《電子技術(shù)應(yīng)用》
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印刷電子技術(shù)將掀起智能穿戴革命

2015-11-02
關(guān)鍵詞: 智能 穿戴式 IMS ABI

  應(yīng)用穿戴式技術(shù)對(duì)日常穿戴進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)、開(kāi)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。縱觀近年來(lái)各類消費(fèi)電子大展,智能穿戴設(shè)備已經(jīng)成為展會(huì)最大的亮點(diǎn),其風(fēng)頭遠(yuǎn)超智能手機(jī)和各類平板產(chǎn)品。從市場(chǎng)增長(zhǎng)的預(yù)期來(lái)看,智能穿戴設(shè)備正在取代以智能手機(jī)為代表的消費(fèi)類科技產(chǎn)品,成為新的增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域,未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。根據(jù)IMS報(bào)告研究,智能穿戴設(shè)備的市場(chǎng)有望在2016年達(dá)到1.71億的出貨量,而2011年出貨量?jī)H為0.14億(14million)。而據(jù)ABI最近的預(yù)計(jì),2018年智能穿戴設(shè)備的年出貨量將達(dá)到4.85億。盡管這個(gè)數(shù)字看起來(lái)有些過(guò)于樂(lè)觀,但從智能設(shè)備2014年全球出貨量已經(jīng)接近1億來(lái)看,這個(gè)數(shù)字還是非常有希望達(dá)到的。在全球智能穿戴設(shè)備市場(chǎng)風(fēng)起云涌的同時(shí),中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也并不平靜。國(guó)內(nèi)廠商也紛紛試水智能穿戴領(lǐng)域,在已經(jīng)開(kāi)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(xì)分市場(chǎng),滿足用戶個(gè)性化需求。

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  由于資本及媒體力量的推動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shì)頭最猛的以移動(dòng)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(cè)。然而隨著各類應(yīng)用模式的普及,智能穿戴設(shè)備的問(wèn)題也日益凸顯。如只看重功能的堆積,而沒(méi)有殺手級(jí)功能;產(chǎn)品功耗明顯是硬傷,設(shè)計(jì)體驗(yàn)委曲求全;產(chǎn)業(yè)鏈也沒(méi)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(diǎn),這與硅基微電子產(chǎn)品形成強(qiáng)烈對(duì)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(chǎng)規(guī)模為11.5億美元,到2019年預(yù)計(jì)將達(dá)167億美元,復(fù)合年均增長(zhǎng)率約為58%。未來(lái)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?yàn)樗窦堃粯颖?,即使切掉電源?nèi)容也不會(huì)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(xiě)筆或觸摸的即時(shí)使用者輸入,且只有在電子紙被啟用時(shí)才會(huì)消耗電力。一旦在屏幕上勾畫(huà),在擦除之前,信息可被存儲(chǔ)或被無(wú)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(jī)EL或有機(jī)半導(dǎo)體(OLED)層的方式。

  運(yùn)輸方便:超強(qiáng)柔軟度使屏體可以卷成圓柱狀,更加方便包裝運(yùn)輸。

  安裝簡(jiǎn)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(fèi)用。

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

  防水性能:超高防水等級(jí)IP68,屏體可以全部入水,適用于戶外使用。

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  印刷電子技術(shù)將掀起智能穿戴應(yīng)用革命

  印刷電池

  研究人員通過(guò)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(jìn)行生產(chǎn)。印刷電池與普通電池有很大的不同。

  輕?。?jiǎn)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(lái)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(chǎng)預(yù)測(cè)研究報(bào)告顯示,到2020年,全球柔性電池市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)6.17億美元。2015到2020年期間,將以53.68%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。


  

  柔性傳感器

  目前市面上的柔性傳感器主要可檢測(cè)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(jué)信號(hào)的電子皮膚在美國(guó)問(wèn)世。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)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(jué)信號(hào)。電子皮膚的基礎(chǔ)體是一種聚合樹(shù)脂制成的膠片,膠片表面有黏性,覆蓋有發(fā)揮信號(hào)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(jí)傳感器,再覆蓋以一種對(duì)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(yùn)動(dòng)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(yùn)。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(jī)遇將各種基于光學(xué)玻璃纖維的織物傳感器無(wú)縫整合到今后的服裝產(chǎn)品中。

  

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