浅谈印刷电子技术的发展前景

印刷电子技术概述

印刷电子，即“印刷+电子”，就是利用传统印刷技术来制作电子器件或电路。印刷电子技术是用电子油墨代替传统印刷中只能表达颜色的油墨，通过数字喷墨打印技术制成导电线路。印刷电子技术利用了传统印刷工艺的优势与新兴的纳米材料相结合，制备性能优越的电子产品，极大地简化了电子产品的制造工艺，从而提高生产效率，降低生产成本。目前，通过印刷电子技术已商业化制备了诸多电子元器件(如图1所示)，随着电子产业的发展以及市场的需求，印刷电子的发展将得到进一步的推动，展现出巨大的科研和商业价值。

印刷电子技术的优势

(1)柔性化

电子产品正在向更加轻薄的方向发展，所以需要性能更高的电路板。电子设备一般由相关元器件和零部件组成，主要由印制电路板(PCB)制成并连接元器件。在这方面相比于传统的 PCB，印刷电子的优势就得到了突显：印刷电子的基材本身既包含有线路又有元件，都是通过印刷制成完全意义上的电子电路，这种完整性是PCB不能比拟的。此外，印刷电子原本就是通过印刷得到的，基材主要为有机薄膜，因此能够展现较好的弯曲性和极薄的特性，优异的可塑性可以使电子产品节约较多空间。

(2)低成本，高回报

从成本上来看，印刷电子的材料大多数采用有机薄膜和各式油 墨，而且加工过程简单，因此成本较低。而且相比于传统印刷的低回报率，印刷电子行业收益可观。电子行业的蓬勃发展，给传统印刷业带来了一定的冲击，且传统印刷业淡季和旺季分明，相比之下，印刷电子行业则优势明显。

(3)环保

印刷电子的生产过程不经过化学蚀刻和电镀等工序，产生对环境污染的物质很少，具有环境友好性。印刷电子技术消除了有污染的显影剂、蚀刻液或清洗液的使用，取而代之的是纸质纸张，污水处理的费用大幅降低，节省了废水处理费用，更有利于操作者的身心健康和环境保护。

(4)新兴行业，前景广阔

印刷电子行业在近几年刚刚蓬勃发展起来，市场前景较好，可以拉动经济发展，得到国家的大力扶持。目前，印刷电子很多技术已经十分成熟，这也意味着印刷电子产品将会大批量生产。可以预见，在将来的3～5年里，全球印刷电子的推广和使用将得到快速发展。

印刷电子技术的应用领域

印刷电子是一个新兴技术产业，目前已经应用于许多新兴领域，如人工智能、生物医学、柔性电子、新能源等。

(1)太阳能电池

传统成熟的晶硅太阳能电池的表面电极是通过丝网印刷导电银浆制备的，下一代有机太阳能电池及钙钛矿太阳能电池将继续使用印刷电子技术来实现产品的优异性能，需要在提高光电转换效率、长期使用稳定性等方面进行改进。

(2)生物传感器

通过电子印刷技术进行生物传感器制作，根据电极的制作标准，选择合适的油墨材料，创新电子印刷工艺，发挥生物传感器在检测工作中的应用价值。印刷电子制造技术可以有效地降低产品的成本，提高生产效率，同时可以应用于制备下一代纸基生物传感器，进一步扩展产品的使用空间。

(3)物联网

在对商品进行包装时运用印刷电子技术可以构建物联网，在商品包装运输时结合全球定位系统实现远程跟踪监督。最近，Ellie Dennison开发了一种新的乳制品标签传感器，在乳制品运输的过程中就可以随时了解到其新鲜程度，该传感器还允许实时监控产品位置、运输时间、温度等;并且在大宗重要物品运送时，还可在物品包装中添加指纹传感器起到有效保护用户信息不被泄露的作用。所以传感器的小型化和电子封装的结合能够在很大程度上拓宽现有电子产品的范围，并进一步创新，使人们的生活更加便利。

(4)可穿戴设备

可穿戴设备正不断走进我们的生活，它开始出现在我们日常生活中的方方面面。而采用印刷电子技术制备可穿戴设备，会极大地改良其外观，提高其颜值。另外，印刷电子良好的弯曲性也促进了柔性显示屏被人们所广泛接触，弯曲的屏幕有助于更多新产品的产生，例如更贴合手腕的智能手表或者手环，又或者是可折叠屏的智能手机。同时，印刷电子能够在一定程度上减轻可穿戴设备的重量，使其更轻薄，进而带给人们更好的使用体验。

来源 | 《智能印刷》
作者 | 李建 栾晓燕   山东国际纸业太阳纸板有限公司
校对 | 张磊