印刷电子：现代印刷术

【中国包装网讯】我们对触摸屏毫不陌生，只须在手机触摸屏上轻轻一点、一按或是一划，就可以获得所需的信息。但很多人不知道的是，触摸屏也可以像报纸一样印刷出来，所利用的便是印刷电子技术。这种新型“印刷术”与传统意义上的印刷技术原理大体相同，但使用的“油墨”是具有导电、介电或半导体性质的材料，印刷对象则是电子产品。

中国印刷电子领域的先行者、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所(以下简称苏州纳米所)研究员崔铮博士介绍说，从技术应用领域来看，凡是能够用印刷方法取代传统电子学制造方法的领域都可以归入印刷电子的范畴。印刷电子以及与之相关的有机电子、塑料电子、柔性电子、纸电子、透明电子、纺织电子等形成了一类完全不同于硅基微电子的新型电子技术与产品。“印刷电子并不能取代硅基微电子，而是形成互补。” 崔铮博士说。与硅基微电子不同的是，一方面，印刷电子器件与基底材料无关，能够在各种基材上制备，包括各种柔性基底材料，因此具有柔性化的特征;另一方面，印刷电子器件又保留了传统印刷的优势，可以实现大面积批量化制造，尤其是卷对卷连续生产制造，能够大大降低制造成本。由于印刷电子能耗低、材料消耗少，无腐蚀工艺，因此其制造方法本身还具有绿色环保特征。

事实上，当有机导体与半导体材料被发现时，人们的确看到了未来信息电子器件有可能通过印刷制造的希望，因为有机材料一般可以制备成溶液形态，使其具有印刷油墨的特征，因此可以通过印刷导体与半导体材料制备晶体管。但有机电子材料中只有一部分有机小分子材料具有较好的电子学性能，而这些有机小分子材料必须通过真空蒸发来制备电子器件，这在一定程度上限制了印刷电子的迅速发展。在过去5年中，一方面，有机电子材料在不断进步，高稳定性高电荷迁移率的有机半导体材料与可溶液化加工的有机发光材料开始出现;另一方面，无机纳米材料开始进入印刷电子领域，印刷电子才迎来了真正的春天。

碳纳米管、石墨烯、纳米形态的银与铜等无机纳米材料都具有比有机电子材料更好的电子学性能，对无机纳米材料进行墨水化处理也要比寻找新型高性能有机电子材料容易得多。最重要的是，无机纳米材料具有良好的环境稳定性，不受空气中水分子和氧气的影响，电子器件可以在自然环境下通过印刷制备。因此只要将无机纳米材料制成墨水或油墨，就可以用传统印刷方式制成各种结构。通过印刷方式将这些纳米材料集成到各种传统电子与光电器件中，所形成的电子器件既保留了纳米材料的纳米尺度特性，又体现了印刷制备技术的大面积、柔性化与低成本特征。纳米材料本身的性质赋予了这些结构以电荷传输、光电转换，传感、发光与显示等特性，从而形成各种新型半导体器件、光电与光伏器件、显示器件与传感器件，大大增强了印刷制备电子器件的实用性，拉近了印刷电子与市场的距离。如今，印刷电子已经在触摸屏、柔性显示与照明、薄膜太阳能电池、电子“皮肤”、纸电池以及智能标签等多个应用领域发挥着作用。