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印刷電子技術:為電子產業帶來更多可能

2014-04-04 14:45 來源: 科技日報 責編:劉曉燕

摘要:
設想一下,一張輕薄柔軟、摸起來就像一張紙的觸摸屏,用起來是什么奇妙感受?家中某處電路斷了,不求電工,自己用筆“畫”一下,就能完成接駁……

    盡管有機電子從上世紀80年代開始研究,但與印刷電子有關的研究論文從2005年以后才開始出現,并在過去幾年迅速增加。其中一個重要原因是無機納米材料開始應用于印刷電子——這種材料具有遠遠高于有機電子材料的電荷遷移率。


    無機納米材料的另一個優點是環境穩定,不受空氣中水氧的影響,電子器件可以在自然環境下印刷制備。只要將無機納米材料(納米粒子、納米線、納米管等)制成墨水或油墨,就可以用傳統印刷方式制成各種結構。納米材料本身的性質賦予了這些結構以電荷傳輸、光電轉換,傳感、發光與顯示等特性,從而形成各種新型半導體器件、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。


    國外對有機、柔性與印刷電子技術的發展一直非常關注,主要工業發達國家在政府層面已經推行了多項研究計劃,包括建立國家層面的研發中心。

 

    英國在2009年投資2千萬英鎊建立國家印刷電子中心并啟動國家印刷電子發展計劃,相繼建立6個與印刷電子塑料電子相關的研究中心與多家企業;德國涉及有機與印刷電子的科研單位與企業超過90余家,2004年就已經成立有機電子協會;日本在2011年成立先進印刷電子技術研發聯盟,以印刷與薄膜技術企業主導印刷電子產業。


    尤其值得一提的是韓國。韓國知識經濟部于2011年提出了一個發展印刷電子技術的6年計劃,從2012年到2018年,韓國政府將與工業界共同投資1725億韓元(約合10億元人民幣),研究開發印刷電子的全面解決方案。韓國政府認為,在過去的20年中已經在移動通信與平板顯示領域取得了世界矚目的成績,平板顯示全球老大,移動通信全球第二。他們看到印刷電子是一個新的機會,可能會帶動一大批新的產業,因此政府出面主導大力推動。同時,韓國有三星、LG這樣的電子信息產業巨頭,這些大型企業都對印刷電子極為關注,都已有內部研究計劃。去年由韓國主辦的國際柔性與印刷電子大會(ICFPE),會議主席就是三星顯示公司的CEO。LG則已在其顯示面板生產線上開始采用噴墨打印工藝。


    我國的創新機遇


    “在無機納米材料應用于印刷電子技術與產業化方面,中國與國外基本處于同一起跑線上。”之所以如此,有關專家認為是因為國外也是在近幾年才開始這方面的研究,產業化也剛剛開始,“應該說,中國抓住了這一機遇。”


    實際上,中國工業界從2009年以來已經開始關注印刷電子。中國印制電路行業協會(cpca)于2009年11月成立了印制電子分會。2010年4月,國內柔性電路版企業安捷利公司與復旦大學成立了“復旦—安捷利全印制電子研發中心”。昆山海斯電子于2010年開發出了可用于噴墨打印的納米銀導電墨水。上海銳比利機電公司于2010年完成了第一代印刷電路板字符噴印機。


    在科技界,中科院蘇州納米所于2009年10月開始籌建印刷電子技術研究中心,這是國內第一個完全致力于印刷電子科研開發的團隊。自2010年以來,印刷電子開始在中國成為一個迅速發展的新興技術領域。自中科院蘇州納米所的印刷電子中心之后,北京印刷學院、天津大學、華中科技大學等高校相繼建立印刷電子研究中心。北印中源、中科納通、蘇州納格,昆山恩幅賽等以印刷電子為主營業務的公司也相繼成立。一些基于印刷電子技術的產品開始出現。例如,北印中源的納米銀漿,中科納通的印刷RFID標簽與地鐵票,蘇州納格開發的用于觸摸屏的柔性透明導電膜,昆山恩福賽的印刷紙電池等。2011年10月,由北京印刷學院、中科院蘇州納米所與中科院化學所等單位發起了全國印刷電子產業創新聯盟。


    2010年7月,由中科院蘇州納米所印刷電子中心發起組織了首屆全國印刷電子研討會,該研討會至今已連續舉辦4屆,參加人數逐年增加。首屆研討會只有20余人到會,2013年舉辦的第4屆研討會上參會人數已達150余人。2012年5月,中國應邀出席首屆國際印刷電子標準工作委員會。中國還爭取到了2014年國際柔性與印刷電子大會(ICFPE)的主辦權,說明中國印刷電子的發展已受到全球的關注,我國正面臨前所未有的極好機遇,發展印刷電子技術應成為在今后5—10年科技規劃布局的重要方向與重要領域之一。


    “印刷電子作為一個新興領域,仍然有巨大的創新空間,如果國家盡快開始對印刷電子新材料及應用技術加以重視,加強政策引導,完全有可能搶占先機,走出一條自己的創新之路。”專家表示。

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