陳鏡波

隨著印刷電子技術(shù)的興起和印刷電子市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，光伏電池、射頻電子標(biāo)簽、智能包裝、觸摸屏和柔性顯示器等眾多印刷電子產(chǎn)品已逐步從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)。開發(fā)成本低、導(dǎo)電性良好、熱處理溫度低的導(dǎo)電油墨是印刷電子技術(shù)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵所在。本文將重點(diǎn)關(guān)注導(dǎo)電油墨市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r。

導(dǎo)電油墨市場(chǎng)龐大

如今，導(dǎo)電油墨市場(chǎng)發(fā)展得如火如荼。印刷電子行業(yè)知名咨詢公司，美國(guó)、歐洲和亞洲地區(qū)年度印刷電子會(huì)議組織者IDTechEx公司咨詢主管Khasha Ghaffarzadeh博士說：“2015年，導(dǎo)電油墨和導(dǎo)電漿市場(chǎng)產(chǎn)值預(yù)計(jì)為23億美元，按照目前的增長(zhǎng)趨勢(shì)， 2025年這一數(shù)字將達(dá)到32億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為3.26%。”導(dǎo)電油墨和導(dǎo)電漿的應(yīng)用市場(chǎng)非常廣泛，其中最大的市場(chǎng)為光伏市場(chǎng)，其次是薄膜開關(guān)市場(chǎng)。其還表示：“印刷觸摸屏的電極市場(chǎng)也是導(dǎo)電油墨和導(dǎo)電漿市場(chǎng)增長(zhǎng)較快的領(lǐng)域，盡管市場(chǎng)現(xiàn)在需求更細(xì)的導(dǎo)線，這對(duì)網(wǎng)印來說難度會(huì)更大，但對(duì)其他印刷方式來說卻是機(jī)遇。此外，新興的市場(chǎng)還包括電子紡織品、3D印刷電子、熱成型電子物體等?！?/p>

NovaCentrix公司主要提供光子固化裝置PulseForge和導(dǎo)電性油墨Metalon。其市場(chǎng)副總裁Stan Farnsworth先生則表示：“許多印刷電子市場(chǎng)都保持不錯(cuò)的增長(zhǎng)勢(shì)頭，包括顯示器、傳感器、蓄能和柔性導(dǎo)體等。此外，服飾、光電池和汽車等領(lǐng)域的形勢(shì)也非常喜人?！?/p>

全球最大的印刷油墨制造商之一太陽化學(xué)公司在印刷電子市場(chǎng)也保持領(lǐng)先地位。其電子材料商業(yè)主管Roy Bjorlin先生說：“隨著印刷電子市場(chǎng)的不斷發(fā)展，更多的印刷電子產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入試生產(chǎn)或正式生產(chǎn)階段。太陽化學(xué)公司將重點(diǎn)關(guān)注電子包裝和智能包裝，這其中當(dāng)然也涉及到納米銀和噴墨等技術(shù)。”

T+ink公司已經(jīng)成功為印刷電子市場(chǎng)開發(fā)出超過2000種導(dǎo)電油墨，包括針對(duì)柔印、網(wǎng)印、凹印、膠印和噴墨印刷等工藝的油墨，主要應(yīng)用在玩具、汽車零件、包裝以及服飾等領(lǐng)域。2013～2014年，T+ink公司進(jìn)行了多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，一些產(chǎn)品已于2015年開始正式生產(chǎn)，為全球數(shù)百萬的包裝企業(yè)提供幫助。隨著導(dǎo)電油墨技術(shù)的日臻成熟，將在更多應(yīng)用市場(chǎng)獲得認(rèn)可。T+ink公司表示：“傳統(tǒng)的薄膜開關(guān)市場(chǎng)和RFID標(biāo)簽市場(chǎng)已經(jīng)是比較成熟的導(dǎo)電油墨應(yīng)用市場(chǎng)?！?/p>

而NANOGAP公司的Allen Reid博士則認(rèn)為：“我公司主要生產(chǎn)導(dǎo)電粒子，然后將其銷售給油墨制造商。雖然我們與終端用戶之間還隔了一層，但也意識(shí)到了觸摸面板透明導(dǎo)電薄膜市場(chǎng)以及用于曲面印刷的噴墨墨水的用量正在增長(zhǎng)。”

收購(gòu)與合并

導(dǎo)電油墨市場(chǎng)以技術(shù)推動(dòng)為主要特征，“走向市場(chǎng)”的策略大多只是一種補(bǔ)充方式。這意味著行業(yè)內(nèi)的壓力很大，因此存在進(jìn)一步緩慢整合的可能。企業(yè)之間的合作與收購(gòu)既會(huì)引發(fā)市場(chǎng)變化，也會(huì)為市場(chǎng)帶來新的機(jī)遇。

近年來，納米粒子供應(yīng)商之間正在發(fā)生著小型整合，比如NovaCentrix公司收購(gòu)了PChem Associates公司；太陽化學(xué)公司與T+ink公司結(jié)盟；Nanomas公司離開這一市場(chǎng)；卡博特公司停止推廣產(chǎn)品；拜耳公司將納米銀技術(shù)出售給了科萊恩公司。目前，市場(chǎng)中仍是小型供應(yīng)商占主導(dǎo)地位，多數(shù)大型供應(yīng)商還在觀望，或者是剛剛在實(shí)驗(yàn)室中開發(fā)出相關(guān)技術(shù)。

2014年3月，NovaCentrix公司收購(gòu)了PChem Associates公司。PChem Associates公司曾開發(fā)出用于柔印和網(wǎng)印的納米銀油墨技術(shù)。收購(gòu)之后的NovaCentrix公司作為印刷電子領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，能夠以更低的價(jià)格為客戶提供全系列納米銀油墨。PChem Associates公司原來的忠實(shí)客戶都認(rèn)為，把NovaCentrix公司作為長(zhǎng)期的供應(yīng)商，會(huì)讓他們感到更放心，重拾了使用PChem Associates公司油墨的信心。而PChem Associates公司油墨的新用戶可直接到NovaCentrix公司的網(wǎng)站找到產(chǎn)品的相關(guān)信息，或者通過推廣活動(dòng)來了解產(chǎn)品。

同一時(shí)期，太陽化學(xué)公司與印刷電子領(lǐng)域的主要?jiǎng)?chuàng)新者T+ink公司宣布建立伙伴關(guān)系，合作成立T+Sun公司。太陽化學(xué)公司擁有世界一流電子材料的研發(fā)水平以及全球支持能力，與品牌商和印刷商在全球范圍內(nèi)建立了多年良好的聯(lián)系，并具備制造導(dǎo)電油墨的經(jīng)驗(yàn)，而T+ink公司從事印刷電子多年，在創(chuàng)造功能型導(dǎo)電油墨并增強(qiáng)用戶整體體驗(yàn)方面有著堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這次合作為兩家公司以及終端用戶帶來了新的市場(chǎng)機(jī)遇。T+ink公司的TouchCode技術(shù)是一種非常特別的技術(shù)，該技術(shù)所提供的與消費(fèi)者互動(dòng)的能力，能夠提高產(chǎn)品的體驗(yàn)水平。太陽化學(xué)公司將為合作企業(yè)提供生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及與領(lǐng)先印刷商和品牌商的廣泛聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)。太陽化學(xué)公司通過對(duì)目前處于增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)的多種應(yīng)用的戰(zhàn)略性關(guān)注后發(fā)現(xiàn)，結(jié)盟后，公司將出現(xiàn)大量需要用到新一代材料的機(jī)會(huì)，包括RFID印刷天線、智能標(biāo)簽、觸摸開關(guān)和傳感器等領(lǐng)域，以及結(jié)盟公司T+ink公司所有的TouchCode產(chǎn)品。太陽化學(xué)公司將繼續(xù)集中精力關(guān)注TouchCode技術(shù)，通過其將實(shí)際產(chǎn)品與移動(dòng)設(shè)備連接起來，實(shí)現(xiàn)各種智能印刷解決方案。對(duì)此，與太陽化學(xué)公司緊密合作的印刷商和品牌商充滿了熱情。除了TouchCode技術(shù)外，雙方還密切合作開發(fā)從導(dǎo)電油墨到普通印刷油墨，再到模內(nèi)應(yīng)用油墨的各種類型油墨。

導(dǎo)電油墨的原材料

用于生產(chǎn)導(dǎo)電油墨的原材料有金屬基材料（比如銀和銅）、碳基材料（比如石墨和碳納米管）和金屬納米顆粒幾大類，每種材料都有其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。

其中，銀是金屬導(dǎo)電油墨最常用的材料，這主要是因?yàn)殂y的氧化物同樣能導(dǎo)電。銅及其他銀合金盡管面臨著如何在退火或燒結(jié)時(shí)防止被氧化的難題，但其應(yīng)用也在逐漸增多。納米顆粒則具有更高的導(dǎo)電性，在同樣導(dǎo)電率的情況下使用的材料更少，且使用起來更加靈活，可用于噴墨印刷工藝，但其價(jià)格過高，使得其作為替代材料較難被廣泛應(yīng)用。

NovaCentrix公司認(rèn)為：“銀仍將是導(dǎo)電油墨中最重要的材料。銀的使用形式有很多種，包括微型薄片、納米顆粒以及有機(jī)金屬配方。另外，銀納米線也已在市場(chǎng)上得到應(yīng)用。從技術(shù)上來講，盡管銀的價(jià)格會(huì)有一些波動(dòng)，但導(dǎo)電油墨中采用銀作為原材料仍是風(fēng)險(xiǎn)最小的?！蓖瑫r(shí)，NovaCentrix公司也是銅基導(dǎo)電油墨的市場(chǎng)領(lǐng)先者。公司一直提倡采用銅基材料作為導(dǎo)電油墨的原材料，如其推出的Metalon ICI油墨產(chǎn)品。這款油墨在2009～2010年間問世，隨著配方的不斷優(yōu)化，現(xiàn)在其在整個(gè)使用期內(nèi)均具有優(yōu)良的存儲(chǔ)穩(wěn)定性和耐腐蝕性。目前的Metalon ICI油墨配方比以前更加成熟，具有更優(yōu)異的貨架穩(wěn)定性和耐腐蝕性。

NANOGAP公司可提供采用濃度高達(dá)70%（重量比）的銀納米粒子的噴墨導(dǎo)電墨水，這些導(dǎo)電墨水具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性、便于配制、電導(dǎo)率高且燒結(jié)溫度低等優(yōu)點(diǎn)。而且NANOGAP公司研發(fā)的銀納米纖維可以用來配置網(wǎng)印油墨，用于制備具有良好導(dǎo)電和光學(xué)特性的透明導(dǎo)電薄膜，適用于印刷照明和光電應(yīng)用領(lǐng)域。

T+ink公司首席技術(shù)官Terry Kaiserman先生指出：“T+ink公司可生產(chǎn)各種類型的導(dǎo)電油墨，應(yīng)用上更是涵蓋幾乎所有領(lǐng)域。這些油墨的優(yōu)點(diǎn)是使用非常方便，只需把油墨倒入墨斗里，做很少的調(diào)整就能和普通油墨一樣進(jìn)行印刷?！?/p>

印刷電子發(fā)展前景光明

導(dǎo)電油墨制造商稱，他們對(duì)印刷電子的發(fā)展前景及機(jī)遇持樂觀態(tài)度。NovaCentrix公司認(rèn)為，大量增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)已經(jīng)出現(xiàn)，其正在推進(jìn)的客戶項(xiàng)目數(shù)量正在增長(zhǎng)，合作的企業(yè)數(shù)量也在增加，每天都會(huì)看到越來越多面向印刷電子產(chǎn)品的主流應(yīng)用，伴隨著對(duì)產(chǎn)品、工藝支持以及外包開發(fā)的需求也在不斷增長(zhǎng)。對(duì)太陽化學(xué)公司而言，他們正努力開辟諸多新的應(yīng)用領(lǐng)域，研究團(tuán)隊(duì)正全力開發(fā)新材料以支持這些新興應(yīng)用。而T+ink公司認(rèn)為，印刷電子市場(chǎng)正在步入難以置信的增長(zhǎng)階段，他們自1990年代初涉足印刷電子領(lǐng)域，直到現(xiàn)在，這一領(lǐng)域才出現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，他們始終認(rèn)定印刷電子將是下一個(gè)改變世界的高增長(zhǎng)領(lǐng)域。

導(dǎo)電油墨市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿φT人，導(dǎo)電油墨制造商也紛紛受益于印刷電子市場(chǎng)的快速發(fā)展。導(dǎo)電油墨依托于各種電子產(chǎn)品，將向著高精度、高密度、高可靠性以及微細(xì)技術(shù)方向快速發(fā)展。