[CN1]郑立荣*, 仇志军, 游胤涛, 刘志英, 杨赓, 谢丽, 邹卓, 冯艺, 邵波涛, 詹义强, 梅永丰, 刘冉, 柔性大面积印刷电子新器件及其物联网应用[J], 中国材料进展, 33(03), 135-143+179 (2014)..pdf

中国材料进展 第 33 卷 第 3 期 2014 年 3 月 MATEＲIALS CHINA Vol. 33 No. 3 Mar. 2014 柔性大面积印刷电子新器件及其物联网应用 郑立荣 ， 仇志军 ， 游胤涛 ， 刘志英 ， 杨 赓 ， 谢 丽 ， 邹 冯 艺 ， 邵波涛 ， 詹义强 ， 梅永丰 ， 刘 冉 卓， （ 复旦大学信息科学与工程学院 柔性微纳电子与系统研究中心，上海 200433） （ 复旦大学材料科学系，上海 200433） 摘 要： 作为一项新兴技术，物联网通过各种传感器和智能标准通信接口，使得物理世界的“物”与信息网络的“云”无缝链 接，从而实现对物品对象的标识和智能管理。由于柔性电子特有的弯曲性和可延展性，使其在与物的结合中发挥出重要的作 用，成为桥接“物”与“云”的关键技术。全面综述了国际上柔性大面积印刷电子新器件的最新研究进展，包括柔性薄膜晶体 管、存储器、各类传感器等，以及 柔 性全 金属 印制的射频设 别 （ ＲFID） 技术和 天 线、智 能 包 装 及 可 穿 戴 智 慧 医 疗 设 备 （ BioPatch） 等物联网应用，并对目前大面积柔性电子器件与系统在材料、器件以及系统集成等方面所面临的诸多挑战和困难展开 了讨论。 关键词： 物联网； 柔性电子； 大面积电子； 印刷电子； 系统与集成 中图分类号： TN41； TN43 文献标识码： A 文章编号： 1674 － 3962（2014）03 － 0135 － 09 Flexible Large Area Printed Electronics for the Internet of Things Applications ZHENG Lirong，QIU Zhijun，YOU Yintao，LIU Zhiying，YANG Geng，XIE Li， ZOU Zhuo，FENG Yi，SHAO Botao，ZHAN Yiqiang，MEI Yongfeng，LIU Ｒan （ Center for Flexible Micro and Nano-Systems，School of Information Science and Engineering， Fudan University，Shanghai 200433，China） （ School of Materials Science，Fudan University，Shanghai 200433，China） Abstract： As an emerging technology，the internet of things （ IOT） offers the potential to connect everyday’s objects in the real physical world to cyber space such that it forms a network of things for smart sensing，control and management． Due to its flexibility，bendability and deformability，flexible large area electronics （ FLAE） has found a unique position for smart things，and it becomes a core-technology that bridges the real world things to cloud． In this article，we review advances and recent progress of FLAE，covering devices of printed thin film transistors （ TFT） ，memories and flexible sensors etc． ，and integrated circuits and systems for IOT applications such as fully metallic printed ＲFID （ radio frequency identification） tag and antenna，intelligent package and bio-patch for food safety and healthcare． Future challenges and difficulties for FLAE in materials preparation，devices fabrication and system integration etc.，are also discussed． Key words： internet of things； flexible electronics； large area electronics； printed electronics； system and integration 1 前 言 “物联网 ”（ The Internet-of-Things，IOT） 是 近 年 来 兴 起的一项综合技术 ， 其核心思想在于通过一系列的技术 和科学研究 （ 包括智能传感器 、 低功耗信号处理 、 智能 感知节点和网关 、 新一代宽带网络 、 云计算 、 大数据信 息处理 、 信息服务 、 信息安全等 ） ， 使得互联网技术延 收稿日期： 2014 － 01 － 10 基金项目： 国 家 自 然 科 学 基 金 （ 11104037，11134002 ） ； 科 技 部 863 计划项目（2011AA100701） 第一作者及通讯作者： 郑立荣，男，1969 年生，教授，博士生导 师，“千 人 计 划 ”国 家 特 聘 专 家， Email： Lrzheng@ fudan. edu. cn DOI： 10. 7502 / j. issn. 1674 － 3962. 2014. 03. 02 ［1］ 伸到对物理世界的物品对象的标识和智能管理 。 物联网技术涉及感知层 、 接入层 、 网络层 、 数据处 理层和应用层等多个层面 ， 是对现有 IT 技术在工业化 和日常生活中的综合运用和升华 。 通过“物联网 ”技 术 能够实现更透彻的感知和度量 ， 更全面的互联互通和对 中国材料进展 136 ［1 － 2］ 工业及日常生活更深入的信息化和智能化 。 应用于 物联网的关键电子系统以及与“物 ”的无缝集 成 ， 嵌 入 2 第 33 卷 柔性材料选择 式芯片和大面积柔性元器件 ， 包括传感器 、 电子标签 、 根据材料在柔性电子器件中功能的不同 ， 可分为基 无线智能终端和各类接入设备等 ， 是“物联网 ”领 域 的 底材料 、 导电材料 、 半导体材料和介质材料等 。 柔性材 重要核心技术 ， 也是难以逾越的知识产权壁垒和国际竞 料的选择除了要考虑器件性能最优化以外 ， 还要充分考 争的制高点 。 此外 ， 作为一个基于标准和交互通信协议 虑印刷工艺对材料性能的要求 ， 以实现柔性电子器件低 而建立的具有自配置能力的全球化动态网络设施 ， 物联 制造成本的目的 。 网中虚拟和现实的“物 ”具有它们自己的标识 ， 物 理 属 2. 1 基底材料 性和虚拟个性 ， 并使用智能的接口与信息网络进行无缝 为满足柔性电子器件的要求 ， 基底材料要求具有比 链接 。因此 ， 物品的标识和编码体系 、 网络的配置协议 重轻 、 可弯曲 、 不易 碎 、 耐 冲 击 、 耐 腐 蚀 、 高 绝 缘 性 、 等标准化是物联网应用的基础 。 在服务和应用层面 ， 物 易携带和 低 成 本 等 特 点 。 此 外 ， 还 要 可 以 利 用 卷 对 卷 联网涉及跨部门跨领域的综合集成 。 因此 ， 在技术层面 （ Ｒoll-to-Ｒoll） 印刷技术来大幅提高生产率 ， 降低生产成 完善基于云计算技术的物联网支撑平台 ， 构建一个开放 本 。鉴于以上考虑 ， 柔性基底多采用高分子聚合物 ， 目 合作的应用平台可以大大加速物联网的推广和应用 。 目 前可供选择的柔性基底材料包括杜邦公 司 的 Kapton 聚 前 ， 物联网被认为是继计算机 、 互联网与移动通信网之 酰亚胺 （ Polyimide） ， 聚萘二甲酸乙二醇酯 （ PEN） ， 聚对 后世界信 息 产 业 的 第 三 次 浪 潮 ， 是 新 一 轮 信 息 技 术 革 苯二甲酸乙二醇酯 （ PET） 等有机聚合物 ［3 － 5］ 命 ， 世界各国将其提升到国家发展的战略层面 。 柔性可穿戴电子系统是物联网的基本元素 ， 以硅材 ［8］ ， 这些有机材 料都能够 很 好 的 满 足 绝 缘 性 、 柔 韧 性 以 及 强 度 要 求 ， 图 1 为在聚酰亚胺塑料衬底上制备的柔性电子器件 。 料为代表的传统半导体芯片由于加工工艺复杂 、 设备投 入成本高 、 环 境 污 染 大 以 及 芯 片 无 法 弯 曲 等 内 在 局 限 性 ，限制其在物联网中大规模应用 。 正因如此 ， 基于有 机半导体材料和纳米材料等的柔性大面积电子 （ Flexible Large Area Electronics，FLAE） 技术在近年得到迅猛发展 。 与传统电子器件相比 ， 柔性电子技术拥有众多优点 ： ① 器件可弯曲与伸展 ， 由此可诞生众多新型应用领域 ； ② 可以在柔性和大面积衬底上采用大规模印刷技术加工实 现 ， 生产成本 低 廉 ； ③ 加 工 设 备 简 单 ， 前 期 投 入 成 本 低 ； ④加工过程属于低温工艺 ， 工艺简单 ， 不会对环境 图1 聚酰亚胺塑料衬底上制备的柔性电子器件 造成污染 。 因此从某种意义上说 ， 由 于 其 与 各 种“物 ” Fig. 1 Electronic devices based on Polyimide plastic 良好的集 成 性 和 结 合 性 ， 可 以 形 成 诸 如 食 品 的 智 能 包 2. 2 导电材料 装 、 可穿戴的柔性健康护理终端等物联网新产品 ， 柔性 导电材料主要用于金属电极和互连线 ， 对于印刷工 电子技术成为促成物联网真正普及和大规模应用的最核 艺而言 ， 导电材料主要为导电油墨 ， 其一般由导电性填 ［6］ 。2013 年 11 月 ， 由 IDTechEX 主 办 的 第 十 届 料 、 溶剂和添加剂组成 。 目前导电体多选用纳米级金属 美国印刷电子会议 （ Printed Electronics USA） 更是明确将 粒子 ， 比如纳米银 ， 纳米金和纳米铜等纳米颗粒 。 金属 物联网和智慧技术应用与大面积显示一起作为印刷电子 纳米粒子除了具有优异的导电性能外 ， 其小尺寸效应可 技术的未来发展方向 。 然而 ， 柔性印刷电子技术的研究 使其熔点大为降低 。 在塑料基底的玻璃化温度以下 ， 导 与发展涉及到多种学科交叉和多种技术的集成 ， 它与无 电油墨便可以烧结成薄膜或导线 ， 从而与其它导电材料 机和有机化学学科 、 材料学科 、 表面物理学科 、 信息学 相比 ， 显示出无可比拟的优势 ， 成为目前导电油墨的一 科等前沿学科以及电子技术 、 信息技术 、 材料制备与复 个研究重点 心技术 ［7］ 合新技术等多种高技术领域密切相关 。 本文以作者自身的研究工作为基础 ， 以物联网和智 慧技术应用为背景 ， 从柔性材料和器件入手 ， 着重讨论 大面积柔性电子的器件 、 系统以及集成应用等方面所取 得研究进展和所面临的挑战 。 ［9］ 2. 3 。 半导体材料 半导体材料一般分为 p － 型半导体和 n － 型半导体 。 对于有机半导体材料而言 ， 大多为 p － 型 ， 目前应用最 广泛的有机半导体材料有共轭性导电高分子 、 共轭性寡 ［7］ 聚物 、 多 π － 电子芳香族有机分子等 。 但是有机半导 郑立荣等 ： 柔性大面积印刷电子新器件及其物联网应用 第3 期 137 体材料总体存在迁移率低 、 空气稳定性差 、 寿命低以及 以增加有机薄膜器件的空气稳定性 。 经过长时间空气曝 缺少 n － 型导电材料等弱点 。 相比之下 ， 无机纳米半导 露 ， 未掺杂碳纳米管的有机薄膜器件性能退化很快 ， 而 体材料 ， 比如金属氧化物半导体 ZnO / IGZO、 碳纳米管 掺有碳纳米管的复合薄膜器件未见任何性能变化 ［12］ 。 以及石墨烯 ， 在性能 、 稳定性和可靠性方面具有更大的 ［10］ 优势 。 然而无机半导体材料存在较难制备 溶 液 、 不 易成膜以及存在晶界等问题 。 一种可行的解决方案是采 用无机纳米材料对有机半导体材料进行化学改性以提高 有机半导体材料性能和稳定性 。 2. 4 介质材料 在柔性电子器件中 ， 介质材料主要用于起到隔离半 导体材料与金属导电材料的作用 ， 或者是用于金属与金 属之间的绝缘层 。 由于无机介质材料可弯曲性差 ， 柔性 电子器件中的介质材料一般选为有机材料 ， 比如聚乙烯 图2 醇 （ PVA） 、 聚乙 烯 吡 咯 烷 酮 （ PVP） 、 苯 并 环 丁 烯 树 脂 ［11］ （ BCB） 等 碳纳米管改性的有机聚合物薄膜晶体管开关特性 曲线，插图为 碳 纳 米 管 和 有 机 物 F8T2 的 混 合 墨 。 这些有机 介 质 材 料 与 半 导 体 材 料 以 及 柔 水和薄膜器件结构示意图 性基底有很好的相容性 ， 适用于低成本的低温溶液加工 Fig. 2 Switching curve of a CNT-modified polymer composite TFT． Inset： CNT-polymer composite ink and sche- 技术 。 matic structure of a back-gate TFT 3 柔性电子器件 3. 1 柔性薄膜场效应晶体管 （ TFTs） 场效应晶 体 管 制 备 了 逻 辑 电 路 中 最 基 本 单 元 ———反 相 场效应晶体管 （ FET） 是现代电子学中应用最广泛的 器 。 该反相器最大电压增益为 4 左右 ， 在 20 μm 的沟道 器件之一 ， 在数据存储 、 逻辑运算 、 信号放大以及平面 长度下截止工作频率为 100 kHz。 理论计算显示该器件 显示等领域发挥着不可替代的作用 。 区别于常规金属 － 截至频率还有很大的提高空间 ， 但已可以基本满足一些 氧化物 － 半 导 体 场 效 应 晶 体 管 （ MOSFETs） ， 柔 性 薄 膜 低频放大应用的要求 。 此外还制备了一些基本的逻辑运 场效应晶体管 （ TFT） 因为制备工艺简单 、 成本低廉 、 易 算单元电路 ， 比如与非门和或非门电路 弯曲等特点而赢得广泛的关注 。 它在那些对芯片本身性 薄膜器件的导电沟道直接曝露在空气中 ， 因此空气中的 能要求不高 ， 但能大面积灵活使用的应用领域中 ， 比如 水氧分子会与有机薄膜材料发生电化学反应 ， 导致薄膜 平板显示驱动 ， 医学成像 ， 智能包装 ， 大面积传感器和 器件中的 阈 值 电 压 发 生 漂 移 ， 影 响 器 件 的 稳 定 性 ， 因 传感器阵列 ， 以及面照明等方面呈现出广泛应用前景 。 此 ， 对薄膜器件必须进行一定的表面钝化保护 ， 以隔绝 在此基础上 ， 利用碳纳米管改性的 F8T2 复合薄膜 从 20 世纪 80 年代开始 ， 以有机半导体材料作为导 电沟道的 TFT 受到了极大的青睐 。 这些有机材料质轻 ， ［13］ ［15］ 外界环境因素的影响 3. 2 。由 于 有 机 。 柔性薄膜存储器 膜薄 ， 具有良好的柔韧性 ， 可沉积在各种柔性衬底上 。 有机半导体材料除了可用于薄膜场效应晶体管 ， 基 同时 ， 它们又非常适合各种液相加工技术 ， 如新型的印 于有机材料 的 非 易 失 性 存 储 器 件 也 受 到 人 们 的 日 益 重 刷电子工艺 ， 这样可以大幅度降低生产成本 。 然而 ， 目 视 。 理论上单个有机分子就可构成一个功能器件 ， 因而 2 前所知的有机材料的迁移率非常小 （ ＜ 1 cm / Vs） ， 导致 ［7］ 器件工作速度慢而且极易在空气中退化 。 该技术有可能实现超高密度和超大容量存储 。 有机聚合 物薄膜存 储 器 同 样 适 用 于 喷 墨 印 刷 工 艺 ， 满 足 生 产 简 通过对这些有机材料进行某种程度修饰 ， 比如采用 单 ，成本低廉的要求 。 因此 ， 低成本 、 易加工 、 组成结 碳纳米管掺杂 ， 就可以显著改善其电学性能 ， 图 2 为修 构多变 、 可折叠 、 小体积 、 快响应 、 低功耗和高存储密 饰后所制备的有机半导体聚合物聚 （ 9，9、 － 二辛基药 度等优点使得有机非易失性存储器件在未来的信息存储 － 交替 － 双噻吩 ） （ F8T2） 与碳纳米管复合薄膜晶体管的 和逻辑电路方面有着非常广阔的应用前景 ， 受到各界越 开关特性曲线 。 随着碳纳米管浓度增加 ， 有机复合薄膜 来越多的关注 ， 进而得到迅速的发展 。 cm2 / Vs 提 高 到 10 cm2 / Vs， 增 加 了 有机非 易 失 性 记 忆 器 件 又 称 之 为 有 机 双 稳 态 器 件 4 个数量级左右［12 － 14］ ， 已 经 接 近 目 前 多 晶 硅 TFT 的 性 （ Organic Bistable Device，OBD ） ， 属 于 电 阻 型 存 储 器 能 ， 达到实用要求 。 此外 ，还发现少量添加碳纳米管可 （ ＲＲAM） ， 它表现为在相同电压下具有 2 种不同导电状 迁移率可以从 10 －4 中国材料进展 138 第 33 卷 态 ， 即高导态和低导态 ， 相当于计算机二进制数位中的 6 s（ T = 200 K） 延长到 78 s（ T = 80 K） 。 类似的结果也出 “0”和“1”。 这两种电导态能够通过施加一定的电场作 现在改变器件厚度的情况下 。 在相同的偏压或平均电场 用发生转变 ， 实现信息的“写入 ”或者“擦除 ”。 这种存 4 条件下 ， 器件 的 延 迟 开 启 时 间 甚 至 达 到 了 10 s 量 级 。 储器结构简单 ， 通常是在上下电极之间插入一层有机功 对此建立了一个维象的理论模型 ， 认为是电场导致的金 能层构成简单的三明治结构 ， 大大简化了器件的制备工 属针尖演化造成了器件的开启 、 针尖的形成速率与电场 艺 。 特别 是 ，2006 年 ， 美 国 加 州 大 学 洛 杉 矶 分 校 的 作用下金属原子在表面的迁移速率有关 。 通过进一步的 Yang 课题组将金属纳米颗粒掺入有机层中 ， 利 用 纳 米 研究发现 ， 锐化的金属针尖为载流子克服势垒注入到有 颗粒的电荷转移效应 （ Charge Transfer） 实现了器件的电 机层中的金属岛提供了条件 ， 而载流子在金属岛之间的 。 这种器件可以通过旋涂和喷墨印刷等技 隧穿成为器件处于低阻态 （ ON 态 ） 时的主要导电模式 。 术成膜 ， 在未来的柔性智能器件的应用上具有的重要的 图 3 显示了这个过程 。 处于针尖底部的原子在局域电场 应用前景 。 的作用下向顶部迁移使针尖逐步锐化 （ 图 3a） ； 而针尖 ［16］ 阻态转变 到目前为止 ， 已有大量的文献报道了不同的有机材 的锐化使得其顶部电场进一步增强 ， 使得载流子能够克 料以及不同器件结构的有机半导体器件均表现出具有电 服界面势垒注入到有机层中分散的金属岛中 ， 并在这些 。 与此同时 ， 对于 有 机 电 岛之间传输 ， 器件进入到 ON 态 （ 图 3b） ； 在 擦 除 电 压 双稳态效应的各种可能解释也纷纷被提出 。 总的来说 ， 下 ， 这些针尖由于焦耳热而被破坏 ， 载流子只能经由有 可以将这些可能的机制根据器件发生电阻转变区域的不 机层导电 ， 器件回到 OFF 态 （ 图 3d） ； 但在新的电场作 同粗略的分为 2 大类 ： ①器件电阻态转变发生于整个有 用下 ， 新的针尖又将重新生成 （ 图 3c） 。 基于针尖模型 ， 机层 ， 属于一种整体的转变行为 ； ②器件的电阻态转变 也计算模拟了这种载流子的隧穿输运行为 ， 得到了实验 发生在器件局部区域 ， 是一种局域微通道导电机制 。 目 上进一步的验证 前研究指出器件的电阻态转变来自于沉积金属顶电极比 失性存储器件的工作机理提供了十分有益的参考 。 ［17］ 阻型转变特性的记忆效应 ［21］ 。 这些工作为进一步了解有机非易 如金属铝 （ Al） 过程中所造成的 Al 原子的渗入以及 Al 氧 ［18］ 化物纳米 颗 粒 的 形 成 。 对 于 许 多 有 机 双 稳 态 器 件， 它们经过多次读写操作后顶电极有不同程度的破坏 ， 这 也在一定程度上反应出器件的电阻态转变行为源自于器 件局域的电学特性 ， 而不是一种整体的有机层电学特性 的转变 。 ［19］ 在此前的报道中 ，Wang 等 观察到对有机双稳态 器件施加低于开启电压 Vth 的恒定电压时 ， 器件将出现 4 延迟开启 。 研究发现延迟开启的时间由数秒变化至 10 s ［19］ 量级 ， 取决于所施加偏压的大小 。 这一现象 很 难 用 第一类模型来解释 ， 而采用局域微通道导电模型则能够 自然地理解 。 然而 ， 尽管有许多研究人员试图采用各种 技术手段直观地对这些微通道进行“成像 ”， 但 是 至 今 图3 有机薄膜存储器中金属针尖引起电阻态转变模型 所获得的依然是一些间接的实验证据 ， 仍然没有直接的 Fig. 3 Metal-tip-inducing resistance-state transition model in organic nonvolatile memory 实验能够观测到这些微通道 。 人们对于这些微通道的形 成机制 、 微通道的形成速率以及在器件工作过程中影响 3. 3 柔性可印刷巨磁阻器件 微通道形成的相关物理参数均缺乏必要的实验和理论研 众所周知 ， 物 质 在 一 定 磁 场 情 况 下 会 发 生 电 阻 改 究 。而这些研究对于更进一步的了解有机双稳态器件的 变 ， 该现象称为“磁阻效应 ”。 巨磁阻效应 （ Giant Magne- 电阻态转变机制 ， 从原理上把握设计并提高有机非易失 to-Ｒesistance， 简写为 GMＲ） 是磁阻效应的一种 ， 通常使 性存储器件性能的方法具有重要的意义 。 用磁性 （ 如钴 Co） 和非磁性材料 （ 如铜 Cu） 相间的超晶格 游胤涛等通过改变温度和器件的厚度研究了有机双 ［20］ 稳态器件 在 不 同 的 温 度 和 电 场 下 的 延 迟 开 启 效 应 薄膜材料 （ 厚度 为 1 nm 左 右 ， 几 个 纳 米 厚 度 为 一 个 周 。 期 ， 见图 4） 。 这种材料结构的电阻值与铁磁性材料薄 在低温下 ， 当施加一个等于器件常温状态下所对应的开 膜层的磁 化 方 向 有 关 ， 如 果 两 层 磁 性 材 料 磁 化 方 向 相 启电压的 恒 定 偏 压 时 ， 器 件 的 延 迟 开 启 时 间 可 以 由 反 ， 其电阻 值 明 显 大 于 磁 化 方 向 相 同 时 的 电 阻 值 ， 同 郑立荣等 ： 柔性大面积印刷电子新器件及其物联网应用 第3 期 139 时 ，在很弱的外加磁场情况下电阻会表现出极大的变化 用于位移 、 角度等各种测量传感器中 ， 并应用于数控机 量 。 巨磁阻效应除被广泛地运用在硬盘生产上 ， 还可应 床 、 汽车导航和非接触开关等 。 图4 （ a） 在刚性（ 上） 和柔性（ 下） 衬底上典型巨磁阻薄膜结构示意图，（ b） 巨磁阻薄膜沉积在柔性聚酯纤维膜，（ c） 制备 在有机硅（ 聚二甲基硅氧烷） 上的可拉伸巨磁阻器件，（ d） 打印的巨磁阻器件，黑色部分（ 约 0. 5 cm 宽） 是巨磁阻薄 膜为主组成的打印墨滴，两边银色的是导电连线 Fig. 4 Schematic diagram of GMＲ films on rigid （ above） and flexible （ below） substrates （ a） ，photographic images of circularly bended GMＲ layers on polyester substrate（ b） ，a stretchable GMＲ sensor element on a free-standing PDMS membrane（ c） ， and a printable GMＲ device on paper substrate（ d） 传统巨磁阻薄膜都是制备在刚性衬底上 ， 然而通过 变了人们的生活 和 生 产 方 式 。 在 其 发 展 历 程 中 ， 电 子 研究发现 ， 在柔性衬底上巨磁阻器件也可以得到成功 ， 标签生产成本的降低是 其 得 到 广 泛 应 用 的 重 要 因 素 之 并有着广泛的应用 ， 如图 4 所示 。 在柔性衬底上获得巨 一 。 现今社会的发展 需 要 更 加 便 宜 的 电 子 标 签 ， 以 实 磁阻薄膜和相应器件 ， 当该薄膜在拉伸的时候 ， 非磁性 现拥有巨大市场潜 力 的 低 端 商 品 自 动 识 别 技 术 ， 从 而 ［22］ 材料厚度 的 细 微 变 化 ， 可 以 产 生 宏 观 巨 磁 阻 效 应 。 产生真正的物联 网 。 然 而 ， 之 前 广 泛 使 用 的 硅 基 集 成 ，在有机硅表面形成预褶皱 ， 电路芯片 电 子 标 签 面 临 着 难 以 继 续 降 低 成 本 的 局 限 从而在拉伸的过程中 ， 不会因为拉伸导致薄膜厚度的细 性 ， 这就要求新的具 有 低 成 本 制 造 优 势 的 生 产 技 术 的 微变化而使巨磁阻值发生变化 ， 从而得到稳定可拉伸的 出现 。 ［23］ 另外 ， 利用褶皱的原理 ［24］ 柔性巨磁阻器件 为了满足这种 需 求 ， 引 入 印 刷 技 术 来 生 产 超 低 成 。 利用该器件 ， 得到可伸缩 的 柔 性 ［25］ 。进 本的电子标签 。 与普 通 的 硅 工 艺 相 比 ， 印 刷 工 艺 不 需 一步将该巨磁阻薄膜制成打印墨水 ， 成功地制备了可打 要使用掩模板 ， 也不 用 接 触 式 的 制 造 ， 而 且 是 全 加 法 磁性探测器 ， 并成功运用到流体中的颗粒 探 测 ［26］ 印的巨磁阻磁性探测器件 。 ［28］ 工艺 ， 因此它可以 提 供 更 有 成 本 效 益 的 生 产 方 法 。 通过调节巨磁阻薄膜微结构或改变其形貌 ， 可以使 与此同时 ， 不同的无 芯 片 电 子 标 签 方 案 开 始 出 现 。 不 柔性巨磁阻器件在拉伸或形变的情况下按照设计要求发 同于使用存储器保 存 数 据 的 传 统 电 子 标 签 ， 无 芯 片 电 生改变或者保持稳定 ， 同时还可以将巨磁阻薄膜运用到 子标签主要通过使用金 属 无 源 器 件 来 实 现 数 据 的 存 储 印刷打印技术中 ， 得到可印刷的巨磁阻器件 。 该方法还 和读取 ， 比如使用金 属 谐 振 器 ， 电 容 或 者 电 感 等 元 器 可拓展到其他功能性薄膜 ， 从而得到柔性可印刷的多功 件 ［27］ 能性电子器件及探测器件 。 ［29 － 31］ 。 此类电 子 标 签 不 需 要 较 昂 贵 的 集 成 电 路 芯 片 ， 同时 又 适 合 于 大 规 模 全 印 制 工 艺 和 卷 盘 式 生 产 （ Ｒeel-to-Ｒeel） ， 因此具有无可 比 拟 的 成 本 优 势 。 其 中 4 系统与集成 4. 1 无芯片全印制射频标签技术 据预测 ， 全打印的无 芯 片 电 子 标 签 的 成 本 有 望 降 到 几 经过 60 多年的发展 ， 射频识别技术已经极大地改 美分或一美分以下 ， 可 以 和 现 在 广 泛 使 用 的 光 标 码 成 纸基的全印 制 无 芯 片 电 子 标 签 更 是 研 究 的 热 点 课 题 。 中国材料进展 140 ［32］ 本相比拟 第 33 卷 率将随之改变 。 当每一个谐振频率代表编码“1 ”时 ， 则 。 对于无芯片全印制电子标签而言 ， 数据存储在无源 此结构可以实现多位编码 （ 见图 5a 和 5c） 。 后者在时域 ［30］ ，即沿着传输线，每连接上一个电容， 则在电 器件阵列中 ， 比如由 电 容 电 感 （ LC） 形 成 的 谐 振 器 ； 存 中编码 储在 传 输 线 和 电 容 组 成 的 电 路 中 。 前 者 在 频 域 中 编 子标签读写器上会出现一个反射信号， 意味着编码“1”， ［32］ 码 ， 当电容值改变时 ， 则对应的 LC 谐振器的谐振频 图5 通过放置多个电容从而实现多位编码（ 见图 5b 和 5d） 。 电子标签频域编码方案（ a） ，电子标签时域编码方案（ b） ，纸基全打印频域编码电子标签（ c） ， 纸基全打印时域编码电子标签（ d） Fig. 5 Scheme of data encoding in frequency domain（ a） ，scheme of dataen coding in time domain（ b） ，fully printed paper based frequency signature ＲFID tag（ c） ，and fully printed paper based time domain coding ＲFID tag（ d） Shao 和 Zheng 等［28 － 32］ 采用了纳米导电银墨水印 制 前者坚硬易碎 ， 后者反应较慢且稳定性差 。 碳纳米管自 了 8 位全金属 ＲFID 标签 ， 并采用渐变波导结构解决了 被发现以来 ， 因 其 卓 越 的 物 理 特 性 ， 诸 如 大 长 径 比 、 印制电路高电阻带来的微波损耗 。 这些前期工作验证了 高比表面积 、 优良的 导 热 和 导 电 性 等 ， 已 在 传 感 器 领 纸基全打印电子标签的可行性 ， 并对更高位数的全打印 域引起了广泛的 科 研 兴 趣 。 通 过 实 验 发 现 ， 经 过 酸 化 电子标签实现过程中的一些技术难点提供了切实可行的 处理 ， 功能化的多壁 碳 纳 米 管 薄 膜 对 环 境 湿 度 变 化 表 解决方案 ， 对于未来的超低成本电子标签的实现具有重 现出显著的敏感性以及快速的响应时间 要的意义 。 示 ， 功能化多壁碳纳米管薄膜电阻随相对湿度水平增大 。 如图 6 所 呈指数型上升 ， 与对湿度不敏感的未处理多壁碳纳米管 薄膜传感器应用 4. 2 ［35］ ［33］ ， 薄膜相比较发现 ， 功能化的多壁碳纳米管的湿敏机理是 要将物品互联并取得有用信息 ， 必须通过功能各异的传 由于其表面携带的羧基和空气中的水分子发生反应形成 感器感知并传递周围环境或被寻址对象的状态信息 。 而 氢键而导致载流子数目减少 。 另外 ， 值得一提的是 ， 湿 物联网技术的发展和成熟也对传感器提出了新的要求 ， 敏碳纳米管薄膜在弯曲测试下表现出杰出的柔韧性 。 碳 低成本 、 低功耗 、 可印刷的柔性薄膜传感器的市场需求 纳米管薄膜被弯曲时不仅其电阻值变化非常小 ， 而且其 将在未来 10 年中急剧增加 。 对相对 湿 度 水 平 变 化 的 灵 敏 度 基 本 不 受 弯 曲 状 态 的 传感器是实现物联网不可缺少的基本组成部分 4. 2. 1 ［35 － 36］ 影响 湿敏薄膜材料 湿度与人类社会活动密切相关 ， 无论在现代工业生 产还是日常生活中 ， 都常常需要对湿度进行实时监控 。 ［34］ 传统的电阻型湿敏材料主要是氧化物陶瓷和聚合物 ， 4. 2. 2 。 湿敏薄膜的喷墨打印与性能研究 功能化的多壁碳纳米管极易溶于水等极性溶液中 ， ［37］ 因此非常适合制备适用于喷墨印刷技术的纳米墨水 。 郑立荣等 ： 柔性大面积印刷电子新器件及其物联网应用 第3 期 141 的反向散射原理应 用 到 时 域 中 。 这 个 传 感 器 由 多 段 平 面型微波传输线和多个 功 能 不 同 的 电 阻 型 传 感 元 件 串 ［39］ 联而成 。 当该传感器通过天线收到探询的脉冲信号 时 ， 这个脉冲将在传 输 线 上 传 播 并 遇 到 各 个 敏 感 电 阻 元件产生反射 ， 通过 测 量 在 时 域 上 分 离 的 各 个 反 射 脉 冲信号能量并应用 特 定 算 法 ， 可 同 时 获 知 多 个 待 测 物 理量的信息 。 这些技 术 均 已 成 功 地 应 用 于 食 品 和 药 品 ［36 － 39］ 的智能包装中 4. 3 。 智慧健康应用 Bio-Patch 的集成 可穿戴智能医疗设 备 将 传 感 器 、 智 能 处 理 器 、 无 图6 Fig. 6 功能化 的 和 未 处 理 的 多 壁 纳 米 管 薄 膜 电 阻 随 相 对 湿 度 线通信等技术嵌入 到 柔 性 材 料 中 ， 并 用 紧 体 佩 戴 的 方 （ ＲH） 的变化率 （ 与其在 20% ＲH 的电阻值相比） 式贴在用户的身体 上 ， 持 续 实 时 的 测 量 人 体 各 项 生 理 Ｒesistance variation of the functionalized and as-received MWCNTs thin-film resistors as a function of relative humidity （ ＲH） as compared to their resistances at 20% ＲH 数据 （ 如心率 、 体温 、 呼吸频率等 ） 。 所采集的信息 用 无线的方式传输到 小 型 手 持 设 备 或 远 程 医 疗 中 心 ， 以 便医生进行全面 、 专 业 、 及 时 的 分 析 和 治 疗 。 随 着 物 利用高浓度的乙二醇水 溶 液 作 为 溶 剂 不 仅 可 以 获 得 长 联网基础条件的不 断 成 熟 ， 未 来 可 穿 戴 智 能 医 疗 器 件 期稳定的碳纳米管 墨 水 ， 而 且 其 合 适 的 黏 度 和 表 面 张 将越来越多地进入 普 通 人 的 生 活 ， 为 人 们 的 生 活 方 式 力使墨水表现出良 好 的 喷 墨 性 能 ， 能 长 时 间 可 靠 地 形 以及医疗保健带来重大变革 。 成无卫星墨滴 。 喷墨 打 印 制 备 的 湿 敏 碳 纳 米 管 薄 膜 具 可穿戴智能医疗设 备 着 眼 于 小 型 化 、 舒 适 性 、 无 有良好的导电性 和 湿 敏 性 。 值 得 注 意 的 是 ， 实 验 结 果 创且易于使用 。 利用 高 性 能 集 成 电 路 与 柔 性 软 印 刷 电 表明 ， 打印后的烘焙 处 理 温 度 对 薄 膜 的 导 电 性 能 和 湿 路的 混 合 集 成 方 式 研 发 了 一 种 柔 性 医 疗 器 件 Bio- 敏性 能 有 重 要 影 响 。 烘 焙 温 度 越 高 ， 薄 膜 导 电 性 越 Patch［40 － 41］ 。这种柔 性 器 件 可 以 像 创 可 贴 一 样 贴 在 皮 高 ， 其湿敏性下降 。 这 主 要 是 由 于 功 能 化 的 多 壁 碳 纳 肤表面 ， 并实时的测 量 人 体 的 心 电 以 及 体 温 信 息 。 基 米管表面携带的羧基会 在 约 150 ℃ 时 开 始 分 解 ， 因 此 于硅衬底的高性能 集 成 电 路 将 低 噪 声 、 低 功 耗 模 拟 放 湿敏多壁碳纳米管薄膜 的 烘 焙 处 理 温 度 要 低 于 羧 基 的 大电 路 、 模 数 转 换 器 、 处 理 器 等 电 路 单 元 集 成 到 ［37］ 临界分解温度 4. 2. 3 1. 5 mm × 3 mm 的芯片上［42］ 。 如 图 7 所 示 ， 高 精 度 印 。 无源无线传感与智能包装应用 刷电路可 以 在 塑 料 衬 底 上 实 现 50 μm 宽 的 金 属 连 接 为实现随时随地 感 知 任 何 人 和 物 的 物 联 网 ， 柔 性 线 。 这种非接触式的 加 工 方 式 可 以 将 硅 基 芯 片 与 外 围 可穿戴 无 线 传 感 器 技 术 备 受 关 注 。 在 许 多 应 用 领 域 电路元件在柔性衬 底 上 实 现 电 气 互 连 ， 进 而 实 现 超 薄 中 ， 如应用于食品和 药 品 安 全 的 智 能 包 装 等 ， 无 源 式 可弯曲的 Bio-Patch。 的无线传感器更有 吸 引 力 。 无 源 式 传 感 器 可 以 从 外 部 获得能量进行工 作 ， 不 需 要 配 备 和 更 换 电 池 ， 工 作 寿 命更长 ， 成本更低廉 。 一 种 常 用 的 柔 性 无 源 无 线 传 感 器的实现方法 是 将 分 立 的 传 感 元 件 （ 如 电 阻 型 或 电 容 型传感元件 ） 与信 号 调 理 电 路 、 能 量 采 集 电 路 以 及 无 ［36 ，38］ 线通讯电路集成在柔性衬底上 。 这种解决方案可 以提供高级的无线数据 链 但 需 要 较 高 的 设 计 制 造 成 本 和能量供应 ， 而且其 柔 韧 性 也 受 到 嵌 入 式 芯 片 尺 寸 和 图7 集成技术的限制 。 因 此 ， 提 出 了 2 种 无 需 硅 集 成 电 路 ［35 － 39］ 芯片 ， 可全打印无线传感器设计 ： 第 1 种是将电 Fig. 7 基于打印技术的 Bio-Patch 混合集成 Hybrid integration of Bio-Patch using printing technology 阻型传感元件作为 高 频 天 线 的 负 载 电 阻 ， 通 过 测 量 此 如图 8 a 所示 ， 使用印刷电路方式集成的 Bio-Patch 天线在某特定频率的反 向 散 射 信 号 能 量 获 知 待 测 物 理 具有超薄 （ 包括电池在内 2 mm） 、超小 （ 包括打 印 电 极 量的信息 。 通过集成 湿 敏 多 壁 碳 纳 米 管 薄 膜 电 阻 ， 实 在内 4. 5 cm × 2. 5 cm） 、 超 轻 （ 包 括 电 池 在 内 4 g） 、 可 现了一个可以工作到 2 GHz 的 超 高 频 无 源 式 湿 度 传 感 弯曲等特 性 ［35］ 器 。 第 2 种无源传感器设计原理是将上述这种频域 ［43 － 45］ 。 将 Bio-Patch 贴 于 胸 部 ， 清 晰 的 心 ［46］ 电信号可以被检测到 ， 见图 8 b 。 中国材料进展 142 第 33 卷 urement ＆ Control （ 计算机测量与控制） ，2012，20（6） ： 1 445 － 1 451． ［4］ Lu Tao（ 卢 涛） ，You Anjun（ 尤安军） ． 美、欧、日、韩等国 物联网产 业 的 发 展 战 略 及 其 对 我 国 的 启 示［J］． Science ＆ Technology Progress and Policy （ 科技进步 与对策） ，2012，29 （4） ： 47 － 51． ［5］ Chen Liuqin（ 陈柳钦） ． 物联网： 国内外发展动态及亟待解决 的关键问题［J］． Decision-Making ＆ Consultancy Newsletter （ 决 策咨询通讯） ，2010，5： 15 － 32． ［6］ Zhan Y，Mei Y，Zheng L． Materials Capability and Device Performance in Flexible Electronics for the Internet of Things［J］． Journal of Materials Chemistry C，2014，2（7） ： 1 220 － 1 232． ［7］ Cui Zheng（ 崔 铮） ． Printed Electronics： Materials，Technologies and Applications（ 印 刷电子学 － 材 料、技 术 及 其 应 用） ［M］． Beijing： High Education Press，2012． ［8］ MacDonald W A，Looney M K，MacKerron D，et al． Latest Advances in Substrates for Flexible 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Letters，2011，32（9） ： 1 299 － 1 301． 破核心技术 ， 着力提升自主创新能力 ， 扎实做好技术研 发和标准的制定 。 ［13］ Liu Z，Gao X，Zhu Z，et al． Solution-Processed Logic Gates Based on Nanotube / Polymer Composite［J］． IEEE Transactions on Electron Devices，2013，60（8） ： 2 542 － 2 547． 作为推动物联网最核心硬件技术的柔性和可穿戴电 ［14］ Liu Z，Li H，Qiu Z，et al． Small-Hysteresis Thin-Film Tran- 子器件领域 ， 世界上还没有任何一个国家和地区拥有绝 sistors Achieved by Facile Dip-Coating of Nanotube / Polymer 对的技术优势 ， 而且其生产设备的投资远远低于传统硅 Composite［J］． Advanced Materials，2012，24 （ 27 ） ： 3 633 － 芯片生产所需的几十甚至上百亿美元的投入 。 只要我国 3 638． 加大重视和增加研发投入 ， 一定会在材料 、 器件以及系 统集成方面取得突破 ， 并充分发挥柔性大面积电子器件 在物联网应用中的柔性 、 超薄 、 低成本 、 环保等优势 ， 使其成为一个高技术 、 引领性的产业 。 参考文献 ［15］ Qu M，Li H，Liu Ｒ，et al． Interaction of Bipolaron with the H2 O / O2 Ｒedox Couple Causes Current Hysteresis in Organic Thin-Film Transistors［J］． Nature Communications． ［16］ Yang Y，Ouyang J，Ma LP，et al． Electrical Switching and Bistability in Organic / Polymeric Thin Films and Memory Devices［J］． Advanced Functional Materials，2006，16（8） ： 1 001 － 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IC） 的 关 键 技 术 及 相 关 郑 立 荣： 男，1969 理论 研 究 ”、 面 上 项 目 年 生， 教 授、 博 导， “植入 生 物 体 的 专 用 集 1992 年毕业于浙江大学 年生，副 研 究 员。2007 项目； 作 为 第 一 发 明 人 专家。长期 从 事 有 机 发 成电路及相关模型研 信电系，1996 年和 2001 年中国科 技大学博 士毕 已申请 60 余 发 明 专 利， 光显示 研 究 工 作，在 国 究”等。 年分 获中国科 学 院 上海 业，2010 年加入中科院 发表学术论文 100 余篇。 际上首 次 研 制 成 功 全 印 陈 林 森： 男，1961 微系 统所理学 博 士 和瑞 苏 州纳米所 印刷 电子 中 李 祥 高： 男，1962 刷点阵 显 示 屏； 提 出 了 年 生， 苏 州 大 学 研 究 典皇 家理工学 院 工 学博 心，2012 年受聘为副研 年 生， 教 授， 博 导， 科 Ln-IZO 氧化 物半导体新 员、博导， 江 苏 省“333 士，2013 年获芬兰图 尔 究员。主 要 从 事 无 机 导 技部“十二五”国家科技 材料体 系， 在 国 内 率 先 高层次人才工程”第一层 库大 学 名 誉 博 士。2010 体、半导 体 和 介 电 材 料 重点 专 项 和“863 ”计 划 研 制 成 功 全 彩 色、 透 次培 养 对 象。数 码 激 光 年入 选中组部 海 外 高层 的墨水 化、薄 膜 印 刷 和 新材料领 域新型显示专 明、 柔 性 氧 化 物 成像与 显 示 国 家 地 方 联 次人才“千人计划”国家 透明氧化物晶体管制 家组专 家，全 国 复 印 机 AMOLED 显 示 屏， 获 得 合工 程 研 究 中 心 主 任； 特聘专 家，复 旦 大 学 信 备。主持 国 家 自 然 科 学 械标准化技术委员会 国家 自 然 科 学 二 等 奖 1 中国光 学 学 会 全 息 与 光 息学院 院 长，复 旦 大 学 基金青 年 项 目， 在 国 内 （ SAC /147） 副主任委员， 项，广东省 自 然 科 学 一 信息 处 理 专 委 会 主 任； 无锡研 究 院 院 长。 先 后 外发表论文 20 余篇。 国家环 保 部 化 学 物 质 环 等奖 1 项。培 养 全 国 百 全国纳 米 技 术 标 准 化 委 担任 瑞典皇家 理 工 学院 主 要 研 究 方 向： 透 境管理 专 家 评 审 委 员 会 篇优 秀 博 士 学 位 论 文 1 员会委员； 国家“863”计 信息 与通信技 术 院 通信 明氧 化 物 导 体、半 导 体 委员，天 津 大 学 化 工 学 篇，共发表 三 大 索 引 收 划重大项目召集人。 和媒体电子学首席教 电子 墨 水 及 其 印 刷、印 院精 细 化 工 系 主 任，天 录论文 150 余 篇， 文 章 主 要 研 究 方 向： 微 授，瑞典 爱 立 信 集 团 网 刷的透 明 氧 化 物 半 导 体 津市功 能 精 细 化 学 品 技 被他 人 引 用 1000 余 次， 纳界 面 工 程 与 器 件； 微 络研发 部 专 家，瑞 典 国 薄膜 晶 体 管 及 其 电 路、 术工 程 中 心 主 任。1998 申请发 明 专 利 40 余 项， 纳柔 性 制 造 系 统； 柔 性 家创 新署智 能包 装 和 物 可印刷 纳 米 复 合 介 电 材 年至 2001 年任国家机械 其中授权 20 余项。 光电子材料（ 器件） ； 3D 联国 家 创 新 中 心 主 任、 料等。 工业部 天 津 复 印 技 术 研 图像打 印 与 纳 米 印 刷 等 首席科 学 家。 欧 盟 第 七 郭 太 良： 男，1963 微纳 光 学 与 功 能 器 件、 框架 计划大 面积 印 刷电 年 生， 研 究 员、 博 导， 主要 研 究 邻 域 涉 及 中国仪 器 仪 表 学 会 微 纳 微纳装 备 与 柔 性 制 造 的 子、ＲFID 和物联网等领 1986 年毕业于福州大学 有机光电 子材料的分子 器件与 系 统 与 技 术 分 会 研究 和 应 用。主 持 国 家 域专家，欧 洲 智 能 电 子 应用物理 系电子离 子与 设 计、合 成、性 能 及 工 高级会 员。 中 国 光 学 学 重大 科 技 （ 攻 关 ） 计 划、 系统平 台 专 家。 作 为 项 真空物 理 专 业，并 留 校 业化技 术； 有 机 场 效 应 会光电 技 术 专 业 委 员 会 国家平板显示科技专项、 目负责 人，承 担 了 瑞 典 任教。主 要 开 展 信 息 显 与 光伏材料 的合成与器 委员。2005 年毕业于中 国家重 大 科 学 仪 器 设 备 国家 创新署 智能 食 品包 示技术和 光电子材 料的 件 研 究； 纳 米 材 料 制 科院半 导 体 研 究 所，获 开发专 项、国 家 自 然 科 装、可穿 戴 智 慧 医 疗 电 研究工 作。在 光 电 阴 极 备、表面 性 质 与 现 代 显 博 士 学 位。2005 ～ 2008 学基金重点 项目和江苏 子、瑞典 科 学 基 金 和 环 材料、低 逸 出 功 阴 极 激 示技术 研 究。主 持 及 参 年在清 华 大 学 生 物 医 学 省重大成果 转化专项等 境基 金可降 解印 刷 电子 活技 术、面 板 关 键 工 艺 加国家“863 ”计划课题、 工程系 和 德 国 马 普 微 结 开拓性 工 作，成 果 在 国 技术与 系 统 设 计， 以 及 技术和高 效驱动系 统等 国家自然科学基金课 构与物 理 研 究 所 做 博 士 内外行 业 广 泛 应 用， 高 多项 欧 盟 ＲFID 和 物 联 光电器件 的核心材 料及 题、天津 市 科 技 计 划 项 后研究。致 力 于 将 半 导 端微纳光刻 装备出口海 网领域 研 究 计 划。 担 任 关键技术 方面取得 突破 目等 30 多项。发表学术 体材料、 器 件 及 相 关 技 外（ 以色列等国） 。创建 国家“863 ”农 业 物 联 网 性成果，先 后 成 功 研 制 论文 70 余 篇，其 中 SCI 术用于 生 物 信 号 传 感 器 了多家 高 技 术 企 业， 其 和食 品 质量 安全 控 制 体 出具有自 主知识产 权的 收录 40 余篇； 申请国家 件的研 制 及 特 性 表 征 研 中苏大维 格成为创业板 系研 究 项 目 首 席 专 家， 可显 示 视 频 图 像 的 发明专利 30 余项，授权 究，通过微 纳 加 工 和 表 上市企 业，担 任 公 司 董 无锡 物 联 网 发 展 专 家， 50. 8 cm 单 色、 63. 5 cm 发 明 专 利 20 项。 出 版 面功能 修 饰，研 究 包 括 事长。获 国 家 科 技 二 等 国际 物 联网 学术 大 会 指 的 QVGA 彩 色、VGA 彩 专、译著 4 本。 神经接 口 器 件 在 内 的 多 奖 2 项、江 苏 省 科 技 一 导委员会成员和 2012 年 色和 SVGA 彩 色 LWF － 等奖 3 项， 中 国 专 利 优 国际 物 联网 学术 大 会 主 秀奖 2 项和省（ 部） 市科 陈 究所副所长。 裴 为 华： 男，1974 年 生， 研 究 员， 博 导， 彭 俊 彪： 男，1962 种生理 生 化 传 感 器， 研 PFED 场致 发 射 显 示 器。 年 生，教 授，博 导，华 究满足 生 物 在 体 环 境 下 席。发表 学 术 论 文 和 专 是 国 家“863 ”计 划“十 南 理工 大学材料 科学与 使用的 有 机 材 料 和 纳 米 技奖 10 余项。发明专利 著 300 余 篇，国 际 会 议 五”、“十一五”、“十二 工程学 院 院 长，有 机 高 功能 材 料 的 制 备 工 艺， 受 理 80 余 项， 已 授 权 邀请报告 30 余次及多项 五”平 板 显 示 技 术 重 大 分子光 电 器 件 专 家，广 探索和 开 发 新 的 传 感 结 49 项， 论 文 100 余 篇。 产业化成果。 专项 总 体 专 家 组 成 员； 东省 特 聘 教 授，发 光 材 构和微 加 工 技 术，研 制 获全国 先 进 工 作 者、 全 长期 从 事 智 能 电 子 国家“863 ”计 划“十 五” 料 与器件国 家重 点实验 高灵敏 度、小 型 化 和 阵 国留学 回 国 成 就 奖、 全 系统的 设 计 和 集 成、 无 MEMS 重 大 专 项 评 审 专 室常 务 副 主 任，国 务 院 列化的 生 物 传 感 器 件 或 国模范 教 师 称 号、 江 苏 线网络 和 感 知 系 统、无 家组 成 员。作 为 负 责 人 特殊 津 贴 获 得 者，广 州 医用生物辅助器件。