印刷和电子的结合?印刷业发展的新方向

发布时间:2021-05-22 09:20:01

?想象一下一个轻软的触摸屏,感觉就像一张纸。使用它的美妙感觉是什么?如果你不需要电工,你可以用笔“画画”来完成连接。这些科幻应用几乎成为现实,它们与印刷电子技术密切相关。

想象一下一个轻软的触摸屏,感觉就像一张纸。使用它的美妙感觉是什么?如果你不需要电工,你可以用笔“画画”来完成连接。这些科幻应用几乎成为现实,它们与印刷电子技术密切相关。

印刷电子技术是一门新兴的热门技术,与之相关的论文在2005年后才开始出现,并在近几年迅速增长。国际有机和印刷电子协会去年也发布了不同版本的“路线图”。印刷电子技术标志着革命性的发展,包括传统印刷、印刷电路板、光伏、显示器、物联网等相关产业,都将随着这一技术的发展进入转型升级的快车道。

不久前,国内相关领域的人员齐聚西苑沙龙。在这次高端讨论中,记者了解到,中国的研究并不落后于国外,我们有自己的未来。

“印刷制造,本质上和3D印刷一样,都是加性制造”,中科院半导体研究所认为,印刷电子就是将印刷制造方法应用到电子器件的制造中,这是继硅基集成电路微电子技术之后,电子学领域的一个新的发展方向。

“印刷电子可以简单地理解为印刷与电子的结合”,据中科院苏州纳米技术研究所介绍,印刷方法在电子制造中的成功应用,涉及基板材料、可印刷电子材料,印刷方法,印前和印后处理,以及系统设计。印刷电子材料是整个印刷电子技术的基础。

由于低能耗、低材料消耗和无腐蚀工艺,印刷制造技术的特点是绿色环保与硅基微电子器件不同,印刷电子器件与衬底材料无关,可以在各种衬底上制造,包括柔性基材。另外,印刷电子制造的投资较低,因为所需设备与传统印刷设备基本相同,另外,印刷电子制造与传统印刷具有相同的特点,可以实现大面积批量制造,尤其是辊对辊连续制造,可以大大降低制造成本。

但印刷电子产品并不简单。首先,它不具备传统硅基电子制造技术的高精度和高密度,可印刷电子材料的性能比传统硅基微电子所依赖的晶体材料差。另外,在性能方面,印刷电子还不如硅基微电子,但印刷电子器件和产品的大面积、灵活性和低成本是硅基微电子所不具备的。

2013年,柔性手机、透明手机和电视、大弧形屏幕电视、软纸状显示器、半透明薄膜太阳能电池、全印刷电子标签、谷歌眼镜和智能手表相继出现。所有这些都表明,在国外一些电子行业,新一代柔性化、个性化的电子时代已经到来【柔印机:聚焦比利时进口的柔印王】,印刷已部分或完全取代了传统的加工技术,需要在这些行业的光刻和蚀刻制造。然而,印刷电子技术与传统制造技术并不是相互替代,而是相辅相成。

“近年来,国外在印刷电子领域出现了爆炸性增长。在去年11月举行的美国印刷电子大会上,共有2200多人出席,160多家公司参加了会议。这表明国际社会对印刷电子产品未来的发展趋势和市场潜力持乐观态度。然而,印刷作为一种电子制造技术,近10年来才受到人们的关注和大力发展。

虽然有机电子学的研究始于20世纪80年代,但与印刷电子学相关的研究论文在2005年之后开始出现,并在过去几年迅速增加。其中一个重要原因是无机纳米材料已被应用于印刷电子产品中,其电荷迁移率远高于有机电子材料。

无机纳米材料的另一个优点是环境稳定,不受空气中水分和氧气的影响。电子器件可以在自然环境中印刷和制备。只要将无机纳米材料(纳米粒子、纳米线、纳米管等)制成油墨或油墨,就可以用传统的印刷方法制造出各种结构。纳米材料的特性赋予了这些结构电荷转移、光电转换、传感、发光和显示等特性,从而形成了各种新型半导体器件、光电和光伏器件、显示器件和传感器器件,大大增强了印刷电子器件的实用性,缩小了印刷电子产品与市场的距离。

有机、柔性和印刷电子技术的发展一直受到国外的高度关注。主要工业发达国家在政府层面实施了一系列研究项目,包括建立国家研发中心。

2009年,英国投资2000万英镑建立了国家印刷电子中心,并启动了国家印刷电子发展计划。建立了印刷电子、塑料电子相关研究中心和企业6家;德国有90多家从事有机和印刷电子的科研机构和企业,有机电子协会成立于2004年;2011年,日本成立了先进印刷电子技术研发联盟,印刷和薄膜技术企业领跑印刷电子产业。

尤其值得一提的是韩国。韩国知识经济部提出了2011年电子技术发展的六年规划。从2012年到2018年,韩国政府和产业界将共同投资1725亿韩元(约合10亿元人民币),研发印刷电子产品综合解决方案。韩国政府认为,近20年来,韩国在移动通信和平板显示领域取得了令人瞩目的成就,平板显示居世界首位,移动通信居世界第二。他们认为印刷电子是一个新的机遇,它可能会带动大量的新兴产业。因此,政府带头,大力推进。同时,韩国有三星、LG等电子和信息产业巨头,这些大企业非常关注印刷电子,有内部研究计划。去年由韩国主办的ICFPE的主席是三星显示器公司的CEO。LG已经开始在其显示面板生产线上使用喷墨打印技术。

“无机纳米材料在印刷电子技术和产业化中的应用,中外基本处于同一起跑线上”,据有关人员介绍,之所以如此,是因为近年来国外才开始这一领域的研究,工业化才刚刚开始。”应该说,中国抓住了这个机会。”

事实上,从2009年开始,中国工业就开始关注印刷电子产品。中国印刷电路工业协会于2009年11月成立印刷电子分会。2010年4月,安捷伦与复旦大学成立“复旦安捷伦全印刷电子研发中心”。昆山海斯电子于2010年开发了纳米银导电油墨用于喷墨打印。上海瑞碧力机电有限公司于2010年完成了首代印刷电路板字符打印机。

在科技领域,中科院苏州纳米技术研究所于2009年10月开始建设印刷电子技术研究中心,这是我国***支全面致力于印刷电子技术研发的团队。自2010年以来,印刷电子已成为中国快速发展的新技术领域。自苏州纳米技术研究所印刷电子中心成立以来,中国科学院、北京印刷大学、天津大学、华中科技大学等高校相继成立了印刷电子研究中心。北印中原、中国科纳顿、苏州纳格、昆山恩图赛等主要从事印刷电子的公司也相继成立。一些基于印刷电子技术的产品开始出现。如北银中原纳米银浆、中科南通印刷的RFID标签和地铁票、苏州纳格开发的触摸屏用柔性透明导电膜、昆山英孚赛印刷纸电池等,国家印刷电子产业创新联盟由北京印刷研究所、中国科学院苏州纳米技术研究所和中国科学院化学研究所共同发起。

2010年7月,中科院苏州纳米技术研究所印刷电子中心发起并举办了首届全国印刷电子研讨会,已连续举办四届,参会人数逐年增加。只有20多人参加了首次研讨会,150多人参加了2013年举行的第四次研讨会。2012年5月,中国应邀参加首届国际印刷电子标准工作委员会。中国还获得了2014年柔性与印刷电子国际会议(ICFPE)的主办权,这表明中国印刷电子的发展受到了全球的关注,中国正面临着大好机遇。印刷电子技术的发展应成为未来5-10年科技规划的重要方向和领域之一。

“作为一个新兴领域,印刷电子仍有巨大的创新空间。如果国家尽快开始重视印刷电子新材料和应用技术,加强政策引导,完全有可能抓住机遇,找到自己的创新之路。”


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