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包装印刷中电子技术应用案例解说续

印刷电子在包装中的应用

占据有关印刷电子的会议和报告的通常只两种类型的器件—薄膜晶体管电路（TFTC）和有机发光二极管（OLED）。这两种器件尽管名称很不相同，但它们是都是发光的移动色彩显示器—它们中至今还没有一款是可用于低成本包装材料。有一天它们都将会变得极为重要，但就可任意使用这一点而言，理想中用于包装上或包装内的印刷电子器件将会使目前已经在使用的许多商业应用黯然失色。

就在我们身边，已经可以见到印刷电子产品的例子。看看英国elumin8公司和作为德国Schreiner Group GmbH Co. KG航空公司一个分支机构的Schreiner VarioLight公司的那些华丽的大布告板，它们发出明亮的色彩，光线依次明暗变换。那些元器件几乎完全是用丝印刷技术印刷出来的—导电层、陶瓷绝缘体、带有金属铜掺杂的磷光质涂层、保护器等等。这些显示器是由一个盒式的传统电子器件交流电致发光驱动的，终归有一天我们也会将这个小盒子用印刷的方法制造出来。

如今，我们已经采用印刷电子技术在麦当劳的包装袋上嵌入了电子游戏，它采用T-INK? Inc.公司生产的导电图案和电池；另外，用在包装内的RFID智能标签也已经在使用印刷的天线和内连接了。包装上的电池检测器完全是印刷上去的（电阻器、热色显示器和内连接器），并且每年的销售量达几十个亿家电灶头，这多亏了位于美国加利福尼亚州帕萨迪那（Pasadena）的Avery Dennison公司和位于美国俄亥俄州史托（铝焊丝Stow）的MACtac公司

当前印刷电子器件应用的另一个例子是来自Power Paper公司的新智能外皮小片，它取代了化妆用品和药物的包装。这些充满产品的小片直接从厂家运出，并被患者使用。使用一个印刷电池和一种导电图案，这些小片通过使外皮变得多孔而把药物释放出来。另一种产品可以为年轻人制造短暂纹身，这种纹身的图案可以持续四个月—刚刚好足够吓唬他们的母亲！

还有已经进入测试阶段的印刷时间/温度记录标签，这种标签使用德国KSW Microtec AG公司和美国加利福尼亚州奥克斯纳（Oxnard）的Infratab公司生产的印刷电致变色显示器。这些标签用于食品包装和血液袋，能够发回记录温度变化的信号，当所盛装的产品变质时，标签会显示出“过期了”字样。目前用的是一个芯片，所以标签还不是完全被印刷制造的，但其中的电池和天线是印刷制造的，并结合了一个RFID功能。

在电子动力包装领域，印刷元件为许多产品，例如RFID（射频识别）天线、外包装上用作产品宣传的器件、时间/温度指示器等，提供了一个更便宜、更灵活、功能更强大的选择。

瑞典邮局采用由斯德哥尔摩的Cypak AB公司生产的一种名叫SecurePak的快件邮包来邮寄。SecurePak中集成了印刷图形花样和内连接导线，可以向收件人提供有关数字信息，可以是关于交寄方的，关于邮寄内容的，关于指定的收件人的，以及有关任何有可能被改动的信息—这些都发生在包装被打开之前。有了准确时间标志的帮助，质量得到了保证，有关事故方面的问题也得到了解决，这就确保了送货过程的整合性。目前，这一解决方案使用一个微处理器，成本大约在6美元左右。

瑞典的Bioett AB公司与一家国际化的冷冻食品商Findus公司，以及一个瑞典乳制品供应链一起，成功的测试了一个完全印刷制造的可以发送载有时间/温度特征信号的感应器/电容器/生物传感器。在很大批量生产的前提下，据估计可以达到每个15美分的低廉成本。该元件不需要使用硅芯片。

这些电池的性能差异很大，从低性能和低价格到与之相反的高性能和高价格都有，这正反映了刚刚出现的具有广泛多样性的市场需求。

技术展望

为了抓住下一步的发展趋势，我们只要看看周围的那些实验室里正在研究什么就可以了。加利福尼亚州联合城市（unio City）的Aardex USA公司已经在销售用来装药片的塑料瓶了，这种瓶子里装有一个称重传感器，这样一来药瓶就可以真实地告诉患者他是否在按时按量的服药。加拿大的Information Mediary公司,丹麦的Cypak, Bang Olufsen Medicom公司，还有其他的一些公司都拥有智能水泡包装、塑料瓶包装和更多同类产品，这些包装能够记录患者的取药时间并将信息通过广播信号传递给医生。美国纽约的MeadWestvaco Healthcare Packaging公司正在努力将Cypak公司的这一发明商品化，但它的价格大约是每个十五美元，也许会将它的应用范围限制在药品试验方面。

目前，药物实验的数据有百分之五十都是有问题的，因为这正是不正确用药的患者所占的百分比。那些来自厂商，例如e-pill公司和其他一些公司的包装能够给出语音提示。Design Force公司是瑞典SCA Packaging 公司的附属公司，它联合一家大型药品三爪卡盘公司设计出一款药品包装，如果患者在不正确的时间触摸到药瓶的话，这种包装就会呼叫“还不到服药时间”。

谈到从而减少解决废水废气构成的污染所使用的印刷技术，目前大多数印刷电子电路产品都是用丝印刷的方法印制成的。然而，喷墨式印刷技术为高分子薄膜晶体管电路（TFTC）和其他新技术所喜爱，虽然旋转镀膜法在某些情况下作为一种临时的方法也在使用。

希望将来能够将传统的柔版印刷、胶版印刷和其他现有的印刷技术用于印刷电子。条形码通常是没有印刷费用的，正是因为它是作为正常印刷程序的一部分来完成的。同样的情况很有希望也会在RFID标签和许多用于包装、产品上的其他形式的电子器件上发生。不过，先不必摒住呼吸，这些可能要到2020年才能实现。

当我们在等待薄膜晶体管电滤头路（TFTC）和有机发光二极管（OLED）走向成熟技术的时候，这些电子器件包装和其他产品的价格怎样才能下降呢？英国今年1季度的NXT公司已经开发并拥有了自己的专利技术，能够用胶印生产扩自然就可以作出正确判断、作出正确选择音器。这项分布式扩音器（DML）技术为声音质量的提高、设计灵活性的增强和成本的节约带来了巨大的益处。巩固了分布式扩音器技术的弯曲波技术的未来发展是触觉敏感技术，它能够提供比目前的相关技术优越得多的特性。

两年前，你应该已经看到了NXT扩音器，那时候它是一个大体积的高保真产品。但是在2004年，它出现在NEC显示屏上面的位置，提供非常好的音质，却不会挡住任何别的部件，也不会占据任何宝贵的空间。很可能，这项技术将会及时的出现在包装产品上。顺便提一下，受到最多关注的薄膜晶体管电路（TFTC）—那些全部使用聚合物材料制成的电路—是透明的。

因而，现在看起来好像二战期间使用在包装和礼物卡上的电子产品已经被我们用现代的新技术所取代。取代那些器件的新产品也许很薄很透明，我们可能根本就看不到它们。

作者:IDTechEx公司主席：Peter Harrop