CN110767349A - 应用于可延展电子器件中的导线以及可延展电子器件和制备方法 - Google Patents

应用于可延展电子器件中的导线以及可延展电子器件和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应用于可延展电子器件中的导线以及可延展电子器件和制备方法，在所述导线上设有容许导线延展形变的镂空区。本发明通过薄膜结合镂空区的形式对电子器件中的功能元件进行连接，在增加器件延展性的同时，还保证了功能密度，实现了柔性电子器件对延展性和便携性需求。

Description

应用于可延展电子器件中的导线以及可延展电子器件和制备 方法
技术领域
本发明涉及柔性电子技术领域，特别是涉及应用于可延展电子器件中的导线以及可延展电子器件和制备方法。
背景技术
目前的大部分柔性电子产品，如心电贴、温度贴等，仅仅只能实现柔性，其延展性能十分有限；而人体皮肤具有很强的伸缩性能。当这些器件贴在人体体表手肘、手腕、大腿等位置时，皮肤的剧烈收缩和拉伸会导致器件的脱粘。
对于另外一部分柔性电子产品，如运动腕带等，虽然实现了较大的延展性(10％-20％)，但是由于设计中器件延展性主要由导线承担，因此牺牲了功能元件的集成程度。换言之，单位面积内的功能元件数量很少。如果对其他功能更加复杂的柔性电子器件采用类似的可延展设计方法，将会极大增加器件的体积，降低器件便携性。
为了保证柔性电子器件在复杂的外界环境中仍然具有完整的功能性，必须要解决半导体材料较差的变形能力与整体设备较大的可延展性和柔韧性需求之间的矛盾。针对这个问题，许多研究机构通过研制新型材料来提高半导体器件本身的变形能力，如有机半导体材料、掺杂单壁碳纳米管的聚合物等，但这些新型材料在电学性能上并不如传统的无机材料，比如一般的导电聚合物的导电率(约100S/cm)要远小于铜(5.96×105S/cm)；另一方面，也有研究人员将重点放在柔性电子器件的结构设计上。他们将传统无机半导体材料与柔软的承载基体集成，通过优化基体和导线的设计方法，使电子器件在能满足对于变形需求的同时，还能保持良好的电学性能。
目前在对无机柔性电子器件的研究中，实现器件延展性的方案主要分为三种，分别是：波浪结构法、直导线岛桥结构法和蛇形导线岛桥结构法。
参见图1a、图1b，波浪结构法通过在薄膜—基体的系统中引入屈曲而实现。它将刚度很大的带状薄膜(即功能元件)粘结在一个预拉伸的柔性基体上，释放基体后，薄膜由于屈曲而和基体共同发生了波浪状的变形，从而令器件能承受更大的拉伸应变。通过该方法设计及制备的可延展电子器件，包括类皮肤传感器和柔性显示器等。
参见图2，直导线岛桥结构法将功能元件(岛)通过化学方法粘合在经过预拉伸的基体上，组件之间通过导线(桥)进行连接，导线与基体之间不发生粘合。释放预应变后，导线发生面外屈曲而拱起，从而提高柔性电子器件的延展性。通过该方法设计及制备的可延展电子器件，包括仿人眼的电子眼相机和柔性LED显示器等。
参见图3，蛇形导线岛桥结构法则通过蛇形导线连接相邻的功能组件，然后将岛桥结构印制在没有经过预拉伸的基体上。当器件进行拉伸时，导线会发生面外的弯曲和扭转(即面外屈曲)，从而减小导线的应变能。通过该方法设计及制备的可延展电子器件，包括多功能皮肤电子和可延展锂离子电池等。
上述三种设计方法均存在一定的局限性。其中，波浪结构法仅能获得很小的延展率(约10％)；而直导线和蛇形导线岛桥结构虽然获得的延展率较高(分别为约40％和约100％)，但由于导线的引入，功能元件之间需要很大的空间以容纳尽量长的导线，这使得器件的力学性能(延展率)与电学性能(电阻、功能密度等)成了相互矛盾的指标，同时也影响了功能组件的集成程度。延展率和功能密度之间的矛盾，极大限制了可延展电子器件微型化、商业化以及适用范围。
发明内容
基于此，有必要针对延展率和功能密度之间难以兼顾的问题，提供一种应用于可延展电子器件中的导线，通过薄膜结合镂空区的形式对电子器件中的功能元件进行连接，在增加器件延展性的同时，还保证了功能密度(功能元件和导线的总面积与器件面积的比值)，实现了柔性电子器件对延展性和便携性需求。
一种应用于可延展电子器件中的导线，在所述导线上设有容许导线延展形变的镂空区。
本发明还提供了若干实施例，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各实施例方案可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个实施例之间进行组合。
在其中一个实施例中，所述导线在可延展电子器件形变前具有平面结构。
在其中一个实施例中，所述镂空区为相互隔离的至少两个镂空结构，且至少一个镂空区的内缘为封闭结构。
在其中一个实施例中，所述镂空区具有光滑的内缘。
在其中一个实施例中，所述导线包括导电层以及包裹在导电层外周的绝缘层。
在其中一个实施例中，所述镂空区为条状。
在其中一个实施例中，所述镂空区的宽度为0.1μm～10μm。
在其中一个实施例中，所述镂空区沿直线或曲线延伸。
在其中一个实施例中，不同所述镂空区之间的延伸方式相同或不同。
在其中一个实施例中，至少有两个所述镂空区相互半包围。
在其中一个实施例中，一所述镂空区相邻侧设有另一所述镂空区，且两相邻的所述镂空区之间相互半包围。
在其中一个实施例中，至少有一个所述镂空区延伸至所述导线的边缘，且所述镂空区在该边缘处开放。
在其中一个实施例中，相互半包围的所述两镂空区之间，沿任一方向上的投影均具有重叠区域。
在其中一个实施例中，相互半包围的所述两镂空区之间，任一分割线均为曲线，即不存在沿直线延伸的分割线。
在其中一个实施例中，所述导线至少具有一个容许形变的延展方向，在所述延展方向上的两端带有用于连接所述功能元件的电极连接部，且所述电极连接部暴露于所述绝缘层外部。
在其中一个实施例中，所述导线与所述电极连接部为一体结构。
在其中一个实施例中，沿延展方向，排布有多组所述镂空区，将所述导线分隔为依次排布的多个环形结构，且相邻所述环形结构之间经由过渡部连接。
在其中一个实施例中，所述镂空区为条状且沿延展方向的垂直或斜交方向延伸，相邻所述环形结构之间的镂空区延伸并开放于相应侧的导线边缘。
在其中一个实施例中，沿延展方向，排布有一组或多组所述镂空区，同组所述镂空区中在所述延展方向上包括两个单元，同一单元中沿所述延展方向的垂直或斜交方向排布一个或多个所述镂空区，同组所述镂空区中，不同单元且相互邻近的两所述镂空区相互半包围。
在其中一个实施例中，所述镂空区采用镀膜、刻蚀或切割形成。
一种应用于可延展电子器件中的导线的制备方法，包括制备导电层，对导电层的相应区域进行处理获得镂空区。
在其中一个实施例中，所述导线为本发明所述的导线。
一种应用于可延展电子器件中的导线的制备方法，包括：
制备第一绝缘层；
在得到的第一绝缘层上形成导电层，再对导电层的相应区域进行处理获得镂空区；
制备第二绝缘层，通过所述第一绝缘层和第二绝缘层包裹导电层。
在其中一个实施例中，所述导线为本发明所述的导线。
一种可延展电子器件，包括基底和封装层，在基底和封装层之间设有多个功能元件，至少两功能元件之间通过所述的导线进行电路连通。
在其中一个实施例中，所述基底上贴覆固定有导线层，所述导线层的其中一部分为完整区，另一部分带有所述镂空区且作为所述导线；所述功能元件位于完整区上。
在其中一个实施例中，所述基底上分布有凸起结构，所述完整区处在凸起结构上，在基底和封装层之间设有容纳形变后导线的避让空间。
在其中一个实施例中，所述凸起结构相互间隔分布。
一种所述可延展电子器件的制备方法，包括提供基底，在所述基底上形成至少一导线层和至少一功能元件层后封装；所述导线层和所述功能元件层逐层在所述基底上形成，或所述功能元件层预先形成在所述导线层上。
本发明的导线以及可延展电子器件解决了柔性电子器件中延展性和功能密度的矛盾，令器件的结构更加紧凑，体积更小，并且适用范围更加广泛。
附图说明
图1a为波浪结构示意图；
图1b为单晶硅条带在PDMS基体上形成波浪结构的扫描电子显微镜照片示意图；
图2硅纳米薄膜在PDMS基体上的岛桥结构扫描电子显微镜照片示意图；
图3蛇形导线岛桥结构的扫描电子显微镜照片示意图；
图4a为实施例1中导线的结构示意图；
图4b为图4a中导线延伸拉伸后的结构示意图；
图5a为现有蛇形导线的对比示意图；
图5b为图5a中导线延伸拉伸后的示意图；
图6为实施例2中导线的结构示意图；
图7为实施例3中导线的结构示意图；
图8为实施例4中导线的结构示意图；
图9为实施例5中导线的结构示意图；
图10a为实施例6中可延展电子器件的示意图；
图10b为实施例6中可延展电子器件改变凸起结构分布的基底示意图；
图11为实施例7中带有凸起结构的基底的结构示意图；
图12为实施例8中带有凸起结构的基底的结构示意图；
图13为实施例8中LC电路的示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图4a，本实施例中，一种应用于可延展电子器件中的导线，在所述导线1上设有容许导线1延展形变的镂空区(例如图中的镂空区1a和镂空区1b)。
图中4a中导线1处在中部区域，而两侧区域为分别为功能元件2a和功能元件2b，功能元件2a和功能元件2b通过导线1实现电路连通。
导线1可以应用至可延展电子器件中，当可延展电子器件发生形变时，功能元件2a和功能元件2b间距增大，由于导线1带有镂空区，因此导线1可延展形变，相应的，镂空区的形状也发生改变，以适应导线1整体拉长。
尽管镂空区在导线1延展形变后某些构造特点并没有实质性变化，但具体形状会略有变化，因此本文中在没有特殊说明下，有关镂空区的形状以及分布均理解为为导线延展形变前的状态。
图4b中可见，相对于图4a，可延展电子器件形变后，导线1与功能元件2a和功能元件2b相连的两端相互远离，导线1整体拉长。
在优选的实施方式中，导线1在可延展电子器件形变前具有平面结构。
此处的所谓的平面，可理解为，导线1整体上是面结构，而图5a、图5b中现有的蛇形导线基本可视为线性结构的迂回盘绕，通过导线1连接功能元件2a和功能元件2b。
本实施例导线1在可延展电子器件形变前具有平面结构也导致了本实施例中导线1在保证电路性能前提下的延展率明显优于现有技术。不仅如此，所谓的平面，进一步还理解为，面结构基本上为平面，导线1整体上为薄膜结构，这也进一步提高了空间利用率高，保证了功能密度。
在优选的实施方式中，为了保证和提高延展率，镂空区为相互隔离的至少两个，且至少一个镂空区的内缘为封闭结构。
多个镂空区的组合可形成相对复杂的，类似于剪纸或拉花形式的图案，在保证导线1连接强度的同时可以提高延展率。至少一个镂空区的内缘为封闭结构时，在该部位处即使发生形变，也可以保证局部并联结构，确保电路的稳定导通，避免局部断裂导致的断路。
在优选的实施方式中，镂空区具有光滑的内缘。可避免局部应力集中。在进一步优选的实施方式中，所有镂空区均具有光滑的内缘。
就导线1本身而言，导线1包括导电层以及包裹在导电层外周的绝缘层。当然仅导电层与功能元件2a和功能元件2b进行电路连接，层结构的方式也决定了导线整体上为薄膜结构。
在优选的实施方式中，镂空区为条状。镂空区为条状，一方面便于加工，另外也保证了导线1可利用部分的面积，狭长的条状也容许有较大的形变量。在进一步优选的实施方式中，所有镂空区均为条状。
可延展电子器件受到拉伸时，导线1的镂空结构会逐渐形变展开，形成相互连接的带状薄膜。由于带状薄膜的面内弯曲会积累很大的应变能，因此它会发生面外屈曲以减小其应变能。在这个过程中，薄膜承担了电子器件的几乎全部的应变，而功能元件2a和功能元件2b几乎不承受应变。薄膜变形时内部结构的展开，以及功能元件的应变隔离，这两方面因素增大了可延展电子器件的延展率；而薄膜宽度大、空间利用率高等特点也提高了可延展电子器件的功能密度，有利于电路的大规模集成。
通过数值模拟比较，在相同的功能元件间距下，采用本实施例导线的可延展电子器件，其功能密度和延展率相比传统的蛇形导线设计电子器件，都得到了极大的提升。具体而言，当功能元件的排列方式为3×3阵列时，本实施例导线和采用传统蛇形导线相比时，可延展电子器件的功能密度分别为85％和46％，延展率分别为120％和80％。
本实施例中条状的镂空区沿直线延伸，在其他实施方式中还可以沿曲线延伸，或延伸路径为曲线与直线的结合。
而不同的条状镂空区之间的延伸方式可以相同，也可以不同，例如均采用直线延伸方式，或均采用曲线延伸的方式，或部分采用直线延伸、而部分采用曲线延伸。
这里的曲线可以是光滑的弧线、或其他类型曲线，也可以是折线或直线与弧线的结合等，仅仅是相对于直线而言。
导线1的两端分别与功能元件连接，两功能元件的最短连线可视为容许导线形变的延展方向上两功能元件的最短距离，导线1在两功能元件之间的部分具有沿延展方向布置的侧边即边缘，各镂空区中，优选的方式是至少有一个镂空区延伸至导线的边缘，且镂空区在该边缘处开放。
为了便于与功能元件相连，导线1在延展方向上的两端带有用于连接功能元件的电极连接部，且电极连接部暴露于绝缘层外部以便于和功能元件在电路上导通。在优选的实施方式中，导线1与电极连接部为一体结构，便于一体成型加工，电极连接部的形状并没有严格限制，可以与功能元件的连接部位形状相匹配。
导线1，即带有镂空区的部位，在使用时可以为裸露状态，也可以进行绝缘处理，即包裹绝缘层。
进行绝缘处理的部位并没有严格限制，导线应用至可延展电子器件后，器件整体结构会最终进行封装，因此导线会与外界绝缘；另外导线拉伸后，导线在面内(器件所在平面)垂直于延展方向上，不会发生扩展，因此拉伸后不同导线之间不会发生串线，不需要额外绝缘处理防止串线。
进行绝缘处理的部位例如同一个导线，所有部分都进行绝缘(除了需要连接外部电路的区域)；或者所有部分都不绝缘；或一块导线上，部分区域绝缘，部分区域不绝缘；或一块导线上朝向、背向基底的两侧面中，其中一面绝缘。
参见图4a和图4b，图4a中的箭头可视为导线1的延展方向，延展之前各镂空区均为直线延伸的狭长条状，例如图中的镂空区1a和镂空区1b。
本实施例中沿所述延展方向，排布有多组镂空区，每组镂空区为一条或两条，例如第一组只有一条镂空区1a，相邻的第二组则有两条镂空区，镂空区1b作为其中一条，另一条镂空区1e与镂空区1b延伸方向一致、且在垂直延伸方向上间隔布置，多组镂空区将导线分隔为依次排布的多个环形结构，例如环形结构1c和环形结构1d，两环形结构之间经由过渡部1f连接。
各镂空区均为条状且沿延展方向的垂直方向延伸，环形结构1c和环形结构1d之间的镂空区1g，镂空区1h延伸并开放于相应侧的导线边缘。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上，对镂空区的形状进行了改变，图6中示意了六个镂空区，实际上可根据导线1实际面积相应增减镂空区的数量。
图6中镂空区沿着导线1的延展方向分为两组，以其中一组为例，包括镂空区3a，镂空区3b和镂空区3c，另一组同理。
镂空区3a，镂空区3b和镂空区3c整体上沿垂直延展方向排布，在这一组中，又可视为在延展方向上包括两个单元，镂空区3a，镂空区3c作为一个单元，镂空区3b作为另一个单元，同一单元中的镂空区3a，镂空区3b沿延展方向的垂直方向排布，同组镂空区中，不同单元且相互邻近的两镂空区相互半包围，例如镂空区3a，镂空区3b相互半包围，而镂空区3b和镂空区3c相互半包围。
针对每个镂空区，均有相邻的另一镂空区，且两相邻的镂空区之间相互半包围。
相互半包围的两镂空区之间可视为沿任一方向上的投影均具有重叠区域，或相互半包围的两镂空区之间，任一分割线均为曲线，即不存在沿直线延伸的分割线。相互半包围的两镂空区通过迂回互绕的方式容许有更大延展率。
就每个镂空区而言可以采用弧形、螺旋、折线、直线与曲线相结合等多种形式。
实施例3
本实施例在实施例1的基础上，对镂空区的形状进行了改变，图7中示意了十个镂空区，实际上可根据导线1实际面积相应增减镂空区的数量。
图7中镂空区沿着导线1的延展方向分为两组，以其中一组为例，包括镂空区4a，镂空区4b、镂空区4c，镂空区4d和镂空区4e，另一组同理。
各组镂空区的形状并不严格要求相同，例如其中一组还可以同实施2的其中一组相互组合。
各镂空区整体上沿垂直延展方向排布，在其中一组中，又可视为在延展方向上包括两个单元，镂空区4a，镂空区4c和镂空区4e作为一个单元，镂空区4b和镂空区4d作为另一个单元，同一单元中的各镂空区沿延展方向的垂直方向排布，同组镂空区中，不同单元且相互邻近的两镂空区相互半包围，例如镂空区4a，镂空区4b相互半包围，而镂空区4b和镂空区4c相互半包围。
针对每个镂空区，均有相邻的另一镂空区，且两相邻的镂空区之间相互半包围。
相互半包围的两镂空区之间可视为沿任一方向上的投影均具有重叠区域，或相互半包围的两镂空区之间，任一分割线均为曲线，即不存在沿直线延伸的分割线。相互半包围的两镂空区通过迂回互绕的方式容许有更大延展率。
各镂空区中邻近导线1侧边的镂空区4a和镂空区4e均延伸至相应侧边缘并为开放结构，以便于提高延展率。
实施例4
本实施例在实施例1的基础上，对镂空区的形状进行了改变，图8中示意了十个镂空区，例如其中一个镂空区5，实际上可根据导线1实际面积相应增减镂空区的数量。
图8中镂空区沿着导线1的延展方向分为两组，以其中一组为例，又可视为在延展方向上包括两个单元，单元内镂空区的分布特点以及互绕方式的描述可参照实施3。
实施例5
本实施例在实施例1的基础上，对镂空区的形状进行了改变，图9中示意了六个镂空区，例如其中一个镂空区1，实际上可根据导线1实际面积相应增减镂空区的数量。
图9中镂空区沿着导线1的延展方向分为两组，以其中一组为例，又可视为在延展方向上包括两个单元，单元内镂空区的分布特点以及互绕方式的描述可参照实施3。
实施例6
参见图10a，本实施例中可延展电子器件，包括基底7a和封装层7i，在基底1和封装层7i之间设有多个功能元件，图中仅示意了功能元件7f和功能元件7h，为避免视图干涉省略了其余部分的功能元件，功能元件7f和功能元件7h之间可通过上述各实施例的导线电路连通，图中功能元件7f和功能元件7h采用带有镂空区的导线7g相连。
在优选的实施方式中，基底7a上分布有凸起结构7b，凸起结构7b呈矩阵分布且相互间隔。
导线为薄膜状的层结构，即基底7a上贴覆固定有导线层，导线层的其中一部分为完整区7d，另一部分为导线区，即带有镂空区且作为导线，例如导线7c以及导线7g；完整区7d处在对应的凸起结构上，通过设置凸起结构可以相对于基底7a抬高导线和功能元件，在基底7a和封装层7i之间构成容纳形变后导线的避让空间，确保封装后功能元件和导线不受挤压，以适应导线形变后在厚度方向的变化。
功能元件位于对应的完整区上，为了便于拉伸在导线分布在同行或同列中相邻的两功能元件之间，而对角相邻的两功能元件之间并不设置导线，因此导线层形成了分布在对角相邻的两功能元件之间的间隔区7e。
如果没有间隔区7e，则会始终限制导线的延展，因此作为进一步的优选，导线7g上的部分镂空区延伸至导线7g的两相相对侧边，并与相应侧的间隔区7e连通。
在其他实施方式中凸起结构7b也可以呈无规分布，参见图10b，图中仅以基底7a以及基底7a上分布的凸起结构7b为例，不同凸起结构7b的面积大小可以相同或不同，排布的间距并没有严格限制，可等距或不等距。
本实施例可延展电子器件的基底7a可以是PI基底、PDMS基底、ecoflex基底等。功能元件可以是电阻、电容、电感、电极、蓝牙元件、传感元件中的至少一种。
封装层7i朝向基底7a一侧可设置凹腔结构，在空间上避让功能元件，封装层7i可以采用与基底7a相同或不同的材料，例如采用UV光固胶、PVB膜、PVC膜、PET膜、EVA膜或ETFE膜。
导线层为剪纸型薄膜可采用镀膜方式形成，或先制备薄膜再以划痕(crease)方式形成镂空区，crease方式具体可以是激光切割或者刻蚀，例如激光切割可以直接在原有的薄膜上产生划痕，刻蚀法可以通过制备掩膜版，在特定的位置刻蚀薄膜，最终形成划痕。本实施例中导线层整体上长100μm～10mm，宽100μm～10mm，厚0.3μm～30μm；镂空区即划痕宽0.1μm～10μm，以上数据仅作举例，实际应用时可根据需要调整。
导线层中的导线区包括导电层，该导电层既可以直接裸露，还可以根据需要进行绝缘处理，即在导电层外部形成绝缘层。
导线层中的完整区中，导电层上表面裸露，便于电连接功能元件。
导电层可以为纯导电材料，如铜、金、银等，也可以为导电材料和高分子聚合物的复合材料，如PI/铜，PI/金，EVA/铜等。
通过使用大面积的导电薄膜即导线对电子器件中的功能组件进行连接，极大提高了柔性电子器件的功能密度；通过在导线中引入划痕，使导线在器件拉伸过程中逐步展开成带状薄膜，从而起到了增大器件延展率的作用，延展率远大于传统的波浪结构法、直导线岛桥结构法和蛇形导线岛桥结构法。
实施例7
本实施例为应用于可延展电子器件中的导线的制备方法，具体包括在载玻片上通过蒸镀法制备一层银膜，激光切割银膜形成镂空结构，镂空结构的具体形式可结合上述各实施例；本实施例中采用裸线方式，即形成镂空结构后可视为完成了上述各实施例中导线的制备。
实施例8
本实施例为应用于可延展电子器件中的导线的制备方法，具体包括：
A.用磁控溅射法或者热蒸发法制备铜膜；
B.在导线区域利用光刻腐蚀铜膜形成镂空区，镂空区的具体形式可结合上述各实施例。
实施例9
本实施例为可延展电子器件的制备方法，其中可延展电子器件以可延展锂离子电池为例。
具体包括：
A.在载玻片上通过旋转浇筑制备PI薄膜(作为第一绝缘层)；
B.用电子束沉积在PI薄膜表面制备一层铜膜，在导线区域利用光刻腐蚀铜膜形成镂空区，镂空区的具体形式可结合上述各实施例；
C.在铜膜上再旋转浇注一层PI薄膜(作为第二绝缘层)，用光刻和氧气等离子体刻蚀将PI薄膜制备成与铜膜相同的形状；
D.针对完整区，用光刻和氧气等离子体将其中一层PI薄膜的部分区域刻蚀掉，露出铜膜层，以便于电连接功能元件，至此也可视为完成了上述各实施例中导线暨导线层的制备；
E.在模具中用悬凃法制备含凸起结构的PDMS基底，凸起结构可以参见图11，即基底7a上带有凸起结构7b，此步骤也可预先实施，与导线的制备没有严格顺序要求；
F.将基底的凸起结构通过紫外光照形成表面活性层，将步骤D得到的导线层转印到基底上(此步骤也可以结合实施例7、8所制备的导线转印到基底上)，其中导线层完整区的PI薄膜与凸起结构接触，形成强粘合作用；
G.用导电银胶将锂离子电池负极与完整区裸露的铜膜粘合，将电池阵列并联；
H.重复步骤A-D，将制备的另一导电层转印到基底(此步骤也可以结合实施例7、8所制备的导线转印到基底上)上，其中完整区裸露的铜膜与电池正极接触，并用导电银胶粘合，将电池阵列并联；
I.将电池阵列的正负极分别通过导线引出，再封装形成可延展锂离子电池。
结果分析：本实施可延展锂离子电池可用于柔性传感器和可穿戴健康监测设备的功能。采用镂空导线图4a的镂空结构时，锂电池的整体延展率可达60％。采用图8、9的镂空结构时，锂电池的延展率分别为65％和71％。所有设计的功能密度均大于80％，极大提高器件的功能元件利用率。
实施例10
本实施例为可延展电子器件的制备方法，其中可延展电子器件以可延展LC谐振器为例。
具体包括：
A.在载玻片上通过旋转浇筑制备PI薄膜(作为第一绝缘层)；
B.用蒸镀法在PI薄膜表面制备一层银膜，激光切割银膜形成镂空结构，镂空结构的具体形式可结合上述各实施例；
C.在剪纸型铜膜上再热压一层PI薄膜(作为第二绝缘层)，用光刻和氧气等离子体刻蚀将PI薄膜制备成与铜膜相同的形状；
D.针对完整区，用光刻和氧气等离子体刻蚀将其中一层PI薄膜的部分区域刻蚀掉，露出银膜层，以便于电连接功能元件，至此也可视为完成了上述各实施例中导线暨导线层的制备；
E.在模具中用悬凃法制备含凸起结构的PDMS基底，结构可以参见图12，即基底7a上带有凸起结构7b，此步骤也可预先实施，与导线的制备没有严格顺序要求；
F.将步骤D得到的导线层转印到基底(此步骤也可以结合实施例7、8所制备的导线转印到基底上)上，其中导线层完整区的PI薄膜与凸起结构接触，通过胶粘合；
G.用导电银胶将电容和电感分别与导线层完整区裸露的银膜粘合，并通过导线引出，再封装形成串联的LC电路，电路原理如图13所示。
结果分析：LC电路能用于产生特定频率的信号，是无线电设备的关键部件。采用图6的半圆形镂空结构时，LC电路延展率可达70％，功能密度可达90％，在可穿戴无线通讯器件中可发挥重要作用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (29)

1.一种应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，在所述导线上设有容许导线延展形变的镂空区。
2.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，所述导线在可延展电子器件形变前具有平面结构。
3.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，所述镂空区为相互隔离的至少两个镂空结构，且至少一个镂空区的内缘为封闭结构。
4.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，所述镂空区具有光滑的内缘。
5.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，所述导线包括导电层以及包裹在导电层外周的绝缘层。
6.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，所述镂空区为条状。
7.如权利要求6所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，所述镂空区的宽度为0.1μm～10μm。
8.如权利要求6所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，所述镂空区沿直线或曲线延伸。
9.如权利要求6所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，不同所述镂空区之间的延伸方式相同或不同。
10.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，至少有两个所述镂空区相互半包围。
11.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，一所述镂空区相邻侧设有另一所述镂空区，且两相邻的所述镂空区之间相互半包围。
12.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，至少一个所述镂空区延伸至所述导线的边缘，且所述镂空区在该边缘处开放。
13.如权利要求10所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，相互半包围的两所述镂空区之间，沿任一方向上的投影均具有重叠区域。
14.如权利要求5所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，所述导线至少具有一个容许形变的延展方向，在所述延展方向上的两端带有用于连接所述功能元件的电极连接部，且所述电极连接部暴露于所述绝缘层外部。
15.如权利要求14所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，所述导线与所述电极连接部为一体结构。
16.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，沿延展方向，排布有多组所述镂空区，将所述导线分隔为依次排布的多个环形结构，且相邻所述环形结构之间经由过渡部连接。
17.如权利要求16所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，所述镂空区为条状且沿延展方向的垂直或斜交方向延伸，相邻所述环形结构之间的镂空区延伸并开放于相应侧的所述导线边缘。
18.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线，其特征在于，沿延展方向，排布有一组或多组所述镂空区，同组所述镂空区中在所述延展方向上包括两个单元，同一单元中沿所述延展方向的垂直或斜交方向排布一个或多个所述镂空区，同组所述镂空区中，不同单元且相互邻近的两所述镂空区相互半包围。
19.如权利要求1所述的应用于可延展电子器件中的导线的制备方法，其特征在于，所述镂空区采用镀膜、刻蚀或切割形成。
20.一种应用于可延展电子器件中的导线的制备方法，其特征在于，包括制备导电层，对导电层的相应区域进行处理获得镂空区。
21.如权利要求20所述的应用于可延展电子器件中的导线的制备方法，其特征在于，所述导线为权利要求1～19任一项所述的导线。
22.一种应用于可延展电子器件中的导线的制备方法，其特征在于，包括：
制备第一绝缘层；
在得到的第一绝缘层上形成导电层，再对导电层的相应区域进行处理获得镂空区；
制备第二绝缘层，通过所述第一绝缘层和第二绝缘层包裹导电层。
23.如权利要求22所述的应用于可延展电子器件中的导线的制备方法，其特征在于，所述导线为权利要求1～19任一项所述的导线。
24.一种可延展电子器件，包括基底和封装层，在基底和封装层之间设有多个功能元件，至少两功能元件之间通过权利要求1～19任一项所述的导线进行电路连通。
25.如权利要求24所述的可延展电子器件，其特征在于，所述基底上贴覆固定有导线层，所述导线层的其中一部分为完整区，另一部分带有所述镂空区且作为所述导线；所述功能元件位于完整区上。
26.如权利要求25所述的可延展电子器件，其特征在于，所述基底上分布有凸起结构，所述完整区处在凸起结构上，在基底和封装层之间设有容纳形变后导线的避让空间。
27.如权利要求26所述的可延展电子器件，其特征在于，所述凸起结构相互间隔分布。
28.如权利要求27所述的可延展电子器件，其特征在于，所述凸起结构之间为间隔区，所述导线中的至少一个所述镂空区延伸至所述导线的边缘并朝邻近的所述间隔区开放。
29.一种如权利要求24～28任一项所述可延展电子器件的制备方法，包括
提供基底，在所述基底上形成至少一导线层和至少一功能元件层后封装；
所述导线层和所述功能元件层逐层在所述基底上形成，或所述功能元件层预先形成在所述导线层上。
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