印刷電子技術將掀起智能穿戴應用革命

更新日期：大中華印藝網

應用穿戴式技術對日常穿戴進行智能化設計、開發出可以穿戴的設備，我們稱之為“智能穿戴式設備”，如眼鏡、手套、手錶、服飾及鞋等。縱觀近年來各類消費電子大展，智能穿戴設備已經成為展會最大的亮點，其風頭遠超智能手機和各類平板產品。從市場增長的預期來看，智能穿戴設備正在取代以智能手機為代表的消費類科技產品，成為新的增長最快的領域，未來市場前景廣闊。根據IMS報告研究，智能穿戴設備的市場有望在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ABI最近的預計，2018年智能穿戴設備的年出貨量將達到4.85億。儘管這個數字看起來有些過於樂觀，但從智能設備2014年全球出貨量已經接近1億來看，這個數字還是非常有希望達到的。在全球智能穿戴設備市場風起雲湧的同時，中國國內市場也並不平靜。國內廠商也紛紛試水智能穿戴領域，在已經開發出智能手錶、智能手環的基礎上，不斷探索差異化細分市場，滿足用戶個性化需求。

由於資本及媒體力量的推動和關注，智能穿戴設備目前的發展路徑主要有四條：一條是以傳統通訊企業為代表的智能穿戴設備，比如三星的Gear系列手錶，摩托羅拉360智能手錶等等；二是以傳統運動品牌為代表的路徑，如Nike智能手環等等；第三條是以互聯網公司如穀歌眼鏡為代表的智能穿戴設備路徑；第四是目前發展勢頭最猛的以移動醫療為主的智能穿戴設備路徑，主要基於血壓、心率、血糖、新陳代謝等方面的監測。然而隨著各類應用模式的普及，智能穿戴設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；產品功耗明顯是硬傷，設計體驗委曲求全；產業鏈也沒有完全形成等。

印刷電子（Printed Electronics）是基於印刷原理的電子學。更具體一些，是指基於傳統的印刷方法製造電子器件與系統的科學與技術。大面積、柔性化、易於批量化、低成本、綠色環保等是其優點，這與硅基微電子產品形成強烈對比。常用的印刷工藝為絲網印刷、柔版印刷、凹版印刷、平板膠印以及噴墨印刷等。印刷電子製造技術中使用的“油墨”是具有導電、介電或半導體性質的材料。而印刷電子的主要用途即是製造柔性電子器件。2014年印刷電子的市場規模為11.5億美元，到2019年預計將達167億美元，複合年均增長率約為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用領域。

柔性顯示

柔性顯示屏是由柔軟的材料製成、使用了PHOLED磷光性OLED技術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送。耗電量較傳統屏節省30%以上。

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

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或有機半導體(OLED)層的方式。

運輸方便：超強柔軟度使屏體可以捲成圓柱狀，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，較常規顯示屏節約90%安裝費用。

卓越畫質：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，適用於戶外使用。

印刷電池

研究人員通過利用納米技術將普通鋰離子電池縮小並封閉到一張纖維素紙張上，採用類似於製造T恤衫絲網印刷方式進行生產。印刷電池與普通電池有很大的不同。

輕薄：單層比頭髮絲還薄。其輕薄的特性甚至可直接嵌入銀行卡。

環保：電池不含有汞，符合環保再生的人類新理念。

電壓可調：其電壓為1.5伏，屬於正常電壓範圍。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，為任何電子產品提供電能。

根據MarketsandMarkets發布的關於2020年全球柔性電池市場預測研究報告顯示，到2020年，全球柔性電池市場預計將達6.17億美元。2015到2020年期間，將以53.68%的複合年增長率增長。

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觸覺信號的電子皮膚在美國問世。經實驗室測試，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，以相同速度傳導觸覺信號。電子皮膚的基礎體是一種聚合樹脂製成的膠片，膠片表面有黏性，覆蓋有發揮信號感知和傳導作用的一種鍺矽混合納米線，而後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。目前科學家們正在研發能夠追踪運動的光學玻璃纖維。將各種傳感器植入到服裝中就可以擺脫被各種穿戴設備“全副武裝“的命運。再大膽地設想一下，服裝製造商完全可以抓住此次大好機遇將各種基於光學玻璃纖維的織物傳感器無縫整合到今後的服裝產品中。

由常州印刷電子產業研究院、印刷電子在線(PEonline)主辦、瑞同科技傳媒(WinTECH Media) 承辦的“2015印刷電子技術應用Workshop”上海站將就“印刷電子技術在智能穿戴及裝備製造領域的應用”這一議題進行相關探討。會議將於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衝擊，並一同見證印刷電子和智能穿戴碰撞出的新火花。