印刷电子与传统印刷的异同

虽然印刷电子与传统图文印刷都是借助于印刷技术来获取特定图案，但由于印刷电子采用独特的材料并要求可实现特定功能，因此，两者在图案内容、油墨、性能要求、精度等方面也有很大差异，对比如表2-1所示。例如，不同于图文印刷薄的墨层，印刷电子产品要求导电墨层较厚（1～5μm），图像分辨率高，并且线条边缘清晰光滑，不能有毛刺或断点，以防导致短路、断路。在印刷多层器件如平行板电容器、晶体管时，要求导电层上的介电层尽可能薄而且均匀，以实现低操作电压，但墨层薄容易出现各类缺陷并影响其上层性能，因此印刷电子在制备这些器件方面有一定难度。此外，工艺方面两者也有较大差异：印刷电子技术要求在印刷之前对承印基底进行表面改性，以减小油墨在基底上过度铺展；由于油墨中仅含有微量的连接料，导致印刷过程中油墨转移相对困难。印刷结束后，除必要的干燥过程外，针对金属纳米粒子油墨，还进行烧结工艺方可获得较高导电性。

表2-1　印刷电子与传统图文印刷的对比(www.xing528.com)

在印刷电子工艺方面，最初研究重点是采用喷墨方式制备印刷电子产品，以韩国ANP、ABC、InkTec，日本ULVAC、住友电工（SEI）、藤仓化工（Fujikura Kasei）、大研化工（Daiken Chemical）、哈利玛化成（Harima Chemical），美国ANI、Nanodynamics、Parelec、Cima Nanotech、Cabot、DuPont、NanoMas、NovaCentrix、Sun Chemical及德国拜耳（Bayer）等为代表，这主要是依赖于纳米材料制备技术的发展，如碳纳米管和石墨烯为代表的碳基纳米材料和银纳米粒子为代表的金属纳米材料。现在研究重点已逐步转移到凹印、柔印和胶印等传统的印刷工艺，以便通过卷到卷工艺，实现大批量、低成本、柔性化生产。例如，加利福尼亚大学、芬兰国家技术研究中心、德国PolyIC公司和美国Paralec公司在开发印刷电子的过程中，正在使用或推荐凹印技术。而瑞典的Thin Film Electronics公司成功地使用了柔印和旋转涂布技术来印制铁电存储器。光伏、照明、显示、智能卡、智能包装、可穿戴电子成为未来印刷电子最主要的应用领域，这要求更简单、更快速、更精细的印刷及后处理工艺，需要开发性能更优秀、环境更友好的材料及各种新兴印刷技术、综合技术。