印刷電子技術概述

印刷電子，即“印刷+電子”，就是利用傳統印刷技術來制作電子器件或電路。印刷電子技術是用電子油墨代替傳統印刷中只能表達顏色的油墨，通過數字噴墨打印技術制成導電線路。印刷電子技術利用了傳統印刷工藝的優勢與新興的納米材料相結合，制備性能優越的電子產品，極大地簡化了電子產品的制造工藝，從而提高生產效率，降低生產成本。目前，通過印刷電子技術已商業化制備了諸多電子元器件(如圖1所示)，隨著電子產業的發展以及市場的需求，印刷電子的發展將得到進一步的推動，展現出巨大的科研和商業價值。

印刷電子技術的優勢

(1)柔性化

電子產品正在向更加輕薄的方向發展，所以需要性能更高的電路板。電子設備一般由相關元器件和零部件組成，主要由印制電路板(PCB)制成并連接元器件。在這方面相比于傳統的 PCB，印刷電子的優勢就得到了突顯：印刷電子的基材本身既包含有線路又有元件，都是通過印刷制成完全意義上的電子電路，這種完整性是PCB不能比擬的。此外，印刷電子原本就是通過印刷得到的，基材主要為有機薄膜，因此能夠展現較好的彎曲性和極薄的特性，優異的可塑性可以使電子產品節約較多空間。

(2)低成本，高回報

從成本上來看，印刷電子的材料大多數采用有機薄膜和各式油 墨，而且加工過程簡單，因此成本較低。而且相比于傳統印刷的低回報率，印刷電子行業收益可觀。電子行業的蓬勃發展，給傳統印刷業帶來了一定的沖擊，且傳統印刷業淡季和旺季分明，相比之下，印刷電子行業則優勢明顯。

(3)環保

印刷電子的生產過程不經過化學蝕刻和電鍍等工序，產生對環境污染的物質很少，具有環境友好性。印刷電子技術消除了有污染的顯影劑、蝕刻液或清洗液的使用，取而代之的是紙質紙張，污水處理的費用大幅降低，節省了廢水處理費用，更有利于操作者的身心健康和環境保護。

(4)新興行業，前景廣闊

印刷電子行業在近幾年剛剛蓬勃發展起來，市場前景較好，可以拉動經濟發展，得到國家的大力扶持。目前，印刷電子很多技術已經十分成熟，這也意味著印刷電子產品將會大批量生產。可以預見，在將來的3～5年里，全球印刷電子的推廣和使用將得到快速發展。

印刷電子技術的應用領域

印刷電子是一個新興技術產業，目前已經應用于許多新興領域，如人工智能、生物醫學、柔性電子、新能源等。

(1)太陽能電池

傳統成熟的晶硅太陽能電池的表面電極是通過絲網印刷導電銀漿制備的，下一代有機太陽能電池及鈣鈦礦太陽能電池將繼續使用印刷電子技術來實現產品的優異性能，需要在提高光電轉換效率、長期使用穩定性等方面進行改進。

(2)生物傳感器

通過電子印刷技術進行生物傳感器制作，根據電極的制作標準，選擇合適的油墨材料，創新電子印刷工藝，發揮生物傳感器在檢測工作中的應用價值。印刷電子制造技術可以有效地降低產品的成本，提高生產效率，同時可以應用于制備下一代紙基生物傳感器，進一步擴展產品的使用空間。

(3)物聯網

在對商品進行包裝時運用印刷電子技術可以構建物聯網，在商品包裝運輸時結合全球定位系統實現遠程跟蹤監督。最近，Ellie Dennison開發了一種新的乳制品標簽傳感器，在乳制品運輸的過程中就可以隨時了解到其新鮮程度，該傳感器還允許實時監控產品位置、運輸時間、溫度等;并且在大宗重要物品運送時，還可在物品包裝中添加指紋傳感器起到有效保護用戶信息不被泄露的作用。所以傳感器的小型化和電子封裝的結合能夠在很大程度上拓寬現有電子產品的范圍，并進一步創新，使人們的生活更加便利。

(4)可穿戴設備

可穿戴設備正不斷走進我們的生活，它開始出現在我們日常生活中的方方面面。而采用印刷電子技術制備可穿戴設備，會極大地改良其外觀，提高其顏值。另外，印刷電子良好的彎曲性也促進了柔性顯示屏被人們所廣泛接觸，彎曲的屏幕有助于更多新產品的產生，例如更貼合手腕的智能手表或者手環，又或者是可折疊屏的智能手機。同時，印刷電子能夠在一定程度上減輕可穿戴設備的重量，使其更輕薄，進而帶給人們更好的使用體驗。

來源 | 《智能印刷》
作者 | 李建 欒曉燕   山東國際紙業太陽紙板有限公司
校對 | 張磊