无机纳米材料的另一个优点是环境稳定,不受空气中水氧的影响,电子器件可以在自然环境下印刷制备。只要将无机纳米材料(纳米粒子、纳米线、纳米管等)制成墨水或油墨,就可以用传统印刷方式制成各种结构。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。
国外对有机、柔性与印刷电子技术的发展一直非常关注,主要工业发达国家在政府层面已经推行了多项研究计划,包括建立国家层面的研发中心。
英国在2009年投资2千万英镑建立国家印刷电子中心并启动国家印刷电子发展计划,相继建立6个与印刷电子塑料电子相关的研究中心与多家企业;德国涉及有机与印刷电子的科研单位与企业超过90余家,2004年就已经成立有机电子协会;日本在2011年成立先进印刷电子技术研发联盟,以印刷与薄膜技术企业主导印刷电子产业。
尤其值得一提的是韩国。韩国知识经济部于2011年提出了一个发展印刷电子技术的6年计划,从2012年到2018年,韩国政府将与工业界共同投资1725亿韩元(约合10亿元人民币),研究开发印刷电子的全面解决方案。韩国政府认为,在过去的20年中已经在移动通信与平板显示领域取得了世界瞩目的成绩,平板显示全球老大,移动通信全球第二。他们看到印刷电子是一个新的机会,可能会带动一大批新的产业,因此政府出面主导大力推动。同时,韩国有三星、LG这样的电子信息产业巨头,这些大型企业都对印刷电子极为关注,都已有内部研究计划。去年由韩国主办的国际柔性与印刷电子大会(ICFPE),会议主席就是三星显示公司的CEO。LG则已在其显示面板生产线上开始采用喷墨打印工艺。
我国的创新机遇
“在无机纳米材料应用于印刷电子技术与产业化方面,中国与国外基本处于同一起跑线上。”之所以如此,有关专家认为是因为国外也是在近几年才开始这方面的研究,产业化也刚刚开始,“应该说,中国抓住了这一机遇。”
实际上,中国工业界从2009年以来已经开始关注印刷电子。中国印制电路行业协会(cpca)于2009年11月成立了印制电子分会。2010年4月,国内柔性电路版企业安捷利公司与复旦大学成立了“复旦—安捷利全印制电子研发中心”。昆山海斯电子于2010年开发出了可用于喷墨打印的纳米银导电墨水。上海锐比利机电公司于2010年完成了代印刷电路板字符喷印机。
在科技界,中科院苏州纳米所于2009年10月开始筹建印刷电子技术研究中心,这是国内个完全致力于印刷电子科研开发的团队。自2010年以来,印刷电子开始在中国成为一个迅速发展的新兴技术领域。自中科院苏州纳米所的印刷电子中心之后,北京印刷学院、天津大学、华中科技大学等高校相继建立印刷电子研究中心。北印中源、中科纳通、苏州纳格,昆山恩幅赛等以印刷电子为主营业务的公司也相继成立。一些基于印刷电子技术的产品开始出现。例如,北印中源的纳米银浆,中科纳通的印刷RFID标签与地铁票,苏州纳格开发的用于触摸屏的柔性透明导电膜,昆山恩福赛的印刷纸电池等。2011年10月,由北京印刷学院、中科院苏州纳米所与中科院化学所等单位发起了全国印刷电子产业创新联盟。
2010年7月,由中科院苏州纳米所印刷电子中心发起组织了首届全国印刷电子研讨会,该研讨会至今已连续举办4届,参加人数逐年增加。首届研讨会只有20余人到会,2013年举办的第4届研讨会上参会人数已达150余人。2012年5月,中国应邀出席首届国际印刷电子标准工作委员会。中国还争取到了2014年国际柔性与印刷电子大会(ICFPE)的主办权,说明中国印刷电子的发展已受到全球的关注,我国正面临前所未有的极好机遇,发展印刷电子技术应成为在今后5—10年科技规划布局的重要方向与重要领域之一。
“印刷电子作为一个新兴领域,仍然有巨大的创新空间,如果国家尽快开始对印刷电子新材料及应用技术加以重视,加强政策引导,完全有可能抢占先机,走出一条自己的创新之路。”专家表示。