劉 力，楊 柳，陳裕意

（樂凱華光印刷科技有限公司 河南 南陽 473000）

0 引言

印刷電子技術(shù)，對于目前的電子制造加工的發(fā)展有著十分重大的作用，目前已經(jīng)成為一個獨立的電子加工制造新興領(lǐng)域，蘊含著巨大的發(fā)展機遇。為此，世界許多國家和地區(qū)制定了相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略與科技計劃，以推動印刷電子技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

1 印刷電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

印刷電子技術(shù)（printed electronics）是一種新興技術(shù)，其原理是利用傳統(tǒng)的印刷工藝來制備電子產(chǎn)品，將電子材料調(diào)配成適用于印刷技術(shù)的電子功能性油墨，然后通過印刷工藝完成電子產(chǎn)品的制造[1]。印刷電子技術(shù)利用了傳統(tǒng)印刷工藝的優(yōu)勢，與目前新興的納米材料進(jìn)行結(jié)合，得到了性能優(yōu)越的電子產(chǎn)品，極大地簡化了電子產(chǎn)品的制造流程，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本[2]。以印刷電路板（PCB）為例，傳統(tǒng)的印刷電路板需要經(jīng)過涂膠、光刻、刻蝕、濺射、真空沉積等一系列復(fù)雜且高成本的制備工藝[3]。相比較而言，印刷電子技術(shù)極大地簡化了生產(chǎn)過程，具有節(jié)約原料、降低成本、綠色環(huán)保等優(yōu)勢[4]。印刷電子技術(shù)具有易于規(guī)?；a(chǎn)、柔性化、流程簡單、低成本等特點與優(yōu)勢，是一個新興的技術(shù)領(lǐng)域，引發(fā)了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注與研究。目前，如圖1 所示，通過印刷電子技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化制備了許多電子元器件，例如太陽能電池、電子標(biāo)簽（RFID）、薄膜晶體管、有機發(fā)光二極管、電極電路、傳感器等。同時，隨著電子產(chǎn)業(yè)的擴張和智能電子產(chǎn)品需求的不斷攀升，全球印刷電子市場得到了進(jìn)一步的推動，展現(xiàn)出了巨大的科研以及商業(yè)價值。

2 印刷電子技術(shù)的特點

印刷電子技術(shù)主要有印刷工藝技術(shù)和相應(yīng)的印刷電子功能性油墨技術(shù)。目前主要的印刷工藝技術(shù)有絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷和涂布印刷。絲網(wǎng)印刷是指用絲網(wǎng)作為版基，并通過感光制版方法，制成帶有圖文的絲網(wǎng)印版，在印刷過程中油墨透過圖文部分的網(wǎng)孔擠壓到承印物上[5]，張翱等[6]利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)成功制備了染料敏化太陽能電池，研究了不同網(wǎng)目對印刷太陽能電池光伏性能的影響。噴墨印刷是指通過計算機使油墨從噴嘴附在承印物上而獲得圖文的一種印刷方法[7]，冉紫媛[8]簡述了噴墨印刷技術(shù)在大幅面柔性屏方面的應(yīng)用，國內(nèi)京東方等顯示屏企業(yè)已經(jīng)建立起噴墨印刷柔性屏產(chǎn)線，推動印刷電子及柔性顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。涂布印刷是將糊狀聚合物、熔融態(tài)聚合物或聚合物熔液涂布于紙、布、塑料薄膜上制得復(fù)合材料（膜）的方法[9]，劉江等[10]利用涂布印刷制備了氧化石墨烯-銀納米線可拉伸透明導(dǎo)電薄膜，探究了曝光次數(shù)和氧化石墨烯不同涂布方式對薄膜光電特性的影響，優(yōu)化后的導(dǎo)電薄膜方塊電阻達(dá)到了12 Ω，透過率超過80%，且在48%的拉伸情況下仍然保持著較好的導(dǎo)電性。印刷電子功能性油墨是印刷電子技術(shù)的最核心技術(shù)，印刷電子功能性油墨主要包括主體材料、溶劑或分散劑、添加劑幾個組成部分。主體材料用于實現(xiàn)具體功能，目前的研究熱點是納米材料；溶劑或分散劑要與主體材料具有匹配性，能夠很好地溶解或分散主體材料，會直接影響成膜的功能性，進(jìn)而影響到整個電子器件的性能；添加劑可以進(jìn)一步優(yōu)化印刷效果和性能指標(biāo)，添加劑主要有消泡劑、流平劑、附著力增加劑等，可以實現(xiàn)不同的功能要求，但前提是不能影響主體材料的性能。

3 印刷電子技術(shù)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段，印刷電子工藝技術(shù)與傳統(tǒng)印刷行業(yè)技術(shù)基本可以沿用，已經(jīng)十分成熟，因此，開發(fā)出相應(yīng)的印刷電子功能性油墨是最主要的研究方向，其中納米材料由于其各種優(yōu)異的性能成為了印刷電子材料研究的重點。目前，許多納米材料已經(jīng)應(yīng)用于印刷電子技術(shù)，通常形態(tài)是納米粒子、納米線、納米片或納米管等。如何將納米材料與印刷電子技術(shù)相結(jié)合也是研究的難點與重點，制備納米電子功能性油墨的主要途徑是將納米材料分散在特定溶液中，需要調(diào)整納米材料、溶劑以及添加劑的比例來得到穩(wěn)定性強、適印性強的納米電子功能性油墨。

印刷電子是一個新興技術(shù)領(lǐng)域，到目前為止也僅有十余年的時間，已經(jīng)應(yīng)用于許多新興領(lǐng)域，例如人工智能、生物醫(yī)學(xué)、柔性電子、新能源等。印刷電子創(chuàng)造的每一種產(chǎn)品都可以造就一個產(chǎn)業(yè)，目前熱門的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域有太陽能電池、生物傳感器、有機發(fā)光二極管（OLED）、印制電路板（PCB）、導(dǎo)電銀漿等。太陽能電池領(lǐng)域是印刷電子產(chǎn)業(yè)的一個十分重要的領(lǐng)域，傳統(tǒng)成熟的晶硅太陽能電池的表面電極是通過絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電銀漿制備的，下一代有機太陽能電池及鈣鈦礦太陽能電池將繼續(xù)使用印刷電子技術(shù)來實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)異性能；在生物傳感器領(lǐng)域，印刷電子制造技術(shù)可以有效地降低產(chǎn)品的成本，提高生產(chǎn)效率，同時可以應(yīng)用于制備下一代紙基生物傳感器，進(jìn)一步擴展了產(chǎn)品的使用空間；有機發(fā)光二極管（OLED）已經(jīng)與印刷電子技術(shù)緊密結(jié)合，日本JOLED 公司經(jīng)過多年開發(fā)，于2018 年量產(chǎn)了第一款印刷OLED 顯示屏，國內(nèi)多個面板龍頭企業(yè)也在投資建設(shè)印刷OLED 顯示屏生產(chǎn)線，印刷電子技術(shù)在顯示屏領(lǐng)域的應(yīng)用極大地降低了成本且實現(xiàn)了顯示屏的柔性化，開創(chuàng)了柔性屏的新時代。隨著各種印刷電子產(chǎn)品市場的擴張，印刷電子產(chǎn)業(yè)鏈將會越來越成熟完善。