柔性電子印刷技術精選(九篇)

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第1篇：柔性電子印刷技術范文

柔性顯示器之所以千呼萬喚難出來，是因為其開發面臨諸多難題，例如含硅電子元器件彎曲有難度，另外制造工藝的成本和消耗的時間也是一個難以逾越的障礙。這些年來，很多公司都指望這項技術成為鏖戰未來的必殺技，三星、LG、索尼、惠普、E―Ink、Plastic Logic、康寧、杜邦等公司，以及亞利桑那大學柔性顯示器中心（FDC）、弗勞恩霍夫研究所等研究機構都在致力于這一領域的研究，目前來說，柔性顯示器的制造已不是問題。新興制造工藝和材料，使量產所涉及的很多難題有望被攻破，而且三星等公司的柔性產品已經計劃在年內量產。當柔性顯示器真正實現了商業化，那肯定不會只是噱頭那么簡單，它必將帶來新一輪的顯示革命。

解決制造的難題

事實上，導致遲遲不能量產的首要原因來自廠商，他們需要解決如何將薄膜晶體管陣列附著到柔性基板上面，并以最大的成本效益進行生產的問題。剩下就是其余電子設備的問題，例如當柔性顯示屏嵌入到智能手機中，如果其他的電子元件如電池、外框等不能彎曲，那么柔性也就失去了意義。

解決問題的第一步是為柔性顯示器打造更好的背板技術。當前用于個人電腦和通訊產品的高性能顯示媒介，無論是液晶、OLED或電子紙技術，都要求有源矩陣薄膜晶體管陣列來驅動。傳統的方式是將一個薄膜晶體管層（TFT）裝在玻璃面板上，形成基礎或基板，在其上構造顯示器的其余部分。然而柔性背板并不能和LCD很好地兼容，當屏幕彎曲的時候有可能會造成圖像扭曲，其困難在于如何將薄膜晶體陣列附著在可以彎曲的表面，但是OLED和電子紙顯示器則不然。

現在有兩種方式來實現柔性顯示。其中一種方式，由三星、LG顯示器和其他一些制造商支持，利用LCD工廠使用的現有的silicon-on-glass蝕刻工藝，將其應用到柔性顯示器基板上。但是基于硅和其他非碳元素的傳統無機半導體，必須以高溫放置在基板上，這一工藝在玻璃上可以運行正常但是會融化掉普通的塑料。針對這一問題，一些制造商開始致力于耐熱材料的開發，如不銹鋼制成的紙一樣薄的錫箔。

臺灣研究機構工業技術研究中心（ITRI）開發了一種能夠承受高溫的塑料，不會在加工過程中融化。在加工過程中，將這個塑料層附著在玻璃襯底上，當TFT陣列裝配好后，它就會自然脫落。據說這種方式的好處是適合于現有的LCD生產線。

另一種方式是由柔性顯示器基板開發公司Plastic Logic提出的，將晶體管附著在柔性塑料薄膜上。該公司使用冷沉積工藝，并用有機半導體替代硅半導體，解決了耐熱的問題。他們開發的半導體，使用的有機材料包括：碳基分子或聚合物鏈。他們采用溶劑將有機材料變成溶液，然后用溶液制成的有機半導體可以在室溫狀態下沉積到基板上。

在目前的柔性電子紙中，索尼開發的13.3英寸有機TFT驅動產品也受到關注。該產品為單色顯示，采用了臺灣E―Ink Holdings的電子紙，像素為2.130×1.596，其中的有機TFT是利用印刷技術制作的。對每層有機TFT，分別使用了平板膠印、旋涂及狹縫涂布三種印刷技術。僅用平板膠印法形成的是表面保護膜。像素電極在以濺射法成膜后，又用平面膠印形成了感光性樹脂。有機半導體層使用狹縫涂布法、柵極絕緣膜和層間絕緣膜用旋涂法成膜后，再利用普通光刻法形成圖案。

在制造工藝方面，柔性顯示器制造商同樣面臨兩難的選擇：堅持傳統的、多用于制造今日LCD的離散式加工技術，或者使用新興的印刷、連續卷繞工藝。

第一種方式，由ITRI和FDC推行，使用這種方式，制造商可以在他們已經使用的制造傳統平板LCD的工藝基礎上修改，他們在LCD平板生產設備上的投資可以最大程度得以保留，并能夠更快進入市場。但是這種方式很難擴展至更大的基板，例如用于電視機的，其制造成本要比傳統基于玻璃的顯示器更高。

作為一種替代的方式，惠普的self-aligned imprint lithography（自動對齊印刷技術SAIL），這種工藝將組成顯示器TFT層的晶體管陣列印刷在連續張塑料薄膜上，采用在工業領域被稱為“卷繞式工藝Roll-to-Roll”的技術。據稱SAIL技術與現在的離散式制造工藝比，能夠大大降低成本，并且可以擴展到更大的規模。在今天，要建立一個有源矩陣顯示器工廠投資極大，如果能夠使用類似印刷的技術，固定設備的成本將顯著下降，產能將更高，原料成本則會更低。雖然成本優勢令人心動，但也有人對這項技術的可行性表示憂慮。對于SAIL來說，最大的挑戰是作為一個全新的技術，并不能利用現有的生產設施。這就像是平板工業在20年前所處的狀況一樣，一切都要從頭開始。

如果卷繞式制造方式被接受，惠普的技術將會處于領導地位。為了實現更低的制造成本，需要像惠普實驗室無需蝕刻制造晶體管陣列的拆箱即用解決方案。而像SAIL這樣的技術，所面臨的挑戰是，需要在壓低成本曲線的同時，提供足夠的利益以說服制造商讓他們投資全新的生產設備而不是改造現有的基礎設施。

第2篇：柔性電子印刷技術范文

正在快速發展中的印刷電子技術顯然已經形成為一個新興的產業，逐步引發了一場電子技術的革命。印刷電子技術的推進應用與材料科技、電子科技以及制造科技緊密相關，從而近些年電子電氣和化學材料領域的相關國際知名公司如西門子（Siemens）、因特爾（Intel）、摩托羅拉（Motorola）、東芝（Toshiba）、索尼（Sony）、飛利浦（Phillips）、三星（Samsung），樂金（LG）、惠普（HP）、通用（GE）、霍尼威爾（Honeywell）及巴斯夫（BASF）、杜邦（DuPont）、拜爾（Bayer）、默克（Merck）等紛紛拆巨資開展印刷電子技術方面的研究。歐盟早在第5、第6、第7框架計劃下已持續投入了數十億歐元進行了研發，美國、日本、韓國等工業發達國家也是如此。相關企業技術研發都致力于通過研究開發、集成制造不同功能的低成本印刷電子產品，來滿足日常生活的各種用途。一些知名咨詢公司如英國IDTechEx、德國PolyIC、美國NanoMarkets分析認為未來20年新興的印刷電子產業可以達到3000億美元，市場規模將會逐步比硅電子產業還要大。印刷電子技術不僅會影響電子業、封裝業、硅芯片業和顯示業，而且對印刷電路板（PCB）和傳統印刷業等產業結構調整、升級都會造成巨大的影響。

二、印刷電子與傳統制造電子的比較

目前傳統的微電子集成電路技術發展已經十分成熟，這是一種以半導體單晶硅為襯底材料的微電子集成電路技術，硅基集成電路制造工藝包括薄膜沉積、高溫燒結、光刻、腐蝕、封裝等，這種傳統制造電子所采用的蝕刻制備方法稱為“減法生產”。傳統集成電路制造技術的優點在于精度高、性能好，缺點則是成本高，而且蝕刻環節產生大量重金屬廢液，造成環境污染。另外，電子制造工藝中的高溫燒結環節對襯底材料有一定要求，柔性襯底材料，比如塑料薄膜、紙張、纖維等上面很難實現電子的制造。然而，印刷電子技術是將具有導電、介電或半導體性能的電子材料配成可以流暢印刷的功能油墨，按照所需電子線路設計印刷圖案，通過印刷的方式將這些特殊油墨印刷到襯底材料上。通過印刷方法將功能油墨層層疊加制備，完成對集成電路的各組成部件的制造，這種用印刷的方式制造集成電路的方式是一種“加成法”。

印刷加成制造技術工藝簡單，成本低，可實現大面積、大批量生產；免于蝕刻處理，沒有原材料浪費，環保無污染。雖然目前在產品精度和性能上還無法與傳統制作技術抗衡，但它對襯底材料沒有耐高溫、硬度等要求，因而應用范圍更廣。很顯然，印刷電子制造技術獨特的優勢與長處，可以補齊傳統電子制造技術中的“短板”，但它也有自身存在的缺陷與局限，并非所有的電子器件和產品都能通過印刷的方式進行制造。因此，可以預測印刷電子技術并不能完全取代傳統的電子制造技術。隨著先進功能材料研究研發和工藝技術上的不斷發展，印刷電子技術在產品精度等方面的性能已有很大的突破和提升。雖然，現在印刷電子與傳統的電子制造技術相比稍顯稚嫩，但是，印刷電子技術由于在“大面積、低成本、柔性化、環保”諸多方面的優勢，在以后的發展中探索、找準適合自身的應用與市場化發展空間將會獲得巨大的發展潛力。

三、印刷電子技術特點

印刷電子的制備工藝不單單是將印刷技術簡單的在電子制造中的重復，因此，在實際應用印刷電子技術進行電子制造過程中不要把印刷電子與傳統印刷完全等同對待。傳統印刷品如書刊、雜志、報紙的功能是用來看的，至于包裝印刷品其功能往往是用于運輸、保護、展示或者其他，而印刷電子產品，根據其實際用途主要在于做導體、半導體、絕緣體方面，無疑要求具備突出的電學方面功能。除了認識到產品形態與功能方面的區分，印刷電子與傳統印刷在制造工藝上也不能等爾視之。首先，從印刷材料的角度來看，印刷電子油墨與傳統印刷油墨顯然不是為了類似的需求進行制備的。

目前，油墨要求在傳統印刷中大多強調流變性與印刷方式的匹配，分散性與印刷效果的完美再現等方面，在印刷電子的應用中，印刷材料還要與電子產品所需要的導電性能、透明度等相適應。例如，目前為了實現電子產品的高精度、高分辨率，現有的材料已經很難滿足其要求，使得用到的原材料必須納米化。這也使得把近幾年來研究較多的納米材料應用技術與操作簡單、成本低廉的印刷電子技術聯系起來成為可能。毫不夸張地說，印刷電子材料的發展決定著印刷電子的發展，材料研發的問題目前國內諸多科研院所都在進行相關研究研發工作。例如，中科院化學所噴墨打印制備金屬納米顆粒導電透明膜的研究、中科院蘇州納米所柔性大面積印刷透明導電膜技術、北京印刷學院納米銀制備技術等。因此，印刷電子產業化工作與全面的了解、研究印刷電子材料是緊密相連的。傳統印刷設備不能簡單的直接用于印刷電子領域，要經過適當的改造。在產品的印前和印后處理等環節，印刷電子也會有一些不同于傳統印刷的要求。

四、印刷電子制備工藝

隨著印刷電子制備工藝的不斷發展，根據不同的印刷電子需求絲網印刷、凹版印刷、凸版印刷、膠版印刷、噴墨印刷等幾大印刷方式結合自身工藝特點在印刷電子技術領域都實現了應用。目前在印刷電子領域的應用最為廣泛的是絲網印刷電子技術，絲網印刷電子具有以下優點：（1）設備制備成本低，制版操作比較簡單；（2）對基材和油墨的適應性較強，不同基材或者不同的表面均可以印刷，油墨無論是親油型還是親水型只要可從網孔中漏印下來均可實現印刷；（3）印刷至基材表面得到薄膜的膜厚較厚，可達到幾十微米，遠遠厚于其他印刷方式，這可在一定程度上提升電子器件的電學性能。另外，凹版印刷、凸版印刷、膠版印刷等傳統印刷工藝技術分別因其高速、含揮發性溶劑、接觸印刷、高精度等方面的突出優勢也在印刷電子領域獲得了應用。目前，噴墨打印技術的推廣以及其優越的非接觸印刷工藝特點，在印刷電子領域具有巨大的應用價值。噴墨打印技術可以實現非接觸多點打印，制備多功能印刷電子，在電子產品制造、科學研究研發等方面實現了諸多應用。

五、總結

第3篇：柔性電子印刷技術范文

摘要：電子紙的下一個發展階段是提高再現彩色圖像的能力，一些專家將電致變色視為領導彩色電子報紙顯示的、最具競爭力的技術。討論與其他電子紙顯示技術相比，電致變色技術是怎樣實現堆疊彩色的。

關鍵詞：電致變色技術；電子紙；電子印刷

中圖分類號：TN141.9 文獻標識碼：B

Electrochromics: Unlocking Color in Electronic Paper

Chris Giacoponello，Henrik Lindstrom

（Business Development and Marketing Dept. for NTERA, Inc., Dublin, Ireland）

Abstract: The next step in the evolution of e-paper is to improve its ability to reproduce color images. Some experts have pegged electrochromic technology as the strongest contender to lead to color e-paper displays. This article examines how electrochromics stack up when compared to other e-paper display technologies.

Keywords: electrochromics technologies; E-paper; EP

想想當今社會中印刷的紙制品多么普遍。全球每年大約要生產出3億噸的紙和卡紙，每年要出版發行超過20億本書、3.5億本雜志和240億份報紙, 據估計每年印數達45萬億頁，并且其中絕大部分是彩色印刷。這真是個不可思議的數字！而這些數據甚至還不包括各種各樣的紙制品、包裝、海報、標簽、卡片和標志在內。不同的用途引起不同的經濟價值，這是多么廣大的應用市場。不論這些應用范圍多么廣大，這些傳統的紙質工業應用仍然有著一些相同的特性：它們是柔性媒質，在其上打印對比度高，可讀性好；它們可以大規模低成本生產印刷；它們支持寬光譜范圍的自然色顯示。

信息顯示產業積極發展電子媒介來部分或更多地取代紙質媒介現在扮演的角色，就必須要考慮到它的一些重要特征。首先，一定要像印刷紙一樣，在光學和人體工程學范疇內為電子顯示器的使用者提供符合人的閱讀習慣；其次，電子紙必須能以低成本支持廣泛地使用（紙張成功地得以普及使用就是由于這個十足的理由）；最后，又是最重要的，如果電子紙將要從小型的應用規模擴大到更廣大的市場，它必須支持豐富、生動的天然色。

本文分析了初期電子紙技術的出現和從長遠角度看這些技術在電子紙應用上的適配性。因為彩色再現能力有關的物理局限，限制了這些初期電子紙技術的大規模采用，使這些技術只能應用于小范圍內（比如電子書）。本文將要探尋克服這些缺點的技術候選者，而且目前發展需要將這些長期的解決辦法帶入市場。

電子紙的出現和印刷式電子制品

近來，第一批含有初期電子紙顯示技術成分的商業化產品面世。迄今為止，這些技術的應用對象是電子閱讀器（便攜式電子閱讀裝置）和價格標簽。

現在最廣泛應用電子紙顯示技術的是EPD（電泳顯示器）。這些器件有著好的可讀性、低能耗而且兼容柔性襯底。一些公司比如SiPix Imaging公司（微單元電泳粒子）、E Ink公司（微膠囊成像薄膜）和Bridgestone公司（空氣間隙微粒系統）已在制作EPD顯示器。

與此同時，電子紙在顯示市場正在尋找新的道路，基于印刷電子的新產業已經嶄露頭角，并通過將電子技術引入紙和塑料的領域，對傳統的印刷行業產生巨大的沖擊。將智能電子技術和印刷產品（標簽、包裝、磁卡以及告示牌）結合在一起的愿望，創造了基于功能式印刷的嶄新行業。通過使用傳統的諸如絲網印刷、苯胺印刷術、凸版印刷和平版印刷等印刷工藝，功能型電子墨在高速滾動的印刷線路上以添加劑打印方式印刷。這樣就能在柔性襯底上創造出簡單、低成本的電子器件和光電功能器件。

圖1電子紙和印刷電子顯示技術的市場動態

總的來說，這兩個市場趨勢提供了對這些新應用的一些潛在要求。無論如何，電子紙和印刷式電子產品的主流采用方案需要像紙一樣的使用體驗、低成本、可大量印刷和彩色化。圖1中通過產品的相關價值應用復雜性的比較，闡明了已經出現的市場契機、印刷式電子顯示器的未來價值取向，和電子紙顯示器的早期市場。

NanoChromicsTM技術：印刷式電致變色彩色顯示器件

電致變色最新的發展技術是使用改良的多孔納米薄膜構造的電極，這是由NTERA首先提出的，它有一些顯著的優勢使之能應用于高級數字顯示之中。這些優勢包括：在光照條件下有良好的對比度（這一點類似于紙的光學特性）、快的轉換速度、長時間顯示內容時的極小功耗，而且它是一個兼容低成本、使用加色打印工藝制造和寬光譜范圍反射式結構器件。

圖2NanoChromicsTM的印刷類紙顯示器結構

圖2顯示的是一個單塊集成的NanoChro -micsTM顯示器結構。它由多個多孔層堆疊組成，這些層依次打印在有透明導電層（ITO或PSS: PEDOT）的基底上。器件的每一層都有特定的功能。吸附染料的TiO2層通過染料分子的還原或氧化來改變器件顏色。白色反射層提高對比度而且使TiO2層與ATO層之間電絕緣。ATO層有著高電容，保持TiO2層內的電荷注入和流出時的整個器件的電荷中性平衡。ATO下的導電碳層使器件電容進一步增加，起著背電極的作用。

打印的最后一步（圖2中未體現），用液體或聚合物凝膠電解液套印多孔塑料結構，干燥之后用PET膜密封。在導電碳層下的透明導電層上加上負電壓器件就被接通。這引起TiO2層上染料分子的還原（著色）。加反電壓下，染料被氧化，器件褪色。

使電致變色器件著色和漂白的閾值電壓很低(只有1V)。這個可以用小的過電壓驅使表面吸收染料分子發生的電化學還原解釋，而且小的過電壓能驅使在塑料基膜孔中的電荷補償離子移動。因為所需的正向直流電壓很小，器件的能量消耗也小，而且轉換速度在ms范圍內。

通過控制電荷的注入可以連續調節著色量。使用吸收高密度染料的TiO2層結合優化白色的反射鏡，得到高對比度的彩色。選用合適的染料分子的組合可以實現全光譜范圍的彩色。

噴墨打印是基于無毒、容易掌控的材料，例如碳、二氧化鈦、ATO、和小分子染料。所有的活性層通過傳統過程沉積，例如絲網印刷技術和持續輥式加工技術如苯胺印刷。這些打印式器件的結構如圖2所示。

NanoChromicsTM器件的性能、可靠性符合先進器件所需要的性能。通過分子技術、材料和離子補償驅動電流技術的結合，NCDTM器件的性能滿足了商業化應用。NCDTM器件在消費產品應用要求其壽命至少要達到10年，在實驗室加快壽命測試中證明了其壽命至少能達到10年，且有4,000萬次的循環數

印刷式單片電路結構的柔性基底的轉變，提供了器件在柔性和低成本的解決方案。單片集成電路結構在一個基底上構造了所有層（像今天的打印式媒介），而且基于兩個平行空間分隔基體的傳統顯示器不可能具有如此的撓曲性。另外，基于單個基底全打印式器件具有成本優勢和無后端裝配需求，這是相當值得考慮的，它打開了和傳統印刷媒介競爭的功能性應用之門。圖3顯示的是打印在PET上的NCDTM器件。

打印式彩色器件展望

現在，大多數平板顯示器采用RGB彩色濾波器實現彩色顯示，如圖4所示，主動發光型器件的RGB方案可以得到一個寬色域（是以光的疊加產生的），但如果將其應用于反射型器件中，結果則很糟糕。

大部分反射光在傳輸和吸收中損失，降低了總體的亮度，而其對人眼感知的色彩也有影響。事實上，反射型白光器件的最大光功率比同等的單色光器件的33%還要少。器件的亮度可以通過降低在濾光片中的光飽和度改善，但這同時會降低器件的色域。

圖3印制在PET上的NCDTM器件，與一片印有銀線的平板電池連接

圖4RGB彩色濾光片

進一步講，反射型器件是產生富彩色最好的解決方法，它從結構上實現色彩疊加。在這些領先的候選技術中能夠實現色彩疊加的技術有Ch-LCD和電致變色。

Kent顯示公司演示了幾種RGB模式堆疊彩色Ch-LCD技術模型。最新Ch-LCD的聚合物矩陣小滴溶膠旋涂實驗證實了發展打印疊層彩色器件結構的可能性。印刷是使堆疊RGB Ch-LCD商業化的解決方案，可實現致力于戶外廣告業日益增長的市場。

這些初期疊層顯示器件是有前途的，他們在RGB濾光片實現彩色進行了很大的改進。然而，實現鮮艷自然的彩色還是存在一些技術障礙。特別是，顏色通過窄波長光的反射（不是吸收）補償，限制了色域。另外，這還導致在配置在柔性基體上的器件有大的頻移。

最后，全打印式光吸收式自然彩色顯示器件為真彩色的產生提供了最好的解決方案。它可通過多色像素平面列陣或者CMY墨減色堆疊序列實現。盡管實現多色電致變色分子匹配存在一些困惑，電致變色器件有能力支持這兩種結構。

圖5闡明了CMY減色堆疊全光譜打印式NCDTM電子紙顯示器的結構。今天， 印刷式OTFT的發展和商業化為這種器件體系打開了門路。印刷式電子晶體管的發展讓人期待，一些公司在印刷式有機晶體管發展上取得一些成功，一些器件現在已經可以實現80 cm2/V-sec的遷移率。我們期望在不久的將來會實現一個全打印式NCD CMY/CMYK堆疊顯示器。

圖5堆疊的NCDTMCMY顯示器

結束語

使用EPD技術的電子讀物，比如Sony Reader和Amazon's Kindle，和印刷式電子學支撐的自動架子標簽的出現，都清楚地顯示了電子紙顯示器時代的到來。想要將市場從局限的應用環境（電子書、印刷式標簽）到更廣闊的的應用，需要電子紙顯示器有和打印紙一樣的使用體驗，而且還要支持低成本印刷，能夠實現鮮艷自然色顯示。

反射式顯示器技術有著易讀的對比度。一些支持大批量全印刷式制造業和印刷式電子技術一致。彩色方面的一些限制上，彩色堆疊器件結構上有了初步的成功。無論如何，實現全打印式減色彩色顯示器的電致變色技術是最理想的支持這三個重要性能的技術。

最后，為真正認識到打印式媒體市場色彩的重要性后，要考慮以下方面：電子報紙和電子雜志被認為是便攜式電子紙顯示器的目標市場但報紙和雜志最主要的收入（和書不同）不是靠內容，而是靠廣告。在現在市場中，色彩對廣告能給予人深刻印象起著至關重要的作用。沒有任何一種電子紙顯示技術可以和印刷式彩色器件相匹敵，我們都將期待這些技術產品能夠得到應用。

參考文獻：

[1] 省略.

[2]U. Bach, et al., Adv. Mater. 2002，14, No. 11：845.

[3]Cummins, et al., [J]. Phys. Chem., B 104: 11449-11459.

[4]D. Corr, et al., Solid-State Ionics, 2003,165: 315-321.

[5]M. A. Mossman, et al., New Reflective Color Display Technique Based on Total Internal Reflection and Subtractive Color Filtering [C].SID Symposium Digest Tech Papers, 2001, 32： 1054.

[6]P. S. Drzaic. The Emergence and Evolution of Electronic Paper[C]. SID Applications Tutorial Note, 2005.

第4篇：柔性電子印刷技術范文

市場認知度與接受度不斷提高

30年來，柔印在中國市場取得了初步的進步，占據了一定的市場份額，特別是在瓦楞紙箱、無菌液體包裝（紙基鋁塑復合包裝材料）和紙杯餐巾紙領域的應用相當廣泛，占據主導地位。但凹印在軟包裝領域仍是一枝獨秀，凸印也是標簽印刷的主流，折疊紙盒印刷更非膠印莫屬，使得柔印在上述主要印刷市場所占份額很低。這也就導致柔印在整個中國印刷市場所占比例仍然很低（約9%），與歐美國家較多的柔印應用形成鮮明對比。

盡管中國柔印的發展速度一直未盡如人意，但“襁褓”中的柔印卻一直備受業內人士呵護，正逐步走出柔弱的幼年期。材料技術、工藝技術和印前技術的持續改善，使柔印一改以往印刷效果粗糙的形象，步入高印刷品質行列，加上其自身更加高效、環保、安全和衛生的特性，市場認知度和接受度也在不斷提高，主要體現為：紙箱預印越來越多地使用柔印；軟包裝凹印轉柔印的腳步開始邁動；標簽印刷越來越多地采用柔??；印刷機械制造商越來越多地加入柔印機的研制行列；國際供應商紛至沓來，無一可以忽略中國的柔印潛力；高校開始講授柔印知識或開設柔印課程，教師和學生的柔印意識逐漸增強。

總而言之，中國印刷業已經認知柔印的特點，而且開始主動接受和包容柔印的一些缺點（如加網線數和分辨率較低等），做到揚長避短?？梢姡袊嵊〉陌l展已經出現可喜的局面。待到柔印在中國的軟包裝、標簽和折疊紙盒等印刷市場占據相當份額時，柔印在中國就將迎來飛躍式發展。

柔印產業鏈日趨完善與多元化

中國柔印的產業鏈已經形成，無論是印刷機和印刷機輔助設備還是印刷耗材，都實現了國產和進口的“并駕齊驅”，市場競爭已經充分，甚至達到了白熱化的程度。

柔性版的制作和供應作為柔印產業鏈的重要組成部分，具有鮮明的特點：80%以上的柔性版制作有專業的制版公司擔當，所以制版公司是柔印產業鏈中的重要一環。目前中國有大大小小的制版公司數百家，但專業化水平高且具有相當市場美譽度的制版公司估計不超過30家。由于制版公司眾多，競爭日趨激烈，但只有專業化和規?；闹瓢婀静艜叩酶h、更好。

衡量產業鏈完善和成熟程度的另一個重要指標就是人才的教育培訓情況。中國的柔印人才還相對十分匱乏，人才培養的重擔主要落在印刷企業和供應商身上。但隨著越來越多高校對柔印的重視，比如安排柔印的教學內容或將柔印作為獨立的一門課程進行講授，部分高校還配置了柔印機和柔印制版設備等供學生實踐，相信柔印人才匱乏的局面很快就能得到改善。此外，高校與柔印界供應商的聯系合作也越來越密切，柔印的最新技術能第一時間傳輸給學生。比如，自2011年來，由富林特集團柔印產品事業部聯合合作伙伴舉辦的三屆“大學柔印最新發展培訓與實踐”活動，就得到了全國各地設置印刷包裝專業高校的積極響應和參與。

近年來，中國印刷技術協會柔性版印刷分會同樣大力推動中國柔印的發展，規律地舉辦柔印技術交流會和柔印年會，同時每兩年進行一次全國性的柔性版印刷質量評比。

柔印產業鏈的日趨完善與多元化，有助于柔印技術進步和成本降低，中國柔印的可持續發展也因此有了根本保障。

技術應用與世界柔印發展水平同步

柔印自誕生以來，一直在不斷地創新：從最初的橡皮版到感光樹脂版的問世，再到數字柔性版和數字工藝流程的應用；從實地色塊印刷到網目調圖像印刷；從平張版雙面膠貼版到無縫套筒無需貼版的革新；從環保溶劑代替不環保溶劑來制版；從溶劑制版到無溶劑制版（水洗柔性版、熱敏制版技術、激光直接雕刻制版技術等）的出現；柔印機從齒輪有軸驅動到電子無軸驅動；從低速到高速；從普通油墨到UV油墨；從低線數網紋輥到高線數陶瓷網紋輥；從塑料刮刀到鋼刮刀；從硬雙面膠到彈性雙面膠；從規則網點到調頻調幅網點再到混合加網；從分步制版到柔性版自動制版；從笨重的鋼版輥到輕質套筒（套筒網紋輥和印版套筒）的應用；從低分辨率到高分辨率網點再現技術和數字柔性版平頂網點技術……

“三分印刷，七分印前”，這句業內廣為流傳的話，著實反映了印前工藝的重要性。當前柔印印前工藝主要包含圖案處理和制版兩方面。這里就數字柔性版平頂網點技術略說一二。近年來，平頂網點技術在柔印制版領域風生水起，成為熱門話題。平頂網點制版技術因能明顯改善柔印網點的穩定性和一致性，以及增大印刷操作寬容度等而廣受推崇。實現平頂網點的方式有5種：富林特的NExT、柯達的NX、麥德美的LUX、杜邦的Digiflow和艾司科的Inline UV。這些技術都有各自鮮明的特點，但所涉及的額外材料或設備還是會給用戶的綜合制版成本帶來壓力。為此，富林特、麥德美、杜邦均投入了相應的研發工作，目前都推出了無需借助額外材料或設備的平頂網點版材，如富林特的NEF和FTF版材、麥德美的ITP版材、杜邦的EPR和ESP版材。

客觀地說，國內柔印技術的應用總體上與歐美最高水平是一致的、同步的，并沒有出現國外任何柔印技術在國內尚未被采用和應用的現象。

與其他印刷方式長期競爭互補

第5篇：柔性電子印刷技術范文

關鍵詞：空穴注入層；聚合物OLED；印刷電子

中圖分類號：TN141文獻標識碼：A

The Importance of Hole-Injection-Layer Technology in Polymer Organic Light-Emitting-Diode Displays

Brian Woodworth，Mathew Mathai，Ritesh Tipnis，Eric Boughner

Abstract: By improving cost and manufacturing efficiencies of OLED displays,hole -injection -layer technology could be one factor in enabling the commercialization of flexible OLED -based displays.

Keywords:hole-injection-layer; polymer OLED; print electronic

電子技術正從作為商業和日常生活工具的地位不斷過渡，體現出新的功能,這些過渡在我們周圍的生活環境中潛移默化地發生和進行。印刷電子設備（PE）將以指數規律對這一趨勢產生影響，它已導致信息處理、能量傳輸和通信的新方式的誕生（見圖1）。PE的繼續發展對于可提供低成本高效率產品和產品設計最優化的趨勢是關鍵性的，因為以目前的電子制造技術是不可能得到這種綜合性的最優化。

PE在電源、電路和發光諸方面新的低成本應用預計將促進該行業迅速發展，其行業產值可從目前的10億美元達到20年后的300億美元。PE在不久的將來具有印刷制造發光器件的可能性，使OLED可顯示高分辨圖像，功耗小于LCD屏。在視頻方面的另一應用，包括印刷制造太陽能組件，比硅基配對物有更好的性價比，還可印刷制造射頻識別器件。當所有這些應用在柔性基板上進行設計和得以實施，無疑將獲得極大的性價比。

1在FPD行業中的應用

采用有機導體（OC）材料的顯示器件，如果其關鍵參數諸如器件效率、壽命和工作電壓實現最優化，將可獲得平板顯示器(FPD)市場的重要部分。此外，為使其應用在價格上具有競爭，可使用印刷或者溶液處理方法，制造技術對于降低價格是極為重要的。采用OLED技術的柔性顯示將是符合這些設備要求的最佳選擇。

OLED可以制造成多種式樣，而每一次有益的改進都促進了研究以及產品的商業化。某些OLED顯示擬采用小有機分子（SMOLED）混合制作發射層，這需要在制造設備方面投入相當可觀的投資，因為為了獲得所需的每一種顏色，在極薄的光掩膜上進行一系列的真空沉積工序的成本是很高的。另外在材料使用和能耗方面采用該制造方法是低效率的，致使其在成本方面毫無優勢，尤其對于大面積顯示。這也說明該方法應用到大尺寸基板上實施是非常困難的。

這種情況導致了對于由電致發光聚合物構成的發光二極管（即通常所稱的PLED）的廣泛興趣，這種聚合物傳統上采用溶液處理技術（與墨水類似）。不僅因為溶液處理技術成本低，還由于多項應用技術，如噴墨印刷和接觸印刷是用于在柔性基板上淀積小有機分子的主要手段。另外，當小有機分子（SMOLED）擬應用到較大基板時，基板尺寸被限制，這是由于它目前制造方法的固有極限所致，而上述印刷技術可在大尺寸或小尺寸兩種基板上制備PLED，在大尺寸基板方面還更具優勢。因此，PLED技術作為柔性有源矩陣顯示的前面板制備技術十分具有潛力。

典型的雙層PLED器件結構見圖2。它由制備在玻璃板或者塑料基板上的四層材料組成，在低逸出功函數的金屬陰極和透明陽極――ITO之間制作由溶液處理獲得的發光聚合體薄層（LEP）和透明空穴注入層（HIL）。

2空穴注入層的重要性

如果PLED器件大批量用于制造有源矩陣顯示器，那么空穴注入層在提高效率、延長壽命、降低電壓方面的重要性是不可忽略的?？昭ㄗ⑷雽釉赑LED中的作用是：

①使空穴有效注入和通過這兩層之間的能量間隙將空穴從陽極遷移到LEP（發光聚合體薄層）層；

②使陽極表面實現平面化，以防止短路；

③大量電子從LEP層流出進入陽極而不產生復合。

這樣，有效的空穴注入層HIL使空穴和電子均勻地集結在發射層，以低輸入能實現最大程度的復合，這將導致器件性能在上述所有范圍的提高。一種理想膜的厚膜結構和形態提供了空穴遷移到LEP和HIL界面的均衡導電通道，這可降低開啟電壓和提高發光性能。

多種工藝使用了空穴注入層材料，它們普遍是以聚乙烯(3，4四溴化乙烯)（PEDOT）為主要成分。另一類廣泛使用的空穴注入層材料是以聚合對二氨基聯苯/硼烷/氨酸碘三元系統的非質子成分以及硅氧烷/咔唑為主的HIL材料,上述這些材料都可加工為溶液，已被制成商品銷售供印刷電子行業使用。然而，小分子（SM）顯示制造商們一直在繼續使用由某些氣相淀積系統制備獲得的對二氨基聯苯/F4TCNQ為主體的空穴注入層材料。

必須指出，可用于批量生產的HIL技術在對PLED的性能和壽命產生某些積極影響的同時，也存在若干缺點，這些缺點限制了上述這些材料的使用，最終影響了PLED的批量生產。這些限制包括：

①常規HIL的高酸性引起ITO退化和將銦溶化進HIL層，這種陽極和HIL界面的不穩定將影響器件性能和降低它的壽命，此外，這還導致印刷這些材料時的困難，增加絲網印刷時的磨擦，甚至撕破印刷絲網。

②傳統的HIL材料具有吸濕性能，導致大量濕氣吸收，這對于器件是十分有害的。

③目前可批量生產工藝僅限于使用水性系列材料，這限制了顯示器件制造者對印刷工藝的選擇。因此，為了使PLED尋找到更合適的應用，如用于制備對角線大于30in有源矩陣電視的前板，則需要對現有HIL材料的性能進行升級和品種改良。

3Plexcore公司空穴注入層的制造和性能提高

Plextronics公司開發了Plexcore空穴注入層技術，這是一種實現PLED顯示商品化的關鍵技術，通過采用擴大的聚合體設計平臺Plexcore空穴注入層材料的高可調性能可幫助克服現有技術的限制，這一點是非常重要的。因為器件結構和材料選擇的多樣性，如LEP，可滿足顯示制造商組成空穴注入膜層不但柔軟，而且在器件中與上下層材料結合一致和協調的需要。

Plexcore空穴注入層是一種復合成分系統，它包括多邊聚乙烯（RRPT）聚合體（圖3），還有添加劑，復合成分溶液系統（包括水和有機溶液兩種），一種矩陣聚合體和另一種影響HIL特性或者薄膜性能的添加劑。這些特殊的成分和配比隨應用在特殊OLED器件中的要求和其發射系統而改變。

該公司為科技人員研究改進適合用于HIL產品材料的基本性能提供平臺。在過去的幾年中，用多于850種獨特的成分配比在大約2，750個器件中篩選出六種可實際使用的發射極。圖4表現了反復試驗的結果，利用調節Plexcore 空穴注入層的成分配比獲得期望的器件性能。顯示器制造的試驗表明，該技術將幫助獲得產業化的高性能低成本AMPLED全色顯示，壽命和效率大大提高。

4 空穴注入層對大量商用設備的影響

測試器件性能獲得的數據表明Plextronics公司利用這一系統基礎技術解決了大批量生產的關鍵問題，從圖5 Plextronics公司的有源矩陣OLED進展過程可看到通過成功采用HIL和相應發射技術的改進，使器件結構實現了最優化, 同時，研發能力也大大提高。這種在技術開發方面的努力將使器件壽命性能滿足OLED在顯示行業的商用。

5結語

印刷電子為發展柔性顯示的功能開創了一個新天地。OLED，特別是通過印刷方法制造的PLED顯示首當其沖。如上所述的空穴注入層技術通過不斷改進將提高這些顯示的效率和工作壽命，同時大大降低它們的制造成本。這些進展將有助AMPLED顯示贏得FPD市場份額增加的可能。

參考文獻

[1]Nanomarkets. Organic Electronics[J].A Market & Technology Assessment, 2006,9.

[2].X.M.D.Gong, D.Moses, A.J.Heeger. Apple.Phys.Lett.2003,83:183.

[3].A.Kraft,A.C.Grimsdale,A.B.Holmes. Chem.lnt.Ed.,1998,37:402.

[4]S.Chen and C.Wang. Appl. Phys.Lett, 2005,85: 765.

[5]T.Lee, Y.Chung, O,Kwon,and J.park. Adv.Funct.Mater.2007,17: 390.

第6篇：柔性電子印刷技術范文

關鍵詞：CTP； 出版社； 選擇性； 應用

1　從數據看我國CTP技術應用的發展現狀

（1）根據2010年中國印刷及設備器材工業協會印刷器材分會的最新統計，2009年國內CTP制版機增加了近600臺，保有量為2 200臺。按照這種發展速度，2010年底我國CTP制版機保有量或可達到3 000臺以上，CTP應用高速發展[1]。（2）2010年我國膠印版材實際總銷售量為3.34億m2，比2009年增長16.00%，其中傳統PS版銷售量為2.16億m2，比2009年僅增長1.56%；CTP版銷售量為1.17億m2，比2009年增長57.00%；CTP版使用量占比達35.03%?？紤]到其中的出口因素，我國CTP版使用量在膠印版材使用總量中約占22.00%。（3）我國膠片進口量占總量達80.00%，主要依靠進口的局面沒有改觀，但印刷技術的變革使制版軟片的消費量越來越少。按印刷器材分會的最新統計，2010年軟片進口9 784萬m2,比2009年減少4.00%；進口金額53 511萬美元，比2009年增長13.00%；進口量減少而進口金額卻大幅增加，可見進口膠片價格上升幅度達18.00%，到2011年已經遠超該水平了。（4）至2009年9月，國內裝機的商業型CTP設備總量超過1 500臺，占了CTP設備保有量的近3/4。現在，強調速度的報刊印刷基本普及CTP，強調質量的商業印刷使用CTP非常積極，而書刊印刷則在商業印刷的帶動下快步追趕，裝機量迅速增加[2]。

2　CTP技術應用的優劣勢分析

2.1　優勢

(1)節省出書時間，提高圖書生產效率。(2)增加圖書生產的柔性。(3)提高圖書質量。(4)降低印刷直接成本：①膠片輸出費用直接減少。②核片的人工成本下降，拼版費用直接節省。③節省膠片管理和郵寄費用

（5） 提升生產管理水平：①促進生產實現印前信息化管理。印刷數字化工作流程是建立在信息數字化基礎上的，CTP技術是印刷數字化發展的基礎。數字化工作流程及管理成為CTP技術運行的必要條件和關鍵。CTP技術的應用，將逐步實現數字原稿、數字打樣、可移植文件格式（PDF）輸出、色彩管理、數字工序管理、網絡傳輸，最終實現全程數字化。②規范出版社數字文檔，推動數字出版。CTP技術帶來了數字化的管理理念。由于歷史的原因，傳統出版社對圖書制作的電子文件存檔存在著諸多不規范，如存檔版本情況、修改的部分內容與整體內容文件分離、制作軟件版本不規范等，這些都制約了出版社數字化管理的發展趨勢。CTP設備與配套工序之間要求企業對印刷過程進行數字化管理，同時也要求出版社的排版、設計和印制人員必須適應數字化的管理要求。（6）有利于環保。CTP技術不需要輸出膠片，省去膠片曝光沖洗、修版、曬版等工藝環節，可避免或減少大量化學藥液的使用和排放。雖然某些CTP版材還需要化學藥品的處理，但免后處理印版已經逐步開始使用。當前,低碳概念風行全球,綠色印刷在中國被提到了前所未有的高度。隨著CTP技術的逐步完善，印刷給環境帶來的污染必將逐漸減少，真正實現綠色印刷[3]。

2.2　劣勢

 （1）CTP系統要求印刷企業建立起印前系統和數字化的工藝流程，在提升印刷企業軟硬件同時對上游的出版社提出了更高要求。要想建立比較順暢的數字化流程，出版社需要投入不小的資金更新自身軟硬件環境。（2）由于省去了核片的流程，電子文件在重印輸出時出錯的可能性仍然存在，基于這種擔憂，重印圖書的質量把關完全在印刷廠，如果出版社介入則將增大編輯或者校對的工作量。（3）由于工藝有其特殊的延續性和依賴性，目前引進CTP系統的企業仍然是各方面實力較強的企業，他們在印刷行業的話語權比較強，短期內大范圍應用將自動減少出版企業對印刷供應商的選擇，這樣容易喪失出版社自身的工價定價權[4]。

3　CTP技術的選擇性應用

3.1　從重印角度考慮，出版社最適合CTP技術的圖書，按順序依次有

（1）期刊雜志。以正文單色3.50印張、印數2 000冊的雜志為例，節省出片打樣費用620.000元，折合單印張成本降低0.089元，占印制成本15.30%。（2）零散印刷活件，如書目、宣傳資料、一次性使用的資料。以正文彩色3.50印張，印數8 000冊的書目為例，節省出片打樣費用3 000.000元，折合單印張成本降低0.107元，占印制成本13.50%。（3） 重印率極低的圖書，包括印量相對較少的圖書。以一本普通的20個印張、印數2000的圖書為例，節省出片打樣費用1 032.000元，折合單印張成本降低0.026元，占定價的1.30%（按2.00元/印張定價）。（4）改版速度快的圖書[5]。

3.2　從周期角度考

我們認為最適合CTP技術的圖書，當然是急稿，在傳統制版方式下，從書稿核紅到出書至少一周時間，若使用CTP技術出書，由于省去了出片、核片、膠片來回流轉、手工拼版、曬版、修臟，再加上機械曬版使試機時間縮短，整體出書周期能縮短3 d，這是傳統制版工藝不可想象的。

3.3 從圖書同時印刷角度考慮

對教材出版單位，由于各地分印，多地同時供應膠片、且工藝需求不一致的情況下，分印的教材更合適CTP技術，特別是彩色版教材。以10.00印張、印10 000冊的彩色教材來測算，節省出片打樣費用8 400.000元，折合單印張成本降低0.084元，占定價的5.20%；以5.25印張、印10 000冊的黑白教材來測算，節省出片打樣費用1 030.000元，折合單印張成本降低0.020元，占定價的2.80%。

應該說，所謂的適宜也只是短期的最佳契合而已，隨著CTP技術的成熟和完善，我們對產品適宜性的考慮會逐步減少。

4　長期規劃、分步啟動，促進CTP技術的更廣泛應用

第一步，雜志、內部資料和急稿，我們直接安排CTP生產。雜志和內部資料質量要求不高，重印的可能性很小（即使重印但改版的可能性很大），這種產品保留膠片的意義不大。急件直接迎合了CTP流程的要求，從核紅到膠片下廠能節省2～3 d的時間，突破了傳統圖書生產的極限，在這種情況下編輯很容易接受。

第二步，重印率較低或者印張較多的圖書，我們積極推薦CTP生產。重印率較低是考慮了傳統膠片的保存價值，印張多則完全考慮了成本節約的最大化，因為印張多節省的膠片輸出和打樣費用更大，從而最大限度的拉低整本圖書單 印張價格。

第三步，分印教材大批應用。因為教材分印地多，發片時間緊，彩色版本多，這三個特點正迎合趕工期、最大限度降低輸出費用、電子化的CTP技術。由于各地分印廠商實力差距較大，可以有選擇的在部分實力強的工廠大膽應用，促使其他印廠積極改善和提高自身設備水平，提升合作印廠檔次。

第四步，質量要求高的精品圖書和重點圖書。CTP技術的應用，減少了傳統拼曬版人為操作的誤差，提高了網點還原效果，同時使得印前和印刷環節緊密結合，確保高質量的印刷效果。真正達到工藝改善品質的目的，這也是我們的最終的追求。

第7篇：柔性電子印刷技術范文

印機市場狀況

多年來，我國印刷包裝機械行業產品都由企業自產自售。自產自售的致命缺點是，龐大的銷售隊伍使企業的成本加重。一般大型企業在國內的銷售網絡投入的人員均超過百人，至少每個省有一個常駐的銷售點，加上銷售場地的租金，是一筆不可忽視的費用。如果采用企業集團聯盟，這樣的問題就非常簡單，銷售費用可得到大幅度降低。

印刷包裝機械按照工序可分為印前、印刷和印后設備。全國印刷包裝機械有大大小小的印刷設備生產企業有百余家，但是有規模的企業總數約68家；年銷售收入超過500萬元的企業僅有38家。2011年，產品銷售收入同比增長的占72%，同比減少的占28%；銷售收入同比增長的占51.5%，同比減少的占29.4%，虧損占19.1%；盈利過億的企業僅有1家，盈利過千萬的有14家。德國盡管也有數十家大大小小的印刷包裝機械制造企業，而具有聲譽的名牌企業有3家，2011年的第一季度出口到中國的印刷包裝機械總價值高達1.171億歐元，其海外市場占整個企業銷售的80%，且主要出口國為美國。德國的實例告訴我們，制造名牌產品是占有市場的關鍵。這些基本數據說明，印刷包裝機械的自產自銷時代已經不復存在，走企業集團化是我國印刷包裝機械行業的必由之路。

組建集團化聯盟

由有實力、有影響、產品質量過硬的國內龍頭企業牽頭，組建印刷包裝裝備制造銷售聯盟集團，在集團內設置工程研究中心和銷售總公司，實現大生產條件下的分工協作，生產企業進一步細化到零部件生產和整機組裝企業。工程研究中心吸納國內外高科技印刷設備研究人員，負責新產品的設計和試制；銷售總公司在全國建立銷售營銷實體網絡和電子商務，實現產品銷售和售后服務一體化，為印刷企業解決技術難題和技術改造。

建立產學研有機結合的研究機構

充分利用相關學會、協會的橋梁紐帶作用和海歸留學人員資源優勢，加強與國際知名印刷設備制造公司的技術合作與交流，共同研發產品和委托技術服務，保證工程研究中心研發方向符合世界印刷設備發展趨勢，通過合作取得雙贏和多贏，提高社會經濟效益。

建立符合企業未來發展目標和產業化發展要求的運行管理體制，使工程研究中心的核心競爭力得到顯著提升，并在此基礎上收入和現有利潤每年保持20%的增長幅度。工程研究中心的設計產品圖紙可以采用光盤輸出、數字打樣、網絡遠程服務等多種方式給我國大小印刷包裝機械制造廠家提供高質量的柔性版印刷機、凹版印刷機、絲網印刷機及其印刷輔機產品，帶動全國印刷技術的進步。生產企業采用招投標方式按照銷售公司的訂單進行生產。

工程研究中心要確保擁有一流的印刷新設備研發隊伍；確保在新的國際競爭環境下能夠保持競爭力，包括：逐步按國際標準組織公司運作（產品、服務、運營、人才），加強國際合作，利用國際資源發展業務，并不斷對國際市場高科技印刷材料進行研究開發。工程研究中心聘用優秀人才，以薪酬留人、事業留人、感情留人，采用股份制，建立保證工程研究中心長久發展的人才吸引、項目激勵和良好發展的機制和體制。

工程研究中心可作為印刷包裝等院校的教學實驗基地，一方面，院校的相關科研成果可帶進該中心孵化中試，加速產業化工作；另一方面，院校的教授及相關專業研究生可來工程研究中心合作研發項目，實現優勢互補和產學研的最佳結合。同時，該中心可為全國設立印刷包裝專業的院校學生提供生產實習和實踐課程，使產學研有機地結合起來，為中國的印刷包裝機械和印刷事業培養合格人才作出貢獻。

建立全國銷售網集中銷售和配送

充分利用互聯網和電子商務推動生產銷售的信息化進程，建成具有國際水平和產業化規模的高科技印刷設備制造集團的下屬銷售總公司。實際上，阿里巴巴公司已經為印刷包裝機械行業作出了典范。阿里巴巴為中國優秀的出口型生產企業提供在全球市場的“中國供應商”專業推廣服務，此服務依托世界級的網上貿易社區，順應國際采購商網上商務運作的趨勢，推薦中國優秀的出口商品供應商，獲取更多更有價值的國際訂單。加盟企業近3000家，超過70%的被推薦企業在網上實現成交，眾多企業成為國際大采購商如沃爾瑪、家樂福、通用、克萊斯勒等的客戶。

第8篇：柔性電子印刷技術范文

【關鍵詞】 染料敏化太陽能電池 電極 制作細節

在染料敏華太陽能電池制作過程中，兩個電極[1]的制作是最重要的制作環節，其制作程序直接影響電池的光電性能（光電轉換效率等）。

常用來制作染料敏化太陽電池光陽極的半導體材料主要有納米TiO2、ZnO、SnO2、和Nb2O5等氧化物[2]。在納米TiO2薄膜制備領域，目前有兩大研究熱點：在柔性襯底上制備TiO2薄膜和制備規整有序的納米TiO2薄膜。為了改善電池的光電性能，人們采用了TiCl4表面處理、表面包覆和摻雜等物理化學修飾技術來改善納米TiO2電極的特性。TiCl4表面處理可改變TiO2導帶位置，增大光電子注入效率[3]。在納米TiO2表面包覆具有較高導帶位置的半導體或絕緣層以形成類似核-殼結構的阻擋層來減少TiO2導帶電子和氧化態染料或電解質中的電子受體的復合概率[4]。實驗表明，在納米多孔薄膜中適當的摻雜他類金屬離子可以增強電池的光電性能。劉秋萍等以Mg摻雜TiO2薄膜取得了7.12%的轉化效率，較未摻雜的電池短路電流提高了26.7%[5]。張盼盼等的研究也表明，在TiO2薄膜中摻雜Zn能提高TiO2導帶能級，同時可延長俘獲態電子的復合時間常數，提高電池的開路電壓[6]。經過二十多年的研究，在對燃料敏化電池的光陽極、染料、電解質、對電極等關鍵材料的研究取得一些列可喜成果之后，其光電轉化效率已經達到了15%的商業化生產標準[7]。

現有文獻一般敘述大體制作工序，在實際操作過程中需要有更具體的技術細節才能制作出高質量的電極。因此我們對光陽極的制作過程做了細致研究，以保證實驗的穩定性與可重復性。

1 燃料敏化電池的內部結構和工作原理（如圖1）

“染料敏化太陽能電池”全稱“染料敏化納米多孔TiO2薄膜太陽能電池”，是模擬自然界中的光合作用原理，采用吸附染料的納米多孔TiO2半導體膜作為光陽極，并選用適當的氧化-還原電解質，用鍍鉑的導電玻璃作光陰極。其主要由納米多孔半導體TiO2薄膜、染料敏化劑、氧化還原電解質、對電極和導電基底結構組成。

當太陽光照射到電池表面時，鑲嵌在納米TiO2薄膜表面的光敏染料吸收光子，染料分子受到激發由基態躍遷到激發態，后TiO2的導帶注入電子，此時染料自身轉變為氧化鈦的正離子。注入到二氧化鈦層的電子富集到導電基底，并通過外電路流向對電極，形成電流。染料正離子接受電解質溶液中的電子給體得到電子，自身恢復為還原態，使染料分子再生。電解質中的被氧化的電子給體擴散至對電極，在對電極表面得到電子，被還原，從而完成循環，在整個過程中，表觀上化學物質沒有發生變化，而光能轉化成了電能。

2 染料敏化太陽電池電極的制作細節

燃料敏化電池的光陽極是由導電玻璃基底、在基底導電面結晶而成的半導體氧化物薄膜和吸附于氧化物晶體顆粒上的光敏劑三部分組成，是實現光能向電能轉換的關鍵部件。實驗發現，在光陽極的制作過程中，對導電玻璃前期處理不規范，會使電池性能起伏嚴重，降低實驗的可重復性。故而，我們將對導電玻璃的前期處理做了規范，起到了良好的效果。

2.1 對導電玻璃的前期處理（如圖2）

切割導電玻璃：按絲網印刷機的網格大小制圖，按圖在玻璃無導電膜的一面上切割，玻璃刀的斜度為45°為宜，在剖開玻璃時兩手平行用力。

打孔：在制作光陰極時需要打孔，打孔位置應預先標記，根據工作面積大小選擇打孔數目，在對電極的工作面外側進行打孔。常用的打孔設備有超聲波打孔機，激光打孔機等。

清洗玻璃：用棉球蘸洗衣液清洗導電玻璃，在帶有導電材料一面，棉球應沿一個方向擦動；然后，依次使用無水乙醇、丙酮、無水乙醇浸泡，并進行超聲處理，每一過程持續30min左右。

燒玻璃：為了去除玻璃上的有機物質制造電池的玻璃以450°的溫度燒結，燒結時間為3小時，取出玻璃時溫度降到120°。

2.2 制作光陽極（如圖3）

（1）制備TiO2薄膜。目前制備TiO2薄膜的方法很多：浸漬法、旋轉法、高溫溶膠噴射沉積法、絲網印刷法、濺射法等多種技術，本文著重運用絲網印刷技術制備TiO2多孔薄膜電極，使TiO2膠體能夠更好的吸附在導電玻璃上，以達到電子外電路輸送效率更高的目的，過程如下：

①根據絲網版的印刷位置調整絲網印刷機的印刷范圍，利用網格圖，將定位玻璃板與TiO2薄膜電極一塊放到印刷臺上，手調定位板的位置，觀察玻璃基底處于絲印圖案正下方的位置。②確定位置后，抬起絲網版，用膠帶固定住定位玻璃板，并用鉛筆輕輕勾勒出玻璃基底的具置。③放下絲網版后，在絲印圖案邊沿一端滴加少量的TiO2膠體，將軟質刮刀調整到一定的高度，使刮刀的壓力傾斜度約為45°，啟動機器，讓軟質刮刀在絲網版上刮動一次，使膠體在刮刀的作用下通過網孔，均勻的沉積到導電玻璃上，盡量一次完成，多余的膠體回收利用。④抬起絲網版，輕輕移出夾在中間的薄膜電極，置于干凈處備用，及時用酒精溶液清洗絲網版及軟質刮刀。若要制備多層不同粒徑的TiO2薄膜，可采用逐層印刷法，每印刷一層薄膜都必須燒結一次。

將印刷有多孔薄膜的基底放入馬弗爐內，膜面朝上，以每分鐘15℃的速度升溫，于450℃時溫恒煅燒15min，當爐溫自然冷卻至350℃時恒溫10min，接而繼續以每分鐘15℃的速度升溫至450℃時恒溫15min，最后將電極在馬弗爐里面自然冷卻，120℃時用鑷子取出制備的多孔膜電極。燒結溫度不宜過高，主要除去膠體中的水分及有機物，使TiO2形成多孔的高比表面積形狀，以吸收更多的染料分子，增大光的捕捉效率，過高的燒結溫度反而會導致膠體薄膜的碳化，因此控制溫度是極其重要的。

（2）染料色素液的配制。敏化染料作為燃料敏化電池的光捕獲天線，它的性能是決定電池光電轉換效率的重要因素，它不僅需要很寬的可見光譜吸收，以盡可能多的利用太陽光，而且要緊密地吸附在薄膜電極表面和較好的穩定性，以便于長期循環使用。本文使用了N719商品染料。

稱取36mg染料樣品放入50mL小燒杯中，用無水乙醇做溶劑，少量多次轉移到100ml容量瓶內，快到刻線時用滴管定容，搖勻。最后放入小磁子，用黑色保鮮膜包裹容量瓶外側，放在磁力攪拌器上攪拌24h充分溶解。

（3）電極的染料敏化。將燒結好的TiO2薄膜電極浸泡到已配好的染料溶液中，密封保存12小時，使染料分子充分吸附在TiO2薄膜上，用鑷子取出電極，無水乙醇沖洗電極染料層表面，洗去吸附在表面的染料分子，防止吸附松脫的染料對電子輸送的干擾，用吹風機吹干，剩余的染料溶液及無水乙醇回收保存以備下次使用。

2.3 制作對電極

取少量氯鉑酸用移液管均勻地涂在處理好的導電玻璃的導電面上，待其晾干后，放入爐子中，使其在溫度300°的放置10分鐘，420°的放置20分鐘，然后降溫降到120°時可出爐。

3 結語

本文敘述和總結了制作染料敏華太陽能電池電極的技術細節。對光陽極納米多孔半導體薄膜和電解質研究的深入，燃料敏化電池的光吸收效率和光電轉化效率不斷提升。隨著燃料敏化電池的光電轉化效率達到15%商業化生產的標準，在現有技術的基礎上，進一步減低成本、提高效率和穩定性，其在社會生活中的應用將會逐步推廣開來，成為硅電池的有力競爭者。

參考文獻：

[1]高建華，錢偉君，吳偉，曾毅.染料敏化太陽能電池TiO2薄膜的制備方法[J].理化檢驗-物理分冊，2008，44（8）：431-436.

[2]Katoh R， Fumbe A， Yoshihara T， et a1. Efficiencies of Electron Injection from Excited N3 Dye into Nanocrystalline Semiconductor （ZrO2， TiO2， ZnO， Nb2O5， SnO2， In2O3） Films[J]. Journal of Physical Chemistry B， 2004，108（15）：4 818-4 822.

[3]李景哲，孔凡太，武國華，黃陽，陳汪超，戴松元.染料敏化太陽電池中TiO2/染料/電解質界面的修飾.物理化學學報，2013，29（9），1851-1864.

[4]Meng Q B， Fu C H， Einaga Y， et al. Assembly of highly ordered three-dimensional porous structure with nanocrystalline TiO2 semiconductors. Chem. Mater.，2002，14（1）：83～88.

[5]Liu Q. Photovoltaic Performance Improvement of Dye-Sensitized Solar Cells Based on Mg-Doped TiO2 Thin Films[J]. Electrochimica Acta. 2014， 129：459-462.

第9篇：柔性電子印刷技術范文

關鍵詞： 平板顯示；液晶顯示；LED

中圖分類號：TN99 文獻標識碼：A

引 言

近年來顯示技術發展很快，平板顯示器以其完全不同的顯示和制造技術代替了傳統的視頻圖像顯示器——主要為陰極射線管CRT（Cathode ray tubes），而平板顯示器與之的主要區別在于重量和體積（厚度）方面的變化，當然顯示原理、制造材料、工藝以及視頻圖像顯示驅動方面的各項技術都有不同。

平板顯示器具有完全平面化、輕、薄、省電等特點，符合未來圖像顯示器發展的必然趨勢。隨著光電技術、材料科學及其相關技術的發展，平板顯示技術以TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示）為代表，還包含PDP（等離子體顯示）、OLED（有機發光顯示）、FED（場發射顯示）以及E-Paper（電子紙顯示）及其它新型顯示技術。平板顯示技術總體趨勢將朝著高畫質高臨場感、互動式多功能一體化、節能降耗和健康環保發展。

平板顯示產業是電子信息領域的核心支柱產業之一，是年產值超過千億美元的戰略性新興產業，融合了光電子、微電子、化學、制造裝備、半導體工程和材料等多個學科，具有產業鏈長、多領域交叉的特點，對上下游產業的拉動作用明顯。我國與顯示技術相關的產品產值約占信息產業總產值的30%，彩電制造能力已占全球彩電產業總加工能力的47%，我國已成為新型顯示相關產品的制造大國，已具備跨越式發展的技術和產業基礎。

1 等離子顯示的現狀及發展

等離子顯示，大屏幕的領先者，主要表現為等離子電視，是利用兩塊玻璃基板之間的氣體來顯現出色彩豐富而生動的畫面。等離子電視是依靠高電壓來激活顯像單元的特殊氣體，使之產生紫外線來激發磷光物質發光。等離子顯示具有超高對比度、高質量運動圖像、廣視角等優勢，但等離子電視還有不少缺點需要克服，包括使用壽命相對較短、長時間使用后有可能在屏幕上留下一些固定的影像、在高緯度地區無法工作等。高發光效率是目前PDP亟待解決的問題，發光效率的提高可使模組成本和能耗顯著下降。

在CRT向平板的過渡階段，掌握等離子技術的廠商由于保守和壟斷，使得大部分廠商轉戰到了技術門檻較低的液晶陣營，從而使液晶電視得以大規模推廣，而規模優勢又帶來了成本優勢，液晶電視的發展進入了良性循環。相比之下，等離子錯過了最佳發展時機，也漸漸被市場邊緣化。

據了解，六年前市場上等離子電視有十來個品牌，外資品牌有松下、三星、LG、飛利浦等，國產品牌有TCL、海信、創維、海爾、康佳等。而如今國內家電賣場和家電網上商城中等離子電視品牌逐漸減少，外資品牌有松下、三星，國產品牌有長虹、海信。等離子電視品牌日漸減少，是因為掌握核心技術的松下等外資企業對國產品牌不提供技術支持，另外，等離子屏的生產企業少，這導致等離子屏緊缺，價格居高不下，特別是2008年和2009年， 日立、LG先后退出了等離子屏的生產，猶如雪上加霜。等離子電視與液晶電視的銷量占比為3：97，市場占有率僅為3%。

今年，松下下調了等離子電視的出貨目標，由2011年的570萬臺下調至250萬臺，并將等離子電視和液晶電視的銷量比重由原來的6：4改為4：6。與此同時，松下還將其3家等離子面板工廠進行了合并，只保留了日本本土的1家工廠。等離子電視銷售如今在中國要改變持續下跌的局面是很困難的。

2 液晶顯示的現狀及發展

液晶顯示是現在非常普遍的顯示方式。液晶顯示技術以其平板化、高分辨率、高對比度、無電磁輻射、低功耗、數字式接口、易集成和輕巧便攜等特點，率先進入平板顯示市場并不斷拓寬其應用領域[1]。液晶顯示是基于液晶電光效應的顯示器件，包括段顯示方式的字符段顯示器件；矩陣顯示方式的字符、圖形、圖像顯示器件；矩陣顯示方式的大屏幕液晶投影電視液晶屏等。液晶顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通電時導通，使液晶排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時，排列則變得混亂，阻止光線通過。

2.1 液晶顯示的現狀及發展趨勢

全球TFT-LCD的發展正由成長期向成熟期轉變，穩步擴大產能規模，繼續搶占TFT-LCD顯示的主流市場（如筆記本電腦顯示器面板、臺式電腦顯示器面板和液晶電視面板）的同時，積極向應用市場靠近，注重向個性化和專用化產品拓展。TFT-LCD實現產業化已近二十年，工藝技術和設計技術構成相對成熟，但在降低成本和提升產品性能方面仍存在科技創新空間。

近些年，液晶顯示技術進步很明顯，各種新穎面板的運用以及各大廠商新技術的不斷發展（例如LED背光、四色技術、倍速技術），液晶顯示的色彩、動態響應有了明顯的改善。而同期的等離子電視，雖然同樣通過發展技術，使得以前的一些缺點（諸如體積大、功耗大、易燒屏）得到了明顯改善甚至根治，但相對于液晶行業廠商眾多、競爭激烈的局面，等離子開發廠商太少了，新品推出速度比液晶慢，可供選擇的機型少得多。來自中國電子視像行業協會的統計數據顯示，2011年1～6月，我國彩電產量為5，315萬臺，其中液晶電視產量為4，480萬臺，同比增加16.6%，等離子電視雖同比增加45.7%，但產量也只有153萬臺。就目前的市場狀況來看，等離子已經沒有能力再與液晶一較高下了。

歷經二十幾年的發展，中國LCD產業從無到有，從無源跨入有源，已成為全球最大的TN/STN生產大國和產值排名世界第四的LCD產業區域，目前在中國大陸與LCD產業相關的生產廠、科研院所大約有180家，約110條TN/STN-LCD生產線，7條TFT-LCD生產線（含京東方在韓國的三條生產線）和眾多的TN/STN/TFT模塊生產線。從地域分布來看，中國液晶產業主要分布在三個區域：以深圳為中心的華南地區、以上海為中心的華東地區以及以北京為中心的華北、東北地區，這與中國信息產業強勢分布區域相對應。華南是中國最早形成LCD、LCM區域性的地區，到目前仍是企業數量最多，投資成份最多元化的地區，其生產線數量占到合國的70%以上。華東地區是近幾年剛興起的新區，這個地區顯著的特點是企業的投資和規模都較大，日資和臺資企業較多，產值較大，銷售規模上億、上十億的廠多。東北、華北地區目前企業的數量和總體規模都小于另外兩個地區，但隨著京東方在2003年成功收購韓國現代TFT三條生產線、并在北京建TFT模塊生產線和五代TFT屏生產線、整合上下游產業鏈一系列大的動作以及五代線建成后的帶動和輻射影響，尤其北京8.5線的投產將帶動這個地區成為對中國液晶產業有重要影響的區域。隨著中國經濟和信息產業穩定快速的發展，中國的液晶產業在未來相當一段時間會保持一個良好的發展趨勢。目前，各級政府尤其是地方政府、企業、銀行對液晶產業的熱情和關注都很高，很多企業都有意在這個行業投資，這無疑對這個行業的發展具有很好的推動作用和積極的意義[2]。

有業內人士認為，液晶顯示擁有從幾英寸到103英寸的產品線，隨著液晶顯示技術的不斷提高，價格的不斷下降，再加上更多的企業參與到液晶顯示的產業鏈上，以LED光源為主的液晶顯示將搶食更多的市場份額。

2.2 背光源的發展趨勢

液晶顯示器是被動發光式顯示器，由于液晶顯示屏本身并不發光，所以為液晶顯示模組提供所有光源的背光源扮演著十分重要的作用。背光源是液晶顯示模組的關鍵零部件，其功能在于供應亮度充分與分布均勻的光源，使液晶屏能夠正常顯示影像，顯示器的亮度、顏色、功耗等指標嚴重依賴于背光源的性能[1]。

在背光源設計中，光源的選用是很重要的，所用的光源決定了背光源的功耗、亮度、顏色等光電參數，也決定了其使用條件和使用壽命等特性。背光源的主要光源種類有：發光二極管（LED）、冷陰極熒光燈（CCFL）等。

近年來，隨著LED在背光源行業內的滲透，CCFL背光源逐漸向LED背光源過渡，LED背光源的市場占有率逐漸增大。

2.2.1 CCFL背光源的發展趨勢

CCFL剛剛問世的時候，被認為是具有跨時代意義的新型光源，也曾被認為是TFT-LCD液晶屏理想的背光源，但因其技術上的缺陷，導致其壽命短、功耗大、色彩表現力不足，眾多液晶電視廠商探尋更為優秀的替代品[3]。

隨著LED在背光源中的日益滲透，CCFL銷量日益萎縮，到2015年預計銷售量僅有1KK。

2.2.2 LED背光源的發展趨勢

由于具有的綠色環保、長壽命、快速響應、高色彩飽和度等諸多優點，LED光源必將成為液晶顯示的主宰。LED目前發展迅速，性價比飛速提高，很快可以全面取代CCFL。CCFL背光與LED背光的性能比較如表2所示。

根據DS對CCFL和LED在背光源中的滲透預測，到2016年CCFL將退出市場，LED用量逐年增加，所以未來幾年LED仍然是主要的顯示光源。

3 OLED的現狀及發展

OLED具有可做面光源、節能、低熱量、重量輕、薄型化和可實現柔性顯示的優點。由于OLED具有自發光的特性，所以無需背光源和濾光片。OLED還具有驅動電壓低、抗震蕩、耐低溫等特性。但成品率和亮度還不理想，需要解決發光效率、壽命及低成本技術的問題。除了AMOLED和PMOLED器件應用技術的開發之外，柔性顯示以及OLED白光照明將是OLED重要的拓展領域。

在OLED材料方面，OLED發光材料的發展非常迅速，紅、綠、藍三色材料的發光效率和發光壽命均基本滿足實用化需求。但色純度、發光效率、壽命的進一步提高依然是今后一段時間內的主要工作，特別是色純度好、發光效率高的深藍色材料仍然是OLED的主要瓶頸之一。此外，適用于AMOLED的有機材料的開發仍然有廣闊的研究空間。

在OLED器件設計和制備方面，PMOLED技術及其制造工藝已經成熟，并進入了產業化階段。中小尺寸的AMOLED顯示技術也已取得重要突破，進入產業化。大尺寸AMOLED顯示技術是當前研究的重點方向之一，其核心技術仍是TFT基板的制備技術。

在一些中小尺寸背光源中，AMOLED逐漸嶄露頭角，逐年增加，根據預測，到2019年AMOLED顯示產品將達到75.6KK，市場份額占10%。

我國在OLED機理研究、材料開發、器件結構設計等方面，已經積累了豐富的經驗，做了大量的研究工作，尤其在材料和工藝技術開發方面取得了較大進展和有價值的研究成果。我國在藍光配合物材料、有源有機發光顯示驅動技術、小分子發光材料、界面材料等方面開展了卓有成效的研究工作，開發了具有自主知識產權的一系列紅色熒光材料，壽命超過15，000小時（初始亮度1，000cd/m2），具有產業化應用前景。我國開發的單層結構器件突破了傳統的雙層和多層結構，簡化了材料、設備和工藝制備過程，大大降低了生產成本。在陰極結構上，突破了柯達公司核心專利之一的LiF/Al陰極結構技術壁壘，開發了堿及堿土金屬的氮化物和胺化物材料的新型陰極結構。國內的高分子發光材料主要依靠自己研制，雖然國內材料總體性能還低于國外產品，但是發展很快，發光材料的效率得到大幅度提高，不過穩定性還需要改善。我國在有源有機發光顯示用硅基、金屬氧化物基的TFT基板技術研發和驅動IC開發方面也取得了較大的進展。

總之，OLED技術已經初步滿足實用化的要求，并在材料、彩色化、大尺寸、柔性顯示、照明方面都還有很大的發展空間。從長遠來看，OLED未來將沿著中小尺寸大尺寸超大尺寸、無源有源、硬屏軟屏的方向發展。

4 FED的現狀及發展

FED是真空電子設備，工作原理和CRT類似。FED具有CRT的所有優點，但功耗低，是PDP的1/3，LCD的2/3。采用二極式碳納米管FED技術，配合驅動電路，可實現高亮度、低功耗、區域調光。在顯示方面，未來的工作朝改進型Spindt技術、微納冷陰極技術或基于低逸出功材料的印刷技術方向發展，預期2012年前完成背光源或照明產品的中試甚至規模量產，2015年開始進行顯示產品的中試與量產。

我國自1985年開始研究場發射冷陰極，經過二十多年的不懈努力，在新型場發射材料、場發射理論、場發射顯示器件的設計與制備方面開展研究工作，具有較好的基礎和研究特色，特別是在低逸出功印刷型LWF場發射顯示、新型納米線冷陰極場發射顯示和類金剛石場發射顯示研究方面取得了較大的進展。在低逸出功印刷型和微納材料兩條技術路線上，已研制出彩色場發射顯示器和背光源原理性樣機。我國在場發射顯示陰極材料、陰柵結構、器件制備等方面獲取重要知識產權，為“十二五”開展場發射顯示研究打下良好的基礎。

5 電子紙的現狀及發展

電子紙（E-Paper）顯示技術的出現使平板顯示技術開拓了媒介產品領域的應用空間。

電子紙按種類可分為電泳顯示、膽固醇液晶顯示技術、雙穩態向列相液晶顯示和電潤濕顯示技術等幾種。目前電子紙的主流產品是電泳顯示電子紙。

電泳顯示由于其類紙顯示性能較好而得到人們的認同，成為目前電子紙顯示商品化產品的主流技術。我國大陸的電泳顯示面板技術研究起步晚，但進步快，國內薄膜晶體管液晶顯示生產企業也積極投入TFT有源電泳顯示電子紙面板技術的研發。中國大陸采用電泳顯示電子紙顯示面板的電子書商品出現在2006年，市場規模擴展迅速。此外，隨著新型液晶材料的發展，將有可能推動新一代液晶電子紙的產生。電子紙的主要供應商是臺灣元太科技（E-Ink國際控股公司）的子公司E-Ink，其市場份額占95%以上，處于壟斷地位，掌握了市場定價權。這幾年應用電子紙的顯示屏價格也有所下降，但幅度不大，而且降價的動力主要是出于做大市場以及與iPad的競爭，而不是同行之間的競爭。

6 結 論

隨著現代顯示技術的日益更新，更多的顯示技術會不斷出現，同時現有的顯示方式也會不斷創新，在未來的十年內，液晶顯示的需求不斷擴大，液晶顯示仍然占據現代顯示的主導位置，尤其是LED光源的液晶顯示。

參考文獻

[1] 喬中蓮，楊東升，劉 飛. 中大尺寸顯示背光模組的應用及其發展[J]. 現代顯示，2010. 7.