论文摘要
柔性电子技术正引起越来越多研究者的兴趣,可折叠显示器等相关产品逐渐受到人们的关注。在柔性电子结构中,起导线作用的金属薄膜较易发生断裂破坏,因此本文通过有限元方法对柔性基底上金属薄膜的延展性、断裂及其影响因素进行相关研究分析。首先,通过对内聚力模型参数的调节来模拟具有不同延性性质的金属薄膜,分析金属薄膜材料的延性对薄膜-柔性基底结构整体延展性的影响。计算结果表明,薄膜材料较脆时,膜-基结构的延展性与相应自由金属薄膜相当。当材料延性较好时,柔性基底能起到抑制金属薄膜颈缩的发展,从而使膜-基结构的整体延展性得到大幅度增加。其次,对柔性基底上的金属薄膜岛-桥结构进行仿真模拟,研究封装材料及金属薄膜几何缺陷对结构延展性的影响。结果表明,封装材料的弹性模量对延展性能的好坏有较大的影响,尤其是对于含缺陷的金属薄膜,封装材料对整个结构的延展性有更大影响。薄膜上缺口深度比其宽度对结构延展性有更加显著的影响。最后,对器件工作时的温度场进行模拟,并在此基础上计算了热应力以及PDMS材料力学性能因环境温度而产生的改变对金属薄膜延展性的影响。本文分析方法和结果对于柔性电子器件的设计具有一定的理论和实际意义。