铁电印刷概述

8.9.2　铁电印刷概述

铁电印刷属于电子成像(Electrography)印刷技术的范畴，主要的成像部件和图像载体是铁电陶瓷材料，可通过外部电场极化而产生成像信息。成像过程导致的结果由材料极性状态的局部差异定义，对应于铁电陶瓷的表面静电位;这种静电位的差异形成静电图像，此后可利用墨粉转移到纸张，如同其他电子成像或静电照相印刷那样。铁电印刷与其他电子成像和静电照相印刷的主要区别表现在墨粉转移后电荷图像仍然保留，这正是进一步研究铁电印刷的兴趣所在。铁电体成像结果是永久性的，但又可以擦除，因而具备计算机到滚筒的技术特征，例如凹印滚筒和套筒性柔性版印刷使用的印版。

适合于印刷的铁电材料以PZT一类的陶瓷最为典型，英文缩写PZT指PbZrO₃和Pb-TiO₃的混合晶体结构。在这种材料中，两种稳定极化状态间的能带隙由晶体结构决定，但可以借助于添加剂改善。目前已开发出几种技术，用于形成合理的颗粒结构、厚度和同质(均匀)性的PZT层，其中包括厚膜和薄膜两种技术。对印刷系统使用的PZT层来说，要求能涂布到滚筒表面，例如涂布到钢材或氧化铝制成的滚筒。

尽管极化成像显得特殊，但可以通过电荷转移到铁电体表面的方法实现，成像过程达到矫顽磁场区域时结束，这是一种利用离子打印头的非接触成像技术，其中离子打印头用于控制局部放电。进一步的电荷转移不会改变材料的极化状态，但自由电荷将被约束在铁电材料表面，失去其自由运动能力，因而成像结果是稳定的。

对于以墨粉为信息转移载体的印刷工艺而言，主要参数是材料表面附近的电场，由局部矫顽极化分布导致的成像结果属于近表面电场之一，可以利用静电电压计测量铁电体的表面电压。人们对这种测量方法并不陌生，比如在研究静电照相印刷的光导体时使用。

铁电印刷目前处于实验阶段，倾向于采用液体墨粉，一种基于异链烷烃的碳氢化合物为载体(液体)的特殊油墨。这类墨粉有诸多的优点，未来的应用范围会相当宽。