，可具备弹性及可拉伸性，可消除金属疲劳影响，可组合性好，制作简单，成本低廉，解决或部分解决了现有柔性多层电路的缺陷。

Description

一种多层电路

技术领域

本发明属于柔性电路领域，特别涉及一种基于液态金属的柔性多层电路。

背景技术

柔性电路一般指将电子元件安装在柔性基板上组成的电路，其具有可弯曲特性，但不一定具备弹性和可拉伸性。柔性电路的特点使得它在许多领域都有优秀的应用前景，但是这些实际应用场景也对柔性电路提出了更高的需求，包括简化制作工艺，希望电路具有弹性和可拉伸性等。

导电线路的制作是柔性电路制作中重要的一部分，使用金、银等材料制作导电线路需要采用蒸镀、退火等工艺，较为复杂。金属导电材料也是制约柔性电路弹性和可拉伸性的一个主要因素。现有技术主要依靠将金属材料制成“S”形、弹簧形状、网状、岛桥结构等来实现弹性和可拉伸性，这种方法获得的弹性和可拉伸性较为有限，且拉伸次数较多时会产生金属疲劳，降低整个结构的强度，长期使用存在较大隐患。此外，微小复杂的形状结构加工困难，良率较低，生产设备的成本也偏高。

液态金属是一大类低熔点的金属单质或金属合金，或者是金属与导电纳米或微米颗粒的混合物，液态金属可在常温下或略微加热后呈液态，金属中的微小裂纹可在金属变为液体状态时自然修复。如果使用常温下为液态的金属，更可以完全顺应基底层材料，使整个结构的弹性及可拉伸性更好。液态金属可以通过打印、喷涂、刮涂、刷涂等多种方法制成需要的形状，制作过程简单，制得的图形也具有非常优秀的导电性，可以满足柔性电路的功能需求。

基于上述考虑，本发明提出一种多层电路，在基底层上制作底涂层、电路层、功能层、保护层、封装层，其中电路层与功能层可以有多层，电路层使用液态金属制作，用于解决或部分解决现有柔性多层电路的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种多层电路，以弥补现有技术中电路无法具备弹性和可拉伸性的问题。

在一些说明性实施例中，所述多层电路包括：至少一个电路层，所述电路层由液态金属构成，所述液态金属作为所述电路层中的导电介质；设置于所述电路层上的至少一个功能层，所述功能层利用材料特性实现电路功能，并与所述电路层组成所述多层电路中的功能电路。

在一些可选地实施例中，所述电路层的数量为两个或两个以上，所述电路层之间设置有所述功能层，所述电路层利用电场驱动所述功能层工作。

在一些可选地实施例中，所述功能层的数量为两个或两个以上。

在一些可选地实施例中，所述电路层的数量为两个，两个所述电路层之间设置有所述功能层，所述功能层的数量为1-3个。

在一些可选地实施例中，所述电路层的数量为两个，所述功能层的数量为两个，所述电路层与所述功能层间隔设置。

在一些可选地实施例中，还包括导电连接件，所述导电连接件设置在所述功能层中与所述电路层电连接。

在一些可选地实施例中，所述功能层由绝缘材料或半导体材料制成。

在一些可选地实施例中，所述液态金属的厚度小于500um，液态金属线路过厚不利于放置电容、电阻、电感或集成芯片等电子器件，也不利于施加其它层，优选地，电路层中的液态金属线路部分厚度为10-100um；所述功能层厚度小于1mm，以保证整个器件柔性、弹性及可拉伸性不受到影响，优选地，单层功能层厚度为100nm-100um。

在一些可选地实施例中，还包括：基底层，所述基底层由柔性可拉伸材料制作；底涂层，所述电路层设置于所述底涂层或所述基底层上；保护层，所述保护层覆盖保护所述电路层和所述功能层；以及，设置于所述保护层上的封装层。

在一些可选地实施例中，所述基底层的厚度小于5mm，以保证整个多层电路拥有较好的柔性，优选地，基底层的厚度为0.5-2mm；所述底涂层的厚度为5-160um，优选为20-120um；更优选为80-100um。具体地，底涂层的厚度过薄，达不到有效的改善附着效果；同时，也不利于液态金属铺展的均一性。底涂层的厚度不易过厚，过厚会削弱整个多层电路的柔性，且会增加成本；所述保护层的厚度小于100um，优选为20-60um，更优选为40-50um，具体地，保护层过厚会削弱整个多层电路的柔性，且会增加成本，保护层过薄，不能起到良好的隔离保护作用；所述封装层的厚度小于3mm，封装层过厚会削弱整个多层电路的柔性，且会增加成本，优选地，封装层厚度为100um-1mm。。

本发明的电路层使用液态金属制作，利用液态金属的独特性质，使得多层电路的柔性性能优于现有结构，具备弹性化和可拉伸的可能性，并且没有金属疲劳造成电路损坏的风险。使用该多层电路，对各层进行合理组合，可实现任意层数，具有多种功能的实际电路，电路长时使用性能优秀，此外，该结构与现有结构相比，成本更加低廉。

附图说明

图1为本发明多层电路实施例1的结构示意图；

图2为本发明多层电路实施例2的结构示意图；

图3为本发明多层电路实施例3的结构示意图；

图4为本发明多层电路实施例4的结构示意图；

图5为本发明多层电路实施例5的结构示意图；

其中，1、基底层；2、底涂层；3、电路层；4、功能层；5、保护层；6、封装层；7、液态金属。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

如图1所示，本发明提供的一种多层电路包括基底层1、底涂层2、电路层3、功能层4、保护层5、封装层6、液态金属7。基底层1用于承载其他各层，并保证整个多层电路具备良好柔性。基底层1的材料为树脂(塑料)类薄膜、天然纤维类、合成纤维类、高分子弹性体类、凝胶类物质或上述材料掺杂微纳米颗粒形成的复合材料中的一种或几种。

在要求电路具有弹性及可拉伸性时，基底层1可选用可拉伸的天然纤维类、合成纤维类、高分子弹性体类、凝胶类物质或上述材料掺杂微纳米颗粒形成的复合材料中的一种或几种。

优选地，基底层1为棉、涤纶、尼龙、氨纶、莱卡、丙纶、氯纶、芳纶、维纶、聚硅氧烷类弹性体、聚氨酯类弹性体、聚丙烯酸酯类弹性体、聚烯烃类弹性体、聚酰胺类弹性体、苯乙烯类弹性体、硅橡胶、硫橡胶、合成树脂、水凝胶、气凝胶或上述材料掺杂微纳米颗粒形成的复合材料中的一种或几种。

基底层的厚度应小于5mm，以保证整个多层电路拥有较好的柔性，优选地，基底层的厚度为0.5-2mm。

电路层3主要由液态金属7构成，用于充当多层电路中的导电线路及电极。根据实际情况，整个多层电路中可具有多个电路层3，相邻两个电路层3之间应设置至少一个功能层4，以避免不同电路层3中液态金属7融合造成短路。由于液态金属7在常温或略微加热后为液态，故具有在应用场景下顺应基底层1进行变形的能力。并可通过略微加热消除金属中的细微裂纹，克服普通柔性电路的金属疲劳隐患。也可将液态金属7图案设计为“S”形、弹簧形状、网状、岛桥结构等以进一步增强弹性和可拉伸性。

电路层3还可以添加电容、电阻、电感或集成芯片等电子器件组合为直接具有功能的电路，此时该层虽然直接具备功能，但仍然是电路层3，与其他电路层3之间仍需要设置功能层4避免短路。

电路层3中的液态金属7线路部分厚度应小于500um，液态金属7线路过厚不利于放置电容、电阻、电感或集成芯片等电子器件，也不利于施加其它层，优选地，电路层3中的液态金属7线路部分厚度为10-100um。

液态金属7包括熔点在300摄氏度以下的低熔点金属或合金，成分包括镓、铟、锡、锌、铋、铅、镉、汞、银、铜、钠、钾、镁、铝、铁、镍、钴、锰、钛、钒、硼、碳、硅等中的一种或多种，其形式可以是金属单质、合金，也可以是金属纳米颗粒与流体分散剂混合形成的导电纳米流体。具体地，流体分散剂优选为乙醇、丙二醇、丙三醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

优选地，液态金属7包括汞、镓、铟、锡单质、镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓锌镉合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、铋铟锡锌合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌铜合金、锡银铜合金、铋铅锡合金中的一种或几种。这类液态金属7具有优秀的导电性和液相流动性，因此在新型电子结构制造领域有着独特的应用价值。

功能层4不使用电容、电阻、电感或集成芯片等电子器件，而是利用材料特性实现功能，应根据实际电路功能设计。

功能层4所使用的材料为绝缘材料或半导体材料，其具体功能可以是绝缘、作为电介质层、作为晶体管半导体层、发光、空穴传输、电子传输、光电转换、传感。

根据实际情况，整个多层电路中可具有多个功能层4，不同功能层4可具有不同功能，可对适当数量的电路层3及功能层4进行组合以实现复合功能。功能层4中材料设置位置应与电路层3中相应电路或电极匹配以实现实际功能。匹配包括设置在单个电极正上方、边缘或设置在多个电极的缝隙上方或多条电路之间。

功能层4应进行适当的结构设计，如“S”形、弹簧形状、网状、岛桥结构，以保证良好的弹性和可拉伸性。功能层4单层厚度应小于1mm，以保证整个器件柔性、弹性及可拉伸性不受到影响。优选地，单层功能层4厚度为100nm-100um。

功能层4中可设置导电连接件以使与功能层4相邻的电路层3特定的线路间具有电气连接，导电连接件的形式为过孔、小型金属柱、小型金属块等。过孔可以是传统的镀金属过孔，亦可以是通过微流道及液态金属7注射形成的软过孔。

具体地，功能层4的具体功能为绝缘时，配合导电连接件可作为不同电路层3之间适当位置的隔离和电气连接，所选用的绝缘材料可以是环氧类材料、有机硅类材料、聚氨酯类材料、聚丙烯酸酯类材料中的一种或几种的组合。优选地，可以是环氧酯浸渍漆、有机硅浸渍漆、有机硅聚酯浸渍漆、有机硅树脂、双酚A型环氧树脂、聚氨酯、聚丙烯酸酯中的一种或几种的组合。

功能层4的具体功能为作为电介质层时，可配合电路层3的电极产生相应电场，以驱动其他功能层4工作，应当选用具有高介电系数的绝缘材料，优选地，可以是聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚偏氟乙烯、二氧化钛、钛酸钙、钛酸镁、钛酸钡、氮化硼、氧化铍、氧化铝、氧化镁中的一种或几种的组合。

功能层4的具体功能为作为晶体管半导体层时，可在电场激发下产生自由电子或自由空穴，可与电介质层共同组成电路中的晶体管器件，功能层4作为半导体层时可具体分为p型半导体层、n型半导体层或双极性半导体层。为了保证整个器件的柔性，应使用有机半导体材料。

具体地，p型半导体层的材料可选用并五苯、并四苯、聚噻吩、联二噻吩、苯并二噻二唑、吡咯并吡咯二酮、异靛青、酞菁、碳纳米管及上述材料的衍生物中的一种或几种的组合。n型半导体层的材料可选用萘酰亚胺、苝酰亚胺、噻吩酰亚胺、二噻吩酰亚胺类共轭有机小分子或聚合物。

双极性半导体层的材料为共轭聚合物给体和受体构成的共聚物，优选地，可选择噻吩并吡咯二酮-噻吩共聚物、噻吩并吡咯二酮-苯并二噻二唑共聚物、噻吩并吡咯二酮-联二硒吩共聚物、异靛青-联二噻吩共聚物中的一种或几种的组合。

功能层4的具体功能为发光时，可将电能转换为光能，可用作显示单元，发光材料为有机材料和无机材料时，对应的发光原理也不同，无机薄膜发光需要交变电场作用，电流低电压较高，属于场致发光；有机薄膜发光需要电流注入，电压低电流较大，在电子与空穴复合过程中产生单态激发光。

具体地，发光材料为无机材料时，需要与作为电介质层的功能层4相邻，发光层材料应选用II-VI族与III-V族化合物半导体或对上述材料进行掺杂后的复合材料，优选地，可使用掺杂Mn的ZnS。

发光材料为有机材料时，需要与功能为空穴传输与电子传输的功能层4相邻，发光层材料可按发光颜色分为红光发光材料、绿光发光材料、蓝光发光材料三种。

红光发光材料包括4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(4-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)及其衍生物、卟啉类化合物(TPC)、2-(4-(二苯胺基)苯基)芴酮(1DPAFO)、2,7-二-(4-(二苯胺基)苯基)芴酮(2DPAFO)中的一种或几种。

绿光发光材料包括染料掺杂绿光材料或金属配合物绿光材料，优选地，可使用香豆素染料衍生物、三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、三(5-羟甲基-8-喹啉氧基)铝(AlOq)中的一种或几种。

蓝光发光材料包括芳烃类、芳胺类、有机硼类、有机硅类中的一种或几种，优选地，可使用芳烃类中的芴类、苯乙烯类、蒽类中的一种或几种。

功能层4的具体功能为空穴传输时，可作为有机发光器件或太阳能电池中的空穴传输层，空穴传输层应选用高空穴迁移率材料，具体地，可使用三芳基胺、咔唑、吡唑啉或上述材料经取代基修饰后的衍生物中的一种或几种，优选地，可使用Spiro-OMeTAD。

功能层4的具体功能为电子传输时，可作为有机发光器件或太阳能电池中的电子传输层，类似地，电子传输层应选用电子迁移率高的材料，具体地，可使用酞菁类、苝类、萘类、并苯类、低聚噻吩类、聚对苯撑类材料及上述材料的衍生物中的一种或几种，优选地，可使用N-乙基-4-乙酰氨基萘亚胺。

功能层4的具体功能为光电转换时，可作为太阳能电池中的吸收层(吸光层)，为了保证整个器件的柔性，应使用非晶硅/纳米晶硅、铜铟镓硒(CIGS)、铜锌锡硫(CZTS)、TiO2染料敏化(DSCs)、C60(富勒烯)及其衍生物、碳纳米管及其衍生物、有机聚合物类材料，优选地，在柔性需求较高或需要弹性和可拉伸性时，可使用C60(富勒烯)及其衍生物、碳纳米管及其衍生物、有机聚合物类材料。

有机聚合物类材料包括噻吩类、聚对苯乙烯撑类、芳香胺类、稠环芳香化合物类、酞菁染料类及上述材料的衍生物中的一种或几种,也包括上述材料及其衍生物分别作为电子给体和电子受体形成的共混材料。

功能层4的具体功能为传感时，可作为柔性或弹性传感器中的敏感层，敏感材料可按被测对象类型分为热敏材料、力敏材料、磁敏材料、湿敏材料、气敏材料、光敏材料、声敏材料、电压敏感材料、离子敏感材料。敏感材料可在对应被测参数变化时，发生有规则的电阻、磁性、介电或半导等物理特性变化。

电路层3及功能层4应按照符合功能设计的层间顺序设置，可经底涂层2设置于基底层1上或直接设置于基底层1上，基底层1为聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚丙烯酸、环氧树脂中的一种或几种时，可以省去底涂层，对其他基底层1，使用底涂层2可改善其他各层在基底层1上的附着力。

底涂层2覆盖于基底层1表面，用于增强附着于基底层1的各涂层的附着能力，底涂层2应选用适当的材料，以有效增强其与基底层1的附着能力，增强电路层3或功能层4在底涂层2表面的铺展能力，并可防止液态金属7扩散渗漏到部分多孔的基底层1内部。

底涂层2的厚度为5-160um；优选为20-120um；更优选为80-100um。具体地，底涂层2的厚度过薄，达不到有效的改善附着效果；同时，也不利于液态金属7铺展的均一性。底涂层2的厚度不易过厚，过厚会削弱整个多层电路的柔性，且会增加成本。

具体地，底涂层2的材料为聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚丙烯酸、环氧树脂中的一种或几种，优选地，的底涂层2的材料为聚氨酯或聚丙烯酸。

保护层5应覆盖于所有电路层3及功能层4之上，避免电路层3中液态金属7或功能层4中部分材料与空气中各类组分相接触而发生化学/物理反应，有助于保持各层功能稳定性，增强柔性多层电路的使用可靠性。保护层5的材料为聚二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙酸乙烯共聚物中的一种或几种，优选地，保护层5的材料为聚二氯乙烯或乙烯-乙酸乙烯共聚物。

保护层5的厚度应小于100um，优选为20-60um，更优选为40-50um。具体地，保护层5过厚会削弱整个多层电路的柔性，且会增加成本，保护层5过薄，不能起到良好的隔离保护作用。

封装层6应覆盖在保护层5之上，用于增强整个电路的结构稳定性，封装层6的材料为UV环氧丙烯酸酯、UV聚氨酯丙烯酸酯、UV聚醚丙烯酸酯、UV聚酯丙烯酸酯、UV不饱和聚酯、聚二甲基硅氧烷、柔软性聚丙烯酸和柔软性聚氨酯中的一种或几种。

进一步地，封装层6的材料与保护层5的材料能够很好的粘附，以增强封装层6的稳定性以及封装层6与其他各层间的稳定性。封装层6的厚度应小于3mm，封装层6过厚会削弱整个多层电路的柔性，且会增加成本，优选地，封装层6厚度为100um-1mm。

实施例1：

如图1所示，本实施例为利用本发明提供的多层电路实现带电容、电阻、电感或集成芯片等电子器件的多层柔性电路的实例。使用的液态金属7为镓铟合金的共晶配方。

基底层1用于承载其他各层，并保证整个多层电路具备良好柔性，基底层1采用厚度为1mm的聚苯乙烯丁二烯共聚物(丁苯橡胶)。

底涂层2附着于基底层1上，用于增强附着于基底层1的各涂层的附着能力，底涂层2选用80um厚的聚氨酯材料。

第一层电路层3由液态金属7构成，附着于底涂层2上，用于充当多层电路中的导电线路，厚度为50um。

第一层功能层4具体功能为绝缘，使用50um厚的聚甲基硅树脂，附着于第一层电路层3上，配合导电连接件作为第一层电路层3与第二层电路层3之间适当位置的隔离和电气连接，所使用的导电连接件为液态金属7注射形成的软过孔。

第二层电路层3由液态金属7、电容、电阻及集成芯片构成，附着于第一层功能层4上，其中液态金属7用于充当多层电路中的导电线路，厚度为50um。

可依照本实施例提出的材料种类及电路层3和功能层4的厚度，按照电路实际需求继续设置后续各层电路层3及用于形成适当绝缘和电气连接的功能层4。为了简单描述，本实施例只设置到第二层电路层3。

保护层5覆盖于第二层电路层3上，使用乙烯-乙酸乙烯共聚物，厚度为50um，用于避免电路层3中液态金属7与空气中各类组分相接触而发生化学/物理反应，保持各层功能稳定性，增强柔性多层电路的使用可靠性。

封装层6覆盖于保护层5之上，使用聚二甲基硅氧烷，厚度为1mm，用于增强整个电路的结构稳定性。

实施例2：

如图2所示，该多层电路包括基底层1、电路层3、功能层4、保护层5、封装层6、液态金属7。

本实施例为利用本发明提供的多层电路实现包含底栅薄膜晶体管的电路实例。使用的液态金属7为镓铟锡合金，其中镓占68.5％，铟占21.5％，锡占10％。

基底层1采用厚度为1mm的聚二甲基硅氧烷，由于液态金属7在聚二甲基硅氧烷表面附着性能较好，可省去底涂层2，基底层1的作用与实施例1中相同。

第一层电路层3由液态金属7构成，附着于基底层1上，用于充当多层电路中的导电线路及电极(栅极)，厚度为50um。

第一层功能层4具体功能为作为电介质层，使用材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，属于聚丙烯酸酯)，具体制作方法如下：利用喷墨方法将PMMA材料的溶液喷涂在第一层电路层3中电极正上方，且喷涂形成网状结构，喷涂厚度为500nm，以保证整个器件柔性、弹性及可拉伸性不受到影响，喷涂后加热将溶剂蒸干即得第一层功能层4。

第二层电路层3由液态金属7构成，附着于第一层功能层4上，用于充当多层电路中的电极(源漏极)，厚度为50um，每个晶体管位置应当具有两个电极，两个电极靠近但不接触，两电极中间的缝隙在第一层功能层4喷涂材料的正上方。

第二层功能层4具体功能为作为晶体管半导体层，具体为p型半导体层，使用材料为聚-3己基噻吩(P3HT，属于聚噻吩)，具体制作方法如下：利用喷墨方法将P3HT材料的溶液喷涂在第二层电路层3中两电极缝隙的正上方，且喷涂形成网状结构，喷涂厚度为500nm，以保证整个器件柔性、弹性及可拉伸性不受到影响，喷涂后加热将溶剂蒸干即得第二层功能层4。

保护层5覆盖于第二层功能层4上，用于避免电路层3中液态金属7及功能层4中聚-3己基噻吩与空气中各类组分相接触而发生化学/物理反应，保护层5的材料及厚度与实施例1中相同。

封装层6与实施例1中相同。

实施例3：

如图3所示，多层电路包括基底层1、底涂层2、电路层3、功能层4、保护层5、封装层6、液态金属7。

本实施例为利用本发明提供的多层电路实现有机发光二极管阵列的电路实例。使用的液态金属7为镓铟合金的共晶配方。

基底层1采用厚度为0.25mm的聚对苯二甲酸类塑料薄膜，用于承载其他各层，并保证整个多层电路具备良好柔性。

底涂层2与实施例1中相同。

第一层电路层3由液态金属7构成，附着于底涂层2上，用于充当多层电路中的导电线路及电极(阳极)，其中液态金属7形成疏松的网状结构，使得电路层是接近透明的，可见光可以透过，液态金属7厚度为10um。

第一层功能层4具体功能为空穴传输，使用材料为Spiro-OMeTAD，具体制作方法如下：利用喷墨方法将Spiro-OMeTAD材料的溶液喷涂在第一层电路层3中相应电极正上方，喷涂形成网状结构，喷涂厚度为500nm，以保证整个器件柔性、弹性及可拉伸性不受到影响，喷涂后加热将溶剂蒸干即得第一层功能层4。

第二层功能层4具体功能为发光，在该层阵列排布有红光发光材料、绿光发光材料、蓝光发光材料，其中红光发光材料选用2-(4-(二苯胺基)苯基)芴酮(1DPAFO)，绿光发光材料选用三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)，蓝光发光材料选用蒽，具体制作方法如下：利用喷墨方法将1DPAFO、Alq3、蒽的溶液喷涂在第一层功能层4上，具体位置仍在第一层电路层3中相应电极正上方，每个电极上方都应喷涂有上述三种材料的溶液，以使得每个电极都可发出所有颜色的光效，材料喷涂形成网状结构，喷涂厚度为500nm，以保证整个器件柔性、弹性及可拉伸性不受到影响，喷涂后加热将溶剂蒸干即得第二层功能层4。

第三层功能层4具体功能为电子传输，使用材料为N-乙基-4-乙酰氨基萘亚胺，具体制作方法如下：利用喷墨方法将N-乙基-4-乙酰氨基萘亚胺材料的溶液喷涂在第二层功能层4上，具体位置仍在第一层电路层3中相应电极正上方，喷涂形成网状结构，喷涂厚度为500nm，以保证整个器件柔性、弹性及可拉伸性不受到影响，喷涂后加热将溶剂蒸干即得第三层功能层4。

第二层电路层3由液态金属7构成，附着于第三层功能层4上，用于充当多层电路中的电极(阴极)，其中材料设置位置应在第一层电路层3中相应电极正上方，厚度为10um。

保护层5覆盖于第二层电路层3上，用于避免各层材料与空气中各类组分相接触而发生化学/物理反应，保护层5的材料及厚度与实施例1中相同。

封装层6覆盖于保护层5之上，使用聚二甲基硅氧烷，厚度为0.25mm，用于增强整个电路的结构稳定性。

实施例4：

如图4所示，多层电路包括基底层1、电路层3、功能层4、保护层5、封装层6、液态金属7。

本实施例为利用本发明提供的多层电路实现柔性薄膜太阳能电池阵列实例。使用的液态金属7为镓铟合金的共晶配方。

基底层1与实施例2中相同，可省去底涂层2。

第一层电路层3由液态金属7构成，附着于基底层1上，用于充当多层电路中的导电线路及电极(阳极)，其中液态金属7形成疏松的网状结构，使得电路层是接近透明的，可见光可以透过，液态金属7厚度为10um。

第一层功能层4具体功能为光电转换，使用材料为引入二氰基乙烯基的寡聚噻吩DCV5T，具体制作方法如下：利用喷墨方法将DCV5T材料的溶液喷涂在第一层电路层3中相应电极正上方，喷涂形成网状结构，喷涂厚度为500nm，以保证整个器件柔性、弹性及可拉伸性不受到影响，喷涂后加热将溶剂蒸干即得第一层功能层4。

第二层功能层4具体功能为光电转换，使用材料为C60(富勒烯)，具体制作方法如下：利用喷墨方法将C60的溶液喷涂在第一层功能层4上，具体位置仍在第一层电路层3中相应电极正上方，材料喷涂形成网状结构，喷涂厚度为500nm，以保证整个器件柔性、弹性及可拉伸性不受到影响，喷涂后加热将溶剂蒸干即得第二层功能层4。

两层功能层分别作为电子给体和电子受体，其共同构成的吸光层有利于太阳光谱的吸收。

第二层电路层3由液态金属7构成，附着于第二层功能层4上，用于充当多层电路中的电极(阴极)，其中材料设置位置在与第一层电路层3中相应电极正上方，厚度为10um。

保护层5覆盖于第二层电路层3上，用于避免各层材料与空气中各类组分相接触而发生化学/物理反应，保护层5的材料及厚度与实施例1中相同。

封装层6与实施例1中相同。

实施例5：

如图5所示，多层电路包括基底层1、底涂层2、电路层3、功能层4、保护层5、封装层6、液态金属7。

本实施例为利用本发明提供的多层电路实现柔性温度传感电路的实例。使用的液态金属7、基底层1、底涂层2与实施例1中相同。

第一层电路层3由液态金属7构成，附着于基底层1上，用于充当多层电路中的导电线路及传感器电极，厚度为50um，每个传感位点应当具有两个电极，两个电极靠近但不接触。

第一层功能层4具体功能为传感，使用材料为聚苯胺纳米纤维(属于热敏材料)，具体制作方法如下：利用喷墨方法将聚苯胺纳米纤维材料的溶液喷涂在第一层电路层3中两个电极间缝隙的正上方，喷涂形成网状结构，喷涂厚度为10um，以保证整个器件柔性、弹性及可拉伸性不受到影响，喷涂后加热将溶剂蒸干即得第一层功能层4。

保护层5覆盖于第一层功能层4上，用于避免电路层3中液态金属7及功能层4中聚苯胺纳米纤维与空气中各类组分相接触而发生化学/物理反应，保护层5的材料及厚度与实施例1中相同。

封装层6与实施例1中相同。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种多层电路，其特征在于，包括：

至少一个电路层，所述电路层由液态金属构成，所述液态金属作为所述电路层中的导电介质；

设置于所述电路层上的至少一个功能层，所述功能层利用材料特性实现电路功能，并与所述电路层组成所述多层电路中的功能电路。

2.如权利要求1所述的多层电路，其特征在于，所述电路层的数量为两个或两个以上，所述电路层之间设置有所述功能层，所述电路层在电场氛围中与所述功能层配合工作形成功能电路。

3.如权利要求1或2所述的多层电路，其特征在于，所述功能层的数量为两个或两个以上。

4.如权利要求2所述的多层电路，其特征在于，所述电路层的数量为两个，两个所述电路层之间设置有所述功能层，所述功能层的数量为1-3个。

5.如权利要求3所述的多层电路，其特征在于，所述电路层和所述功能层的数量相等且为多个，所述电路层与所述功能层间隔设置。

6.如权利要求1-5任一项所述的多层电路，其特征在于，还包括导电连接件，所述导电连接件设置在所述功能层中与所述电路层电连接。

7.如权利要求1-6任一项所述的多层电路，其特征在于，所述功能层由绝缘材料或半导体材料制成。

8.如权利要求1-7任一项所述的多层电路，其特征在于，所述液态金属的厚度小于500um，所述功能层厚度小于1mm。

9.如权利要求1-8任一项所述的多层电路，其特征在于，还包括：

基底层，所述基底层由柔性可拉伸材料制作；

底涂层，所述底涂层设置于所述基底层上；

所述电路层设置于所述底涂层或所述基底层上；

保护层，所述保护层覆盖保护所述电路层和所述功能层；

以及，

设置于所述保护层上的封装层。

10.如权利要求8所述的多层电路，其特征在于，所述基底层的厚度小于5mm；所述底涂层的厚度为5-160um；所述保护层的厚度小于100um；所述封装层的厚度小于3mm。