导电油墨推动印刷电子市场蓬勃发展

陈镜波

随着印刷电子技术的兴起和印刷电子市场的蓬勃发展，光伏电池、射频电子标签、智能包装、触摸屏和柔性显示器等众多印刷电子产品已逐步从实验室走向市场。开发成本低、导电性良好、热处理温度低的导电油墨是印刷电子技术广泛应用的关键所在。本文将重点关注导电油墨市场的发展状况。

导电油墨市场庞大

如今，导电油墨市场发展得如火如荼。印刷电子行业知名咨询公司，美国、欧洲和亚洲地区年度印刷电子会议组织者IDTechEx公司咨询主管Khasha Ghaffarzadeh博士说：“2015年，导电油墨和导电浆市场产值预计为23亿美元，按照目前的增长趋势， 2025年这一数字将达到32亿美元，年均复合增长率为3.26%。”导电油墨和导电浆的应用市场非常广泛，其中最大的市场为光伏市场，其次是薄膜开关市场。其还表示：“印刷触摸屏的电极市场也是导电油墨和导电浆市场增长较快的领域，尽管市场现在需求更细的导线，这对网印来说难度会更大，但对其他印刷方式来说却是机遇。此外，新兴的市场还包括电子纺织品、3D印刷电子、热成型电子物体等。”

NovaCentrix公司主要提供光子固化装置PulseForge和导电性油墨Metalon。其市场副总裁Stan Farnsworth先生则表示：“许多印刷电子市场都保持不错的增长势头，包括显示器、传感器、蓄能和柔性导体等。此外，服饰、光电池和汽车等领域的形势也非常喜人。”

全球最大的印刷油墨制造商之一太阳化学公司在印刷电子市场也保持领先地位。其电子材料商业主管Roy Bjorlin先生说：“随着印刷电子市场的不断发展，更多的印刷电子产品已经进入试生产或正式生产阶段。太阳化学公司将重点关注电子包装和智能包装，这其中当然也涉及到纳米银和喷墨等技术。”

T+ink公司已经成功为印刷电子市场开发出超过2000种导电油墨，包括针对柔印、网印、凹印、胶印和喷墨印刷等工艺的油墨，主要应用在玩具、汽车零件、包装以及服饰等领域。2013～2014年，T+ink公司进行了多项实验，一些产品已于2015年开始正式生产，为全球数百万的包装企业提供帮助。随着导电油墨技术的日臻成熟，将在更多应用市场获得认可。T+ink公司表示：“传统的薄膜开关市场和RFID标签市场已经是比较成熟的导电油墨应用市场。”

而NANOGAP公司的Allen Reid博士则认为：“我公司主要生产导电粒子，然后将其销售给油墨制造商。虽然我们与终端用户之间还隔了一层，但也意识到了触摸面板透明导电薄膜市场以及用于曲面印刷的喷墨墨水的用量正在增长。”

收购与合并

导电油墨市场以技术推动为主要特征，“走向市场”的策略大多只是一种补充方式。这意味着行业内的压力很大，因此存在进一步缓慢整合的可能。企业之间的合作与收购既会引发市场变化，也会为市场带来新的机遇。

近年来，纳米粒子供应商之间正在发生着小型整合，比如NovaCentrix公司收购了PChem Associates公司；太阳化学公司与T+ink公司结盟；Nanomas公司离开这一市场；卡博特公司停止推广产品；拜耳公司将纳米银技术出售给了科莱恩公司。目前，市场中仍是小型供应商占主导地位，多数大型供应商还在观望，或者是刚刚在实验室中开发出相关技术。

2014年3月，NovaCentrix公司收购了PChem Associates公司。PChem Associates公司曾开发出用于柔印和网印的纳米银油墨技术。收购之后的NovaCentrix公司作为印刷电子领域的领导企业，能够以更低的价格为客户提供全系列纳米银油墨。PChem Associates公司原来的忠实客户都认为，把NovaCentrix公司作为长期的供应商，会让他们感到更放心，重拾了使用PChem Associates公司油墨的信心。而PChem Associates公司油墨的新用户可直接到NovaCentrix公司的网站找到产品的相关信息，或者通过推广活动来了解产品。

同一时期，太阳化学公司与印刷电子领域的主要创新者T+ink公司宣布建立伙伴关系，合作成立T+Sun公司。太阳化学公司拥有世界一流电子材料的研发水平以及全球支持能力，与品牌商和印刷商在全球范围内建立了多年良好的联系，并具备制造导电油墨的经验，而T+ink公司从事印刷电子多年，在创造功能型导电油墨并增强用户整体体验方面有着坚实的基础。这次合作为两家公司以及终端用户带来了新的市场机遇。T+ink公司的TouchCode技术是一种非常特别的技术，该技术所提供的与消费者互动的能力，能够提高产品的体验水平。太阳化学公司将为合作企业提供生产经验以及与领先印刷商和品牌商的广泛联系网络。太阳化学公司通过对目前处于增长态势的多种应用的战略性关注后发现，结盟后，公司将出现大量需要用到新一代材料的机会，包括RFID印刷天线、智能标签、触摸开关和传感器等领域，以及结盟公司T+ink公司所有的TouchCode产品。太阳化学公司将继续集中精力关注TouchCode技术，通过其将实际产品与移动设备连接起来，实现各种智能印刷解决方案。对此，与太阳化学公司紧密合作的印刷商和品牌商充满了热情。除了TouchCode技术外，双方还密切合作开发从导电油墨到普通印刷油墨，再到模内应用油墨的各种类型油墨。

导电油墨的原材料

用于生产导电油墨的原材料有金属基材料（比如银和铜）、碳基材料（比如石墨和碳纳米管）和金属纳米颗粒几大类，每种材料都有其独特优点。

其中，银是金属导电油墨最常用的材料，这主要是因为银的氧化物同样能导电。铜及其他银合金尽管面临着如何在退火或烧结时防止被氧化的难题，但其应用也在逐渐增多。纳米颗粒则具有更高的导电性，在同样导电率的情况下使用的材料更少，且使用起来更加灵活，可用于喷墨印刷工艺，但其价格过高，使得其作为替代材料较难被广泛应用。

NovaCentrix公司认为：“银仍将是导电油墨中最重要的材料。银的使用形式有很多种，包括微型薄片、纳米颗粒以及有机金属配方。另外，银纳米线也已在市场上得到应用。从技术上来讲，尽管银的价格会有一些波动，但导电油墨中采用银作为原材料仍是风险最小的。”同时，NovaCentrix公司也是铜基导电油墨的市场领先者。公司一直提倡采用铜基材料作为导电油墨的原材料，如其推出的Metalon ICI油墨产品。这款油墨在2009～2010年间问世，随着配方的不断优化，现在其在整个使用期内均具有优良的存储稳定性和耐腐蚀性。目前的Metalon ICI油墨配方比以前更加成熟，具有更优异的货架稳定性和耐腐蚀性。

NANOGAP公司可提供采用浓度高达70%（重量比）的银纳米粒子的喷墨导电墨水，这些导电墨水具有长期稳定性、便于配制、电导率高且烧结温度低等优点。而且NANOGAP公司研发的银纳米纤维可以用来配置网印油墨，用于制备具有良好导电和光学特性的透明导电薄膜，适用于印刷照明和光电应用领域。

T+ink公司首席技术官Terry Kaiserman先生指出：“T+ink公司可生产各种类型的导电油墨，应用上更是涵盖几乎所有领域。这些油墨的优点是使用非常方便，只需把油墨倒入墨斗里，做很少的调整就能和普通油墨一样进行印刷。”

印刷电子发展前景光明

导电油墨制造商称，他们对印刷电子的发展前景及机遇持乐观态度。NovaCentrix公司认为，大量增长的机会已经出现，其正在推进的客户项目数量正在增长，合作的企业数量也在增加，每天都会看到越来越多面向印刷电子产品的主流应用，伴随着对产品、工艺支持以及外包开发的需求也在不断增长。对太阳化学公司而言，他们正努力开辟诸多新的应用领域，研究团队正全力开发新材料以支持这些新兴应用。而T+ink公司认为，印刷电子市场正在步入难以置信的增长阶段，他们自1990年代初涉足印刷电子领域，直到现在，这一领域才出现大规模应用，他们始终认定印刷电子将是下一个改变世界的高增长领域。

导电油墨市场发展潜力诱人，导电油墨制造商也纷纷受益于印刷电子市场的快速发展。导电油墨依托于各种电子产品，将向着高精度、高密度、高可靠性以及微细技术方向快速发展。