一种又软又轻薄的电子传感器元器件

在现代生活中，我们的周围充满各式各样的电子元件。根据著名的摩尔定律预测，电子元件的体积会随着时代的进展越来越小，甚至可以微小化植入人体中。但是电子元件若要在人体上应用，除了体积之外，另外一个重要的考量就是柔软度。若材质是软性且无异物感，便十分适合应用于人体等生物医学之中。而现今的技术，电子装置不仅可以做到可弹性变形，甚至还可以嵌合到口腔内部啰！

又软又轻薄的电子传感器

这次由东京大学工学系研究科教授染谷隆夫（Takao Someya）等人开发的有机电子薄膜 传感器 。上图（a）为这项电子 传感器 的示意图，是一个十分具有弹性的薄膜（塑性材料），上面包含12×12个像素的感应器。电子感测器有诸多应用，可以作为压力（触觉）感测、温度 传感器 ，现行市面上的的压力、温度 传感器 都是以坚硬材质制成。

有机电子薄膜 传感器 的轻薄程度甚至可以媲美羽毛，能用比羽毛更缓慢的速度降落到地面上。并同时具有最小达2μm的极薄厚度，更早之前的技术仅能将这样的电子 传感器 做到厚度25μm，技术上有许多突破。

上图（c）即是实际电子 传感器 揉捏后的照片，经过揉捏仍能正常运作，而这项以前技术中不存在的力学性质，使得利用这项技术生产出来的物件适用范围更广。因为具有可任意变形的特性，这个电子 传感器 可以贴合任意形状的物体，甚至是贴合人体。不难想像，如果可以贴合人体皮肤，搭配上重量轻盈以及弹性舒适等等优点，这样的装置非常适合应用于生物医学、运动科学等领域，进行许多监测或调控。

薄膜电晶体制造技术的突破

为发挥更大的应用价值，一般希望将薄膜电晶体（thin film transistor ，以下简称TFT）制作得越轻薄越好。原先的制程上必须在薄膜电晶体上多铺一层「平坦化膜」让粗糙的基板变得光滑，因为电介质的厚度是奈米尺度，如果表面过度粗糙易影响薄膜电晶体在制程上的成长，然而涂上「平滑化膜」使得整体厚度加厚了。
比起旧技术来说，新技术省略了「平坦化层」，让这层增加厚度的凶手消失了，厚度得以从25μm 下降到2μm。然而，要让电子元件做到更薄的厚度，其突破关键在于直接氧化部分闸极端的铝金属作为电介质，因为金属氧化物会有很干净的平坦面，如此一来便可省略平坦化膜。

优秀的材料性质：

抗折、抗揉捏，折叠半径（bending radius）小达5μm，韧性十足
抗拉伸，承受233% 的拉伸应变（tensile strain）
可承受反覆多次的拉伸，经200 次的拉伸，性质的改变小于4%
耐高温，可达摄氏170 度
耐盐，可以承受生理食盐水的浸泡长达二周的时间

这种有机电子薄膜能耐高温，又可承受生理食盐水的浸泡。集合上述许多优点特性，包括对不同环境条件的适应能力（例如不同的温度、盐分）、超轻薄的体积和质量，且具有韧性的力学性质，还能直接黏贴于待测表面（例如直接黏贴或包裹在人体的肌肤上，进行温度感测），使得这项电子元件能应用的范围十分广泛，诸如生物医学、健康管控、机器人等等。

注1：本次介绍的薄膜电晶体主要使用DNTT为形成通道（channel）的地方，其他零件的材质如下：闸极（gate）：铝（Al）；源极（drain）、汲极（source） ：金（Au）；基板substrate：PEN（一种塑胶）；闸极端的电介质：共两层，铝的氧化物层和SAM层（单层的磷酸分子）。