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印刷電子技術(shù):為電子產(chǎn)業(yè)帶來更多可能

2014-04-04 14:45 來源: 科技日?qǐng)?bào) 責(zé)編:劉曉燕

摘要:
設(shè)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(jī)電子從上世紀(jì)80年代開始研究,但與印刷電子有關(guān)的研究論文從2005年以后才開始出現(xiàn),并在過去幾年迅速增加。其中一個(gè)重要原因是無(wú)機(jī)納米材料開始應(yīng)用于印刷電子——這種材料具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有機(jī)電子材料的電荷遷移率。


    無(wú)機(jī)納米材料的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境穩(wěn)定,不受空氣中水氧的影響,電子器件可以在自然環(huán)境下印刷制備。只要將無(wú)機(jī)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(tǒng)印刷方式制成各種結(jié)構(gòu)。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(qiáng)了印刷制備電子器件的實(shí)用性,拉近了印刷電子與市場(chǎng)的距離。


    國(guó)外對(duì)有機(jī)、柔性與印刷電子技術(shù)的發(fā)展一直非常關(guān)注,主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在政府層面已經(jīng)推行了多項(xiàng)研究計(jì)劃,包括建立國(guó)家層面的研發(fā)中心。

 

    英國(guó)在2009年投資2千萬(wàn)英鎊建立國(guó)家印刷電子中心并啟動(dòng)國(guó)家印刷電子發(fā)展計(jì)劃,相繼建立6個(gè)與印刷電子塑料電子相關(guān)的研究中心與多家企業(yè);德國(guó)涉及有機(jī)與印刷電子的科研單位與企業(yè)超過90余家,2004年就已經(jīng)成立有機(jī)電子協(xié)會(huì);日本在2011年成立先進(jìn)印刷電子技術(shù)研發(fā)聯(lián)盟,以印刷與薄膜技術(shù)企業(yè)主導(dǎo)印刷電子產(chǎn)業(yè)。


    尤其值得一提的是韓國(guó)。韓國(guó)知識(shí)經(jīng)濟(jì)部于2011年提出了一個(gè)發(fā)展印刷電子技術(shù)的6年計(jì)劃,從2012年到2018年,韓國(guó)政府將與工業(yè)界共同投資1725億韓元(約合10億元人民幣),研究開發(fā)印刷電子的全面解決方案。韓國(guó)政府認(rèn)為,在過去的20年中已經(jīng)在移動(dòng)通信與平板顯示領(lǐng)域取得了世界矚目的成績(jī),平板顯示全球老大,移動(dòng)通信全球第二。他們看到印刷電子是一個(gè)新的機(jī)會(huì),可能會(huì)帶動(dòng)一大批新的產(chǎn)業(yè),因此政府出面主導(dǎo)大力推動(dòng)。同時(shí),韓國(guó)有三星、LG這樣的電子信息產(chǎn)業(yè)巨頭,這些大型企業(yè)都對(duì)印刷電子極為關(guān)注,都已有內(nèi)部研究計(jì)劃。去年由韓國(guó)主辦的國(guó)際柔性與印刷電子大會(huì)(ICFPE),會(huì)議主席就是三星顯示公司的CEO。LG則已在其顯示面板生產(chǎn)線上開始采用噴墨打印工藝。


    我國(guó)的創(chuàng)新機(jī)遇


    “在無(wú)機(jī)納米材料應(yīng)用于印刷電子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化方面,中國(guó)與國(guó)外基本處于同一起跑線上!敝匀绱耍嘘P(guān)專家認(rèn)為是因?yàn)閲?guó)外也是在近幾年才開始這方面的研究,產(chǎn)業(yè)化也剛剛開始,“應(yīng)該說,中國(guó)抓住了這一機(jī)遇。”


    實(shí)際上,中國(guó)工業(yè)界從2009年以來已經(jīng)開始關(guān)注印刷電子。中國(guó)印制電路行業(yè)協(xié)會(huì)(cpca)于2009年11月成立了印制電子分會(huì)。2010年4月,國(guó)內(nèi)柔性電路版企業(yè)安捷利公司與復(fù)旦大學(xué)成立了“復(fù)旦—安捷利全印制電子研發(fā)中心”。昆山海斯電子于2010年開發(fā)出了可用于噴墨打印的納米銀導(dǎo)電墨水。上海銳比利機(jī)電公司于2010年完成了第一代印刷電路板字符噴印機(jī)。


    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(shù)研究中心,這是國(guó)內(nèi)第一個(gè)完全致力于印刷電子科研開發(fā)的團(tuán)隊(duì)。自2010年以來,印刷電子開始在中國(guó)成為一個(gè)迅速發(fā)展的新興技術(shù)領(lǐng)域。自中科院蘇州納米所的印刷電子中心之后,北京印刷學(xué)院、天津大學(xué)、華中科技大學(xué)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(yíng)業(yè)務(wù)的公司也相繼成立。一些基于印刷電子技術(shù)的產(chǎn)品開始出現(xiàn)。例如,北印中源的納米銀漿,中科納通的印刷RFID標(biāo)簽與地鐵票,蘇州納格開發(fā)的用于觸摸屏的柔性透明導(dǎo)電膜,昆山恩福賽的印刷紙電池等。2011年10月,由北京印刷學(xué)院、中科院蘇州納米所與中科院化學(xué)所等單位發(fā)起了全國(guó)印刷電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟。


    2010年7月,由中科院蘇州納米所印刷電子中心發(fā)起組織了首屆全國(guó)印刷電子研討會(huì),該研討會(huì)至今已連續(xù)舉辦4屆,參加人數(shù)逐年增加。首屆研討會(huì)只有20余人到會(huì),2013年舉辦的第4屆研討會(huì)上參會(huì)人數(shù)已達(dá)150余人。2012年5月,中國(guó)應(yīng)邀出席首屆國(guó)際印刷電子標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)。中國(guó)還爭(zhēng)取到了2014年國(guó)際柔性與印刷電子大會(huì)(ICFPE)的主辦權(quán),說明中國(guó)印刷電子的發(fā)展已受到全球的關(guān)注,我國(guó)正面臨前所未有的極好機(jī)遇,發(fā)展印刷電子技術(shù)應(yīng)成為在今后5—10年科技規(guī)劃布局的重要方向與重要領(lǐng)域之一。


    “印刷電子作為一個(gè)新興領(lǐng)域,仍然有巨大的創(chuàng)新空間,如果國(guó)家盡快開始對(duì)印刷電子新材料及應(yīng)用技術(shù)加以重視,加強(qiáng)政策引導(dǎo),完全有可能搶占先機(jī),走出一條自己的創(chuàng)新之路。”專家表示。

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