国立产业技术综合研究所［中钵良二会长］（以下简称“AIST”）柔性电子研究中心[研究中心主任 Toshihide Kamata] 打印设备团队研究组组长吉田学、高级研究员植村清、日本产业技术研究院特别研究员野岛大树与德线工业株式会社[总裁：金井弘明]（以下简称“德线工业”）合作开发了一种导电的透明包装膜。
AIST开发了一种工艺，可将特线工业开发的超细金属线形成为两片柔性薄膜之间的波浪形状，该金属线具有世界上最小的线径、优异的强度和高弹性。通过该工艺，可以制造出同时具有高弹性、透明度、电稳定性和韧性的导电包裹膜。这种透明保鲜膜可以用作生鲜食品的带传感器功能的包装膜，并且可以安装在任何曲面上的传感器上，有望为自由形状传感器的普及做出贡献。
该技术的详细信息将于 2016 年 1 月 27 日至 29 日在东京有明国际展览中心（东京江东区）举行的 Printable Electronics 2016 上公布。
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| 将LED连接到所开发的导电透明保鲜膜并将其用作草莓包装膜的示例 |
近年来，人们对食品安全的关注迅速增加。特别是对于生鲜食品，在运输和商店陈列过程中轻松管理新鲜度的需求日益增加。目前，人们正在尝试利用各种传感器进行新鲜度管理，但由于食品形状多样且通常较软，如何实现传感器已成为一个重要问题。
另一方面，最近可穿戴设备的兴趣日益浓厚使用这些柔性电子材料作为新鲜食品传感器的组件似乎非常有前途。然而，连接此类传感器需要柔性且可拉伸的导电布线，但迄今为止还没有一种材料能够同时满足高拉伸性、透明度、电稳定性和韧性，因此需要创建一种具有所有这些特性的导电薄膜。
产业技术研究院正在进行柔性大面积电子器件、高度任意形状电子器件的研究开发。我们的目标是开发以印刷制造工艺为中心的电子器件制造技术，并且我们之前已经开发了使用印刷制造工艺的电子器件制造技术。内存阵列、RF 标签、蒸腾传感器、大面积压力传感器近期，他一直专注于贴合人体和食品曲面的柔性大面积器件的开发，并一直在寻找同时具有高拉伸性、透明度、电稳定性和韧性的柔性导电薄膜组件。
另一方面，德线工业拥有世界上最好的拉丝技术，成功开发出世界上线径最小、高强度、高弹性模量的线材。
因此，我们决定将AIST的柔性器件开发技术与Tokusen Kogyo的超细线相结合，创造出一种柔性导电薄膜，同时具有前所未有的高拉伸性、透明度、电气稳定性和韧性。
新开发的透明且高拉伸性导电包裹膜的结构是，超细金属线以波浪状夹在两层柔性薄膜之间。通过设计实现这种结构的工艺，我们能够开发出当前的导电包装膜。另外，在柔性薄膜之间形成波状超细金属线时，杨氏模量（弹性模量）强烈影响所形成的波状线的形状（图1）。图2显示了在两层柔性薄膜之间实际形成的波状超细金属线形状的显微照片。使用线径为9μm的钢琴线作为高弹性线，使用线径为30μm的铜线作为低弹性线。高弹丝在波顶的曲率半径比较大，而低弹丝的曲率半径较小，反复的热胀冷缩会导致波顶金属疲劳，导致断丝。从这个结果中我们发现，通过使用高弹性钢琴线作为超细金属线，波状线的顶部曲率半径可以增加，膨胀和收缩时不会发生金属疲劳，并且创建了具有高拉伸性且不易断开的导电包裹膜。
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| 图1 线材弹性模量与波状线材波形的关系 |
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| 图2 使用高弹性线（钢琴线：左）和低弹性线（铜线：右）时的波形显微照片 |
一般来说，视力为10的人在30厘米的观察距离处能够识别的物体的最小尺寸为50μm至100μm。本研究中使用的钢琴线直径为 9 μm，很难用肉眼识别，而开发的导电包裹膜具有足够的透明度（图 3，顶部）。此外，薄膜由于具有波状超细金属线而表现出导电性，但由于线以波状方式布线，因此即使线膨胀或收缩，线本身的长度也不会改变，原则上电阻（电阻与线的长度成正比）也不会改变。因此，当这种波浪线用作LED布线时（图3左下），即使薄膜膨胀或收缩，LED灯的亮度也不会波动。此外，由于这次使用的超细金属线是钢琴线，因此非常坚固，即使折叠导电包装膜并用锤子敲击也不会断裂（图3右下）。
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| 图3 所开发的导电透明保鲜膜的特点 |
如图 4 所示，通过将电容变化检测电路连接到开发的导电透明包装膜，我们能够创建透明且灵活的触摸传感器。当您触摸放置超细金属线的区域时，电容会发生变化，从而可以检测到触摸。
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| 图4 具有电容变化检测电路的触摸传感器连接到所开发的导电透明包装膜 |
未来，我们将通过简化制造工艺，建立新开发的导电透明包裹薄膜的量产系统，并致力于将该薄膜用于曲面触摸屏和可穿戴传感器等各种应用。