柔性电子卷到卷制造收卷内应力研究综述

摘要

卷到卷制造是通过柔性基板成卷连续加工的制造技术,充分利用了柔性电子可变形特性,是实现柔性电子大面积、规模化制造的最有效技术途径之一.收卷单元是卷到卷连续制造系统的必要组成,其内应力控制是影响柔性电子成品质量与生产效率的关键因素.本文详细介绍了柔性基板卷绕收卷内应力研究概况,重点综述了基于叠加原理的弹性力学方法、开尔文模型的拉普拉斯变换方法、松弛半径概念的离散建模方法和有限元方法等建立的收卷内应力研究模型;讨论了收卷速度造成的惯性力变化、基板厚度不均及弹性变形、环境温度与卷绕基板各层间卷入空气夹层、以及收卷单元压辊与气胀轴结构因素对收卷内应力的影响;分析了常用锥张力、恒张力等收卷内应力控制方法,并介绍了柔性RFID标签、燃料电池膜电极和柔性OLED等代表性柔性电子卷到卷制造系统中收卷内应力控制工程应用;最后提出了柔性电子卷到卷制造系统中收卷内应力进一步研究的关键问题:非均匀非等厚基板引起周向应力分布变化和层间接触不连续,并展望了收卷内应力研究方向.