印刷電子技術(shù)將掀起智能穿戴應(yīng)用革命

應(yīng)用穿戴式技術(shù)對日常穿戴進行智能化設(shè)計、開發(fā)出可以穿戴的設(shè)備，我們稱之為“智能穿戴式設(shè)備”，如眼鏡、手套、手表、服飾及鞋等?？v觀近年來各類消費電子大展，智能穿戴設(shè)備已經(jīng)成為展會最大的亮點，其風(fēng)頭遠超智能手機和各類平板產(chǎn)品。從市場增長的預(yù)期來看，智能穿戴設(shè)備正在取代以智能手機為代表的消費類科技產(chǎn)品，成為新的增長最快的領(lǐng)域，未來市場前景廣闊。根據(jù)IMS報告研究，智能穿戴設(shè)備的市場有望在2016年達到1.71億的出貨量，而2011年出貨量僅為0.14億(14million)。而據(jù)ABI最近的預(yù)計，2018年智能穿戴設(shè)備的年出貨量將達到4.85億。盡管這個數(shù)字看起來有些過于樂觀，但從智能設(shè)備2014年全球出貨量已經(jīng)接近1億來看，這個數(shù)字還是非常有希望達到的。在全球智能穿戴設(shè)備市場風(fēng)起云涌的同時，中國國內(nèi)市場也并不平靜。國內(nèi)廠商也紛紛試水智能穿戴領(lǐng)域，在已經(jīng)開發(fā)出智能手表、智能手環(huán)的基礎(chǔ)上，不斷探索差異化細分市場，滿足用戶個性化需求。

由于資本及媒體力量的推動和關(guān)注，智能穿戴設(shè)備目前的發(fā)展路徑主要有四條：一條是以傳統(tǒng)通訊企業(yè)為代表的智能穿戴設(shè)備，比如三星的Gear系列手表，摩托羅拉360智能手表等等；二是以傳統(tǒng)運動品牌為代表的路徑，如Nike智能手環(huán)等等；第三條是以互聯(lián)網(wǎng)公司如谷歌眼鏡為代表的智能穿戴設(shè)備路徑；第四是目前發(fā)展勢頭最猛的以移動醫(yī)療為主的智能穿戴設(shè)備路徑，主要基于血壓、心率、血糖、新陳代謝等方面的監(jiān)測。然而隨著各類應(yīng)用模式的普及，智能穿戴設(shè)備的問題也日益凸顯。如只看重功能的堆積，而沒有殺手級功能；產(chǎn)品功耗明顯是硬傷，設(shè)計體驗委曲求全；產(chǎn)業(yè)鏈也沒有完全形成等。

印刷電子（Printed Electronics）是基于印刷原理的電子學(xué)。更具體一些，是指基于傳統(tǒng)的印刷方法制造電子器件與系統(tǒng)的科學(xué)與技術(shù)。大面積、柔性化、易于批量化、低成本、綠色環(huán)保等是其優(yōu)點，這與硅基微電子產(chǎn)品形成強烈對比。常用的印刷工藝為絲網(wǎng)印刷、柔版印刷、凹版印刷、平板膠印以及噴墨印刷等。印刷電子制造技術(shù)中使用的“油墨”是具有導(dǎo)電、介電或半導(dǎo)體性質(zhì)的材料。而印刷電子的主要用途即是制造柔性電子器件。2014年印刷電子的市場規(guī)模為11.5億美元，到2019年預(yù)計將達167億美元，復(fù)合年均增長率約為58%。未來五年，光伏、照明、顯示、智能卡片與包裝將成為印刷電子最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

柔性顯示

柔性顯示屏是由柔軟的材料制成、使用了PHOLED磷光性O(shè)LED技術(shù)的可變型可彎曲的顯示裝置。因為它像紙一樣薄，即使切掉電源內(nèi)容也不會消失，因此也被叫做“電子紙”。

低功耗：柔性觸摸屏顯示器支持經(jīng)由手寫筆或觸摸的即時使用者輸入，且只有在電子紙被啟用時才會消耗電力。一旦在屏幕上勾畫，在擦除之前，信息可被存儲或被無線發(fā)送。耗電量較傳統(tǒng)屏節(jié)省30%以上。

體積小、輕便：柔性顯示屏有著極為輕薄、可變形的特征，作為截然不同的裝置，可以利用于截然不同的用途上。屏體的平均重量比傳統(tǒng)屏輕，屏體厚度也比傳統(tǒng)屏薄。

顯示方式多樣：全色彩顯示的柔性顯示器的顯示方式有在塑料膠片等上面形成有機EL或有機半導(dǎo)體(OLED)層的方式。

運輸方便：超強柔軟度使屏體可以卷成圓柱狀，更加方便包裝運輸。

安裝簡便：輕便控制盒可以任意拼接且不受方位限制，較常規(guī)顯示屏節(jié)約90%安裝費用。

卓越畫質(zhì)：大功率SMD5050燈的使用保證顯示屏的高亮度、高清晰畫面顯示，達到與傳統(tǒng)屏相同的觀看效果。

防水性能：超高防水等級IP68，屏體可以全部入水，適用于戶外使用。

印刷電池

研究人員通過利用納米技術(shù)將普通鋰離子電池縮小并封閉到一張纖維素紙張上，采用類似于制造T恤衫絲網(wǎng)印刷方式進行生產(chǎn)。印刷電池與普通電池有很大的不同。

輕?。簡螌颖阮^發(fā)絲還薄。其輕薄的特性甚至可直接嵌入銀行卡。

環(huán)保：電池不含有汞，符合環(huán)保再生的人類新理念。

電壓可調(diào)：其電壓為1.5伏，屬于正常電壓范圍。還可將電池堆疊起來提高電壓，得到3伏、4.5伏和6伏的電池，為任何電子產(chǎn)品提供電能。

根據(jù)MarketsandMarkets發(fā)布的關(guān)于2020年全球柔性電池市場預(yù)測研究報告顯示，到2020年，全球柔性電池市場預(yù)計將達6.17億美元。2015到2020年期間，將以53.68%的復(fù)合年增長率增長。

柔性傳感器

目前市面上的柔性傳感器主要可檢測壓力、溫度和濕度等。2011年，一種可以像人類皮膚一樣感知外部壓力和傳導(dǎo)觸覺信號的電子皮膚在美國問世。經(jīng)實驗室測試，這種電子皮膚幾乎可以和人體皮膚一樣感知不同的外部壓力，以相同速度傳導(dǎo)觸覺信號。電子皮膚的基礎(chǔ)體是一種聚合樹脂制成的膠片，膠片表面有黏性，覆蓋有發(fā)揮信號感知和傳導(dǎo)作用的一種鍺硅混合納米線，而后在納米線上安裝納米級傳感器，再覆蓋以一種對壓力敏感的橡膠。織物柔性傳感器是將智能穿戴科技直接植入到服飾之中。目前科學(xué)家們正在研發(fā)能夠追蹤運動的光學(xué)玻璃纖維。將各種傳感器植入到服裝中就可以擺脫被各種穿戴設(shè)備“全副武裝“的命運。再大膽地設(shè)想一下，服裝制造商完全可以抓住此次大好機遇將各種基于光學(xué)玻璃纖維的織物傳感器無縫整合到今后的服裝產(chǎn)品中。

由常州印刷電子產(chǎn)業(yè)研究院、印刷電子在線 (PEonline)主辦、瑞同科技傳媒 (WinTECH Media) 承辦的“2015印刷電子技術(shù)應(yīng)用Workshop”上海站將就“印刷電子技術(shù)在智能穿戴及裝備制造領(lǐng)域的應(yīng)用”這一議題進行相關(guān)探討。會議將于11月12日在上海新國際博覽中心W5號館M8會議室隆重舉行。屆時，讓我們得到一次新的科技沖擊，并一同見證印刷電子和智能穿戴碰撞出的新火花。