印刷電子：現(xiàn)代印刷術(shù)

【中國包裝網(wǎng)訊】我們對觸摸屏毫不陌生，只須在手機觸摸屏上輕輕一點、一按或是一劃，就可以獲得所需的信息。但很多人不知道的是，觸摸屏也可以像報紙一樣印刷出來，所利用的便是印刷電子技術(shù)。這種新型“印刷術(shù)”與傳統(tǒng)意義上的印刷技術(shù)原理大體相同，但使用的“油墨”是具有導(dǎo)電、介電或半導(dǎo)體性質(zhì)的材料，印刷對象則是電子產(chǎn)品。

中國印刷電子領(lǐng)域的先行者、中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所(以下簡稱蘇州納米所)研究員崔錚博士介紹說，從技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域來看，凡是能夠用印刷方法取代傳統(tǒng)電子學(xué)制造方法的領(lǐng)域都可以歸入印刷電子的范疇。印刷電子以及與之相關(guān)的有機電子、塑料電子、柔性電子、紙電子、透明電子、紡織電子等形成了一類完全不同于硅基微電子的新型電子技術(shù)與產(chǎn)品?！坝∷㈦娮硬⒉荒苋〈杌㈦娮?，而是形成互補?！?崔錚博士說。與硅基微電子不同的是，一方面，印刷電子器件與基底材料無關(guān)，能夠在各種基材上制備，包括各種柔性基底材料，因此具有柔性化的特征;另一方面，印刷電子器件又保留了傳統(tǒng)印刷的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)大面積批量化制造，尤其是卷對卷連續(xù)生產(chǎn)制造，能夠大大降低制造成本。由于印刷電子能耗低、材料消耗少，無腐蝕工藝，因此其制造方法本身還具有綠色環(huán)保特征。

事實上，當有機導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料被發(fā)現(xiàn)時，人們的確看到了未來信息電子器件有可能通過印刷制造的希望，因為有機材料一般可以制備成溶液形態(tài)，使其具有印刷油墨的特征，因此可以通過印刷導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料制備晶體管。但有機電子材料中只有一部分有機小分子材料具有較好的電子學(xué)性能，而這些有機小分子材料必須通過真空蒸發(fā)來制備電子器件，這在一定程度上限制了印刷電子的迅速發(fā)展。在過去5年中，一方面，有機電子材料在不斷進步，高穩(wěn)定性高電荷遷移率的有機半導(dǎo)體材料與可溶液化加工的有機發(fā)光材料開始出現(xiàn);另一方面，無機納米材料開始進入印刷電子領(lǐng)域，印刷電子才迎來了真正的春天。

碳納米管、石墨烯、納米形態(tài)的銀與銅等無機納米材料都具有比有機電子材料更好的電子學(xué)性能，對無機納米材料進行墨水化處理也要比尋找新型高性能有機電子材料容易得多。最重要的是，無機納米材料具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性，不受空氣中水分子和氧氣的影響，電子器件可以在自然環(huán)境下通過印刷制備。因此只要將無機納米材料制成墨水或油墨，就可以用傳統(tǒng)印刷方式制成各種結(jié)構(gòu)。通過印刷方式將這些納米材料集成到各種傳統(tǒng)電子與光電器件中，所形成的電子器件既保留了納米材料的納米尺度特性，又體現(xiàn)了印刷制備技術(shù)的大面積、柔性化與低成本特征。納米材料本身的性質(zhì)賦予了這些結(jié)構(gòu)以電荷傳輸、光電轉(zhuǎn)換，傳感、發(fā)光與顯示等特性，從而形成各種新型半導(dǎo)體器件、光電與光伏器件、顯示器件與傳感器件，大大增強了印刷制備電子器件的實用性，拉近了印刷電子與市場的距離。如今，印刷電子已經(jīng)在觸摸屏、柔性顯示與照明、薄膜太陽能電池、電子“皮膚”、紙電池以及智能標簽等多個應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著作用。