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传统印刷带来新一轮产业变革

http://www.screen.hc360.com2012年07月03日10:43科技日报

    【慧聪丝印特印网】印刷电子技术(printedelectronics)是采用印刷工艺制造电子产品的技术,即将电子材料配成流动性的“油墨”,并采用印刷的方式制备成电子器件与系统。它与传统印刷技术、电子印刷以及传统的印刷电路板都不同:传统印刷是可视图文的印刷;电子印刷是在传统平面媒体印刷中更多地应用了电子排版等手段;传统的印刷电路板也不是印刷制造的,而是通过光刻、腐蚀等工艺制作。

    相比较于传统的硅基半导体微电子加工技术,印刷电子技术省去了涂胶、光刻、刻蚀、溅射、真空沉积等高成本的工序,大幅简化了生产过程,具有节约原料、降低成本、绿色环保等优势。尽管性能目前无法与硅基微电子技术相比,但凭借批量化能力与低成本特点,以及大面积、柔性化等优势,印刷电子技术已经成为一个独立于传统硅基微电子技术的新兴领域,蕴含着巨大发展机遇。英国一家市场调查公司预测,到2020年各类非硅基电子产品的市场规模将达到近570亿美元,其中83%的产品将基于印刷制造技术。为此,世界许多国家和地区纷纷制定发展战略与科技计划,建立研究中心与技术联盟,以推动印刷电子研发及产业化。

    政府资助是推动印刷电子发展的主力

    2010年2月,欧盟委员会宣布在第七框架计划下资助BIOEGOFET(Electrolyte-GatedOrganicField-EffectBiosensors)项目,重点发展便捷诊断传感器,通过有机晶体管提供电转换,并采用印刷技术在柔性塑料或纸基底上进行制备。同年6月,在第七框架计划下发起CLIP(ConductiveLow-CostInkProject)项目,主要目标是发展一系列低成本油墨,以确保中小规模企业满足印刷电子产业发展的需求。为加强欧盟各成员国不同行业间的交流和协作,欧盟拨专款成立了4个合作平台,其中之一是聚合物和印刷电子制造生产设备与系统,资助经费达75万欧元。

    2008年3月,由德国PolyIC、巴斯夫、赢创工业、西门子、ELANTASBeck等企业以及德国联邦教育研究部共同投资的科技项目MaDriX正式启动,用以开发下一代可印刷的无线射频识别标签。其中企业投资150万欧元,联邦教育研究部投资80万欧元。通过MaDriX项目形成的企业联盟,将得到德国政府在可印刷电子技术方面的支持。

    日本新能源和工业技术发展组织的项目“超柔性显示器元件材料技术开发项目”中的“基于卷到卷方式的高生产—连续—高精度层叠技术与相关材料技术的开发”的分项目,投入约43亿日元。众多企业参与该项目的研究,包括:可乐丽、柯尼卡美能达、住友化学、住友电木、大日本油墨化学工业、大日本印刷、东亚化成、东丽、凸版印刷、日本电气、日立化成工业、夏普和日立显示器等。

    2005年,台湾地区将柔性电子产业定为未来三大重点发展的便利新科技之一,主要方向为印刷式无线标签和柔性显示器。2009年,在台湾经济部的科专计划支持下,制定了一个为期三年的研究计划“柔性电子设备及模组技术开发三年计划”。该计划把发展柔性电子显示器作为开发重点,开发方式是以卷到卷的制造设备为基础。

    研究中心是促进技术进步的中坚力量

    韩国以电子技术研究所为支撑,于2006年成立了韩国印刷电子中心,目标是提供过程制造、设备和分析服务,建立印刷电子领域研究开发计划以及下一代显示器的合作计划,同时推动工业界与学术界的合作研究与开发。该研究中心积极举办各种各样的商业活动,致力于把韩国建设为印刷电子的世界中心,目前已投资740亿韩元用于前沿核心设备和基础设施的建设。

    英国成立印刷电子科技中心以推动研究成果商业化,希望通过概念验证性的设备和大规模的试点生产,把研究领域的创新者与商业活动结合起来,帮助客户确定把产品迅速推向市场所需要的材料、工业步骤和投资。该中心获得来自区域发展委员会、中央政府和欧盟的2300万英镑,以及英国商业创新与技能部、新加坡国际基金会和欧洲地区发展基金会的2000万英镑的资金支持。印刷电子技术中心麾下的杰出专家来自多个行业和研发领域,包括印刷电子的设计、开发和样机研究等各个方面。

    2011年5月,日本高级印刷电子技术研究协会宣布成立并召开首次会议。该协会以位于茨城县筑波市的产业技术综合研究所为依托,以探索加快薄膜、柔性印刷电子设备制造技术的早期商业化模式为主要目的。这些设备主要是指制造低能耗、低成本的显示器、传感器、电池等柔性设备和印刷设备。在新能源和工业技术发展组织的委托下,高级印刷电子技术研究协会展开了名称为“下一代印刷电子材料和制造过程的基础工艺开发”五年计划,计划的执行时间是2011年至2015年。

    芬兰的奥卢区域具备印刷产品原型化的充分设备,位于奥卢的PrintoCent中心是印刷电子领域的商业发展中心,具备世界级的卷对卷和杂交生产、光学测量、多元应用的生产环境。PrintoCent与同位于奥卢区域的芬兰VTT中心保持着密切的联系。VTT中心为印刷电子提供了独特的卷对卷试生产服务。有了这种独特的试运行环境,VTT中心及其合作伙伴能够以第一产业的规模开发和制造出原创产品。

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