纸电池和印刷电子.pdf

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1、186中国材料进展第33卷【编者按】印刷电子是全新的、正在全球悄然兴起的工业。印刷电子聚焦了多学科和多技术领域，是在传统硅基电子技术、纳米技术、新材料、电化学、有机／无机化学和不同印刷技术发展的基础上诞生的，是传统硅基电子工业的延伸，不是取代。印刷电子产品是通过不同的印刷技术将具有功能性的材料印刷在不同基材上而产生的。这些产品包括薄膜印刷显示器、逻辑器、存储器、电源、二极管、三极管、电阻、电容等。这些产品通过系统集成的方式而形成的最终产品将具有重大的应用价值。这类应用产品一般具有柔性、超薄、高附加值、低价和环保的特征，可提供1～2个基本的功能，比传统电

2、子产品的功能会少一些。印刷电子产品生产所需的设备投入仅为传统硅基电子产品生产投入的10％以下。纸电池是印刷电子应用产品可以实现其功能的电源，是通过在基材上多次印刷的方式来实现和生产的，具有其他印刷电子产品所具有的特征。纸电池大小可以按照用户需求来定制。纸电池与电子射频结合起来将构成半有源电子射频标签，在食品、药品、资产管理和人员定位等方面具有广泛的应用价值。例如与化妆品或医疗产品结合起来将构成电子化妆品贴膜和家用医疗器件等。印刷电子的市场价值在不断攀升，全球预期的市场价值将在数千亿美元以上。本刊特邀荣获首届“影响世界华人”称号的纸电池发明人张霞昌博士就

3、其开展的相关系列研究及应用进行深度报道，以期与国内相关领域人员分享交流。纸电池和印刷电子张霞昌(昆山恩福赛印刷电子有限公司，江苏昆山215321)印刷电子是多学科、多技术领域交叉发展起来的新合物方面的突出贡献，在2000年被授予诺贝尔化学奖。技术和新学科，它集不同印刷技术、纳米材料技术、传导电聚合物的发现，对于印刷电子的发展起到了里程碑统硅基电子技术、电化学、有机／无机化学、聚合物化式的作用。以往人们对高分子聚合物的认识停留在其绝学等于一体。印刷电子工业是目前在全球范围内发展最缘性，而聚合物导电性的发现极大地提高了这类材料的迅速的新兴工业之一，与正在全

4、球快速发展的物联网、功能性，使得用传统印刷方法制造电子器件成为可能。云技术和通信技术产业有着不可分割的联系。印刷电子从20世纪70～90年代，印刷电子发展的先阶段主产品就是通过印刷的方式在不同的基材上印刷不同功能要集中在大学研究机构中，针对不同导电材料本身性能性材料而产生的电子产品。同传统硅基电子产品比较，的研究，各种其它功能材料以及导电墨水浆料等的机理印刷电子产品的最大特征是：①具有柔性、超薄、环研究。从20世纪90年代起，陆续有分拆公司出现。直保、超值低价；②生产工艺简单、原材料损耗小；③规至2000年，由于相关研究己经相对成熟，涌现了大量模生产投

5、资少、生产能耗低；④功能单一、电子性能印刷电子公司的成立，并不断推出具有商业化价值的演(迁移率)低等。可以说印刷电子产品是传统电子产品示产品。与此同时，国际打印电子产业联盟(Organic的扩大或延伸，而不是取代。andPrintedElectronicsAssociation，OE—A)在此背景下也应运而生，其目的在于产业联盟、市场化及标准化。1印刷电子的历史、现状及前景目前该联盟已有来自欧洲、北美和亚太地区的200多家印刷电子的发展起源于1977年，AlanJ．Heeger，成员公司。另外，OE—A和IDTECHEX每年会分别举AlanMacDia

6、rmid与HidekiShirakawa报道了一种高导电办打印电子产品展示与技术交流会议。性聚合物。这种聚合物的发现最初源于聚乙炔合成实验2印刷电子产业的构成过程中错误地将催化剂用量加大了1000多倍而产生的银色薄膜。随后，他们用碘蒸气氧化聚乙炔并测量其导构成印刷电子产业的内容包括：①原材料；②功能电性，得到了非常令人振奋的结果：这种碘掺杂的聚乙性浆料；③印刷工艺及装备；④印刷电子产品的设计和炔的导电性提高了几千万倍。这3位学者由于在导电聚制造等。原材料主要包括印刷电子产品基材的选择；构I1I材料进腱l87成功能浆料的仃琏Itx子材料、金属氧化物电子得

7、名，憋休度小趟过0．7nlnl，最溥呵以做剑0．5mm材料、纳水料、lU机聚合物、导电银摹、铜基浆以下，许卜一定，体结构为状分。“纸电料、饥金化物、、I"-体机聚合物、有机发光材池”足通过卷埘卷的印刷力‘式，卜』，舟速的产能力意料等等功能浆料址卡勾成l；tⅧ0电子器件的重要原材味着成本更低。j传统t池卜产小川的足，“纸电池”料，址印刷IUrn，J申炙心技术。这些儿器什包括印刷电从产剑使Jlj再刮三卉环，对环境的污染郁足极小池、印Ili4{I爪、J“也印刷器什(电阻、电、电感、的，川完的纸电池也小需要特殊川收，可问，{i活垃圾一人线、l体竹、辑fJ、储器

8、等)、印刷传感器与智起丢弁。能怀掺[1J岂干¨装备址印刷电子商业化的基础，3．2纸电池结构』l