印刷電子學(xué)

內(nèi)容概要

　　《印刷電子學(xué)：材料技術(shù)及其應(yīng)用》從材料、工藝技術(shù)以及應(yīng)用等方面全面介紹了印刷電子學(xué)這一新興學(xué)科，內(nèi)容包括：有機(jī)印刷電子材料，無(wú)機(jī)印刷電子材料，印刷電子制造工藝與相關(guān)設(shè)備，印刷晶體管原理、結(jié)構(gòu)與制造技術(shù)，印刷有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池原理、結(jié)構(gòu)、材料與制造技術(shù)，印刷發(fā)光與顯示器件原理、結(jié)構(gòu)與制造技術(shù)，印刷電子器件的封裝技術(shù)，印刷電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景。作為中國(guó)第一本專門(mén)介紹印刷電子學(xué)的書(shū)籍，《印刷電子學(xué)：材料技術(shù)及其應(yīng)用》既是一本印刷電子學(xué)的高級(jí)入門(mén)讀物，也具有一定的專業(yè)知識(shí)深度，適于作為具備大學(xué)物理、化學(xué)、電子學(xué)基礎(chǔ)的本科高年級(jí)學(xué)生、研究生，以及相關(guān)領(lǐng)域的科研人員與工程技術(shù)開(kāi)發(fā)人員學(xué)習(xí)了解印刷電子技術(shù)的專業(yè)參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

　　崔錚，畢業(yè)于東南大學(xué)（原南京工學(xué)院），獲學(xué)士（1981年）、碩士（1984年）、博士（1988年）學(xué)位。1989年受英國(guó)科學(xué)與工程研究委員會(huì)訪問(wèn)研究基金資助，到英國(guó)劍橋大學(xué)微電子研究中心做博士后研究。1993年到英國(guó)盧瑟福國(guó)家實(shí)驗(yàn)室微結(jié)構(gòu)中心任高級(jí)研究員，自1999年起任微納米技術(shù)首席科學(xué)家（Principal
Scientist）、微系統(tǒng)技術(shù)中心負(fù)責(zé)人（Group
Leader）。2004年入選英國(guó)工程技術(shù)學(xué)會(huì)（IET）會(huì)士（Fellow）。主要從事微納米加工技術(shù)及其應(yīng)用方面的研究，先后獨(dú)立與合作發(fā)表學(xué)術(shù)論文190余篇。自2005年以來(lái)先后獨(dú)立撰寫(xiě)出版微納米加工技術(shù)方面的中英文專著4部。2009年入選中共中央組織部第二批“千人計(jì)劃”（創(chuàng)新類），同年10月全職到中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所工作，創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)首個(gè)印刷電子技術(shù)研究中心。目前主持中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程方向性項(xiàng)目“大面積印刷電子技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究”，2011年獲國(guó)家自然科學(xué)基金納米制造重大研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目支持，主持“納米材料印刷技術(shù)的基礎(chǔ)研究”。2011年創(chuàng)辦蘇州納格光電科技有限公司，推動(dòng)印刷電子技術(shù)向產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論
　1.1 什么是印刷電子學(xué)
　1.2 發(fā)展印刷電子學(xué)的重要性
　1.3 印刷電子學(xué)的多學(xué)科性
　1.4 本書(shū)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
　參考文獻(xiàn)
　
第2章 有機(jī)印刷電子材料
　2.1 引言
　2.2 有機(jī)導(dǎo)體材料
　2.2.1 發(fā)展歷程
　2.2.2 導(dǎo)電高分子（導(dǎo)電聚合物）
　2.3 可印刷有機(jī)小分子高遷移率半導(dǎo)體材料
　2.3.1 稠環(huán)類芳香化合物
　2.3.2 含硫雜環(huán)化合物及噻吩齊聚物
　2.3.3 其他高遷移率材料
　2.4 可印刷聚合物高遷移率半導(dǎo)體材料
　2.4.1 p型聚合物材料
　2.4.2 n型聚合物材料
　2.4.3 雙極型晶體管及其高遷移率聚合物材料
　2.4.4 存在的問(wèn)題
　2.5 其他有機(jī)印刷電子材料
　2.5.1 有機(jī)介電材料
　2.5.2 有機(jī)傳感材料
　2.6 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
　
第3章 無(wú)機(jī)印刷電子材料
　3.1 引言
　3.2 金屬材料
　3.2.1 金屬墨水的制備
　3.2.2 金屬墨水的熱處理工藝
　3.2.3 金屬墨水的熱穩(wěn)定性
　3.3 透明氧化物
　3.3.1 透明氧化物sol-gel
　3.3.2 透明導(dǎo)電氧化物（TCO）
　3.3.3 透明氧化物半導(dǎo)體（TOS）
　3.4 單壁碳納米管
　3.4.1 單壁碳納米管的制備和選擇性化學(xué)
　3.4.2 單壁碳納米管的純化
　3.4.3 金屬型碳納米管薄膜
　3.4.4 半導(dǎo)體型單壁碳納米管
　3.5 石墨烯
　3.6 硅和鍺
　3.6.1 溶液型硅墨水
　3.6.2 硅顆粒型墨水
　3.6.3 襯底
　3.7 金屬硫族化合物半導(dǎo)體
　3.8 硅氧材料
　3.9 納米顆粒／聚合物復(fù)合介電材料
　3.10 小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
　
第4章 印刷電子制造工藝與相關(guān)設(shè)備
　4.1 引言
　4.2 噴墨式印刷
　4.2.1 噴墨式印刷的分類和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
　4.2.2 噴墨打印
　4.2.3 氣流噴印
　4.2.4 電流體動(dòng)力學(xué)噴印
　……
第5章 印刷晶體管：原理、結(jié)構(gòu)與制造技術(shù)
第6章 印刷有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池：原理、結(jié)構(gòu)、材料與制造
第7章 印刷發(fā)光與顯示器件：原理、結(jié)構(gòu)與制造技術(shù)
第8章 印刷電子器件的封裝技術(shù)
第9章 印刷電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景
　　

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   由上述工作原理可以看出，氣流噴印打印機(jī)屬于連續(xù)噴墨式印刷的范疇，所噴出的實(shí)質(zhì)上是含有大量微型油墨液滴的連續(xù)氣流，而非噴墨打印那樣每次只噴射一滴獨(dú)立的墨滴，也無(wú)法像噴墨打印中的墨滴那樣通過(guò)電場(chǎng)控制進(jìn)行精確的偏轉(zhuǎn)，需要中斷噴射時(shí)只有通過(guò)在噴口外的擋板來(lái)阻止油墨噴出。因此氣流噴印所打印的并不是由大量墨點(diǎn)組成的點(diǎn)陣式圖案，而是通過(guò)一系列連續(xù)或者斷開(kāi)的線條來(lái)組成所需的圖案。在整個(gè)打印過(guò)程中，噴頭固定不動(dòng)，油墨從噴嘴中連續(xù)噴射，而載有承印物的托盤(pán)則在計(jì)算機(jī)控制下按照預(yù)先規(guī)劃好的運(yùn)動(dòng)軌跡移動(dòng)，形成精確的油墨線條，最終組成理想的圖案。 相對(duì)于噴墨打印而言，氣流噴印最大的優(yōu)勢(shì)在于油墨的使用范圍大為拓展。獨(dú)特的工作原理決定了氣流噴印可以印刷出小于噴嘴直徑1／10的線條寬度，因此氣流噴印的噴嘴直徑可以在保證打印分辨率的前提下適當(dāng)放大到200μm甚至300μm，遠(yuǎn)高于同等分辨率條件下的噴墨打印機(jī)噴嘴直徑，有效減少了噴嘴堵塞的可能性。因此，只要能夠成功霧化，較大范圍內(nèi)黏度的油墨（0.7～1 000 cP，據(jù)原廠說(shuō)明書(shū)）都可以用其打印。另外，氣流噴印也可以用于打印含有較大固體顆粒的液態(tài)分散體系，實(shí)踐證明，含固體顆粒直徑在3μm以下的液相分散體系在經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后均有可能用氣流噴印來(lái)打印。 同理，在適當(dāng)縮小氣流噴印的噴嘴直徑之后，所噴射油墨的主要落點(diǎn)的散布直徑可以控制在10μm以下。另一方面由于氣溶膠中的液滴顆粒的直徑小、比表面積大，其干燥速度也遠(yuǎn)高于噴墨打印設(shè)備，到達(dá)承印材料后油墨的流動(dòng)性顯著降低，有利于實(shí)現(xiàn)高分辨率打印的效果。因此在噴嘴直徑和使用墨水均比較理想的情況下，氣流噴印所能達(dá)到的線條寬度可達(dá)6～8μm，原廠所展示的打印樣品線條最細(xì)可以達(dá)到5μm以下，高于噴墨打印所能獲得的最高分辨率。 4.2.3.2氣流噴印在印刷電子制造中的應(yīng)用 由于氣流噴印技術(shù)還沒(méi)有得到大面積推廣，關(guān)于其應(yīng)用的報(bào)道也僅局限于幾家裝備有該設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室。目前的應(yīng)用主要著眼于氣流噴印相對(duì)較高的分辨率和打印精度，基本沒(méi)有超出噴墨打印的應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)原廠的手冊(cè)，在氣流噴印設(shè)備上嘗試過(guò)的材料包括多種金屬墨水、碳納米管、聚合物等。目前已經(jīng)公開(kāi)報(bào)道的應(yīng)用包括打印太陽(yáng)能電池的頂部銀電極，印刷全打印晶體管，以及生物傳感器等。 就未來(lái)的趨勢(shì)而言，氣流噴印所側(cè)重的領(lǐng)域應(yīng)該還是在高分辨率電路和新材料打印上。高分辨率一直是印刷電子領(lǐng)域的熱門(mén)話題之一，氣流噴印的工作原理決定了其在10～20μm分辨率的非接觸印刷電子領(lǐng)域可以發(fā)揮重要的作用。而在新材料方面，隨著印刷電子技術(shù)的發(fā)展，一系列過(guò)去無(wú)法噴墨打印的材料重新進(jìn)入研究人員的視野，如石墨烯、納米線／棒，以及較高黏度介電雜化材料等。氣流噴印有望在這些新材料的研究方面發(fā)揮獨(dú)特的作用。

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