RFID(Radio Frequency Identification)，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。一個(gè)完整的RFID系統(tǒng)通常由存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)物信息的電子標(biāo)簽、用于讀寫標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫器以及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)軟件組成。RFID技術(shù)利用無線射頻方式進(jìn)行雙向通信（交換數(shù)據(jù)）以達(dá)到自動(dòng)識(shí)別目的，具有防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀寫距離遠(yuǎn)、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大、存儲(chǔ)信息可更改、可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體、可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。
現(xiàn)時(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)過程管理、身份證和票證管理、動(dòng)物標(biāo)識(shí)、特種設(shè)備與危險(xiǎn)品管理、公共交通等多個(gè)領(lǐng)域。
物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）：通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃瞄器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。簡單來說，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，它有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。互聯(lián)網(wǎng)是把一切事物裝入計(jì)算機(jī)中，而物聯(lián)網(wǎng)是把計(jì)算機(jī)裝入一切事物中。
RFID標(biāo)籤(Radio Frequency Identification)即無線射頻識(shí)別標(biāo)籤，屬於智能卡的一種。RFID是一種利用無線射頻進(jìn)行非接觸雙向通信的識(shí)別方式，它在二戰(zhàn)時(shí)期出現(xiàn)，70年代開始使用，90年代開始大規(guī)模使用。技術(shù)已廣泛應(yīng)用於我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，如最簡單的門禁卡、公交車乘車卡、校園卡等。RFID技術(shù)在零售業(yè)的應(yīng)用中，廣泛認(rèn)同的一個(gè)模式——「未來商店」模式。
在未來的商店裡，所有的商品都貼有RFID標(biāo)籤。客戶在商店裡接觸到RFID技術(shù)有兩處：所謂的智能貨架與智能收銀臺(tái)。智能貨架，就是在貨架上裝有RFID標(biāo)籤掃描器，它能自動(dòng)提示貨品離架和擺放位置錯(cuò)誤，解決及時(shí)補(bǔ)貨和正確上貨的難題；商店裡不再存在傳統(tǒng)的收銀臺(tái)，而被一個(gè)智能收銀臺(tái)取代。智能收銀臺(tái)可以通過一個(gè)安裝RFID標(biāo)籤掃描器的出口處的屏風(fēng)來實(shí)現(xiàn)。顧客的手推車經(jīng)過該屏風(fēng)時(shí)，車裡面的所有購品瞬間被掃描，同時(shí)智能收銀臺(tái)自動(dòng)從顧客的信用卡上轉(zhuǎn)走所有貨物的總費(fèi)用。這樣使客戶輕鬆結(jié)賬，不再需要長時(shí)間地在傳統(tǒng)收銀臺(tái)前排隊(duì)等待。
1. RFID標(biāo)籤的成本障礙
從上面的應(yīng)用模式上可以看到RFID標(biāo)籤帶給我們更方便、更高效的消費(fèi)生活。然而，要想實(shí)現(xiàn)每一個(gè)商品都貼上RFID標(biāo)籤，還有一段很長的路要走，這裡的瓶頸之一就是RFID標(biāo)籤的成本相對較高。就目前而言，每枚標(biāo)籤的成本已跌到l美元以下，達(dá)到20～70美分。這對於價(jià)格高的產(chǎn)品是無所謂的，但是對於很多諸如牙刷、鉛筆這樣價(jià)格低廉的商品來說將被視為一個(gè)成本障礙。因此，要全面推廣RFID標(biāo)籤就應(yīng)在保證標(biāo)籤性能的前提下降低標(biāo)籤的製造成本。
2. 印刷技術(shù)在標(biāo)籤成本上的優(yōu)勢
RFlD標(biāo)籤主要可分為三大類：無源RFID標(biāo)籤、半有源RFID標(biāo)籤和有源RFID標(biāo)籤。對於零售包裝上的RFID標(biāo)籤一般都是無源的RFID，它是一種被動(dòng)的RFID標(biāo)籤，因?yàn)樗枰邮荛喿x器發(fā)出電磁信號(hào)，感應(yīng)出電流，然後發(fā)出電磁信號(hào)給閱讀器，實(shí)現(xiàn)標(biāo)籤與閱讀器間的信息傳送。這種標(biāo)籤的結(jié)構(gòu)一般為：基材、芯片和內(nèi)置天線(線圈)。目前線圈的製造方法有：銅絲繞製法、化學(xué)腐蝕法、電鍍法和直接印刷法。這四種方法中值得重點(diǎn)發(fā)展的是直接印刷法，因?yàn)樵摲椒ň哂刑炀€的高速印刷、耗材成本低的優(yōu)點(diǎn)，這樣可以明顯降低RFID標(biāo)籤的成本。
3. 導(dǎo)電油墨的推動(dòng)力
直接印刷天線的技術(shù)中，導(dǎo)電油墨是一個(gè)重要的推動(dòng)力。沒有導(dǎo)電油墨的發(fā)展，就沒有印刷技術(shù)在RFID標(biāo)籤製造中的應(yīng)用。導(dǎo)電油墨由一些易傳導(dǎo)性的粒子、樹脂或更為特殊的原材料組成，如傳導(dǎo)聚合體。導(dǎo)電油墨經(jīng)印刷到基材上乾燥後，由於導(dǎo)電粒子間的距離變小，自由電子沿外加電場方向移動(dòng)形成電流，具有良好的導(dǎo)電性能，從而使油墨擔(dān)當(dāng)天線的作用。油墨質(zhì)量對於提高導(dǎo)電性能，降低油墨消耗是有著重要的意義。一個(gè)好的導(dǎo)電油墨配方，要求具有良好的印刷適性，印刷後具有附著力強(qiáng)、電阻率低、固化溫度低、導(dǎo)電性能穩(wěn)定等特性。
4. 直接印刷天線技術(shù)的研究
目前，直接印刷天線的方法還處於研究階段。在進(jìn)行RFID標(biāo)籤的天線印刷時(shí)，由於不同工作頻率的 RFID標(biāo)籤的天線線圈將對應(yīng)不同的圈數(shù)、線圈厚度和每一圈之間的距離(如：HF波段使用13.56 MHz的芯片，通常它要求線圈圈數(shù)為6，厚度約為20μm。UHF波段使用868 MHz和950 MHz的芯片，線圈截面厚度約為4μm。)，故所印刷的墨層厚度、每一道線的寬度和乾燥後的圖形輪廓都有嚴(yán)格的允差範(fàn)圍(如：兩次重疊套印的誤差必須在0.1mm之內(nèi))。
在研究使用絲印方式進(jìn)行直接印刷天線時(shí)，得到以下有益的經(jīng)驗(yàn)：網(wǎng)孔選用六角形的孔形，這樣有利於導(dǎo)電油墨的徹底轉(zhuǎn)移；導(dǎo)電油墨選用溶劑型的油墨更佳；創(chuàng)造優(yōu)良的油墨乾燥條件（如：減小烘箱內(nèi)的風(fēng)速，加熱溫度在140℃，加熱時(shí)間在30秒到120秒之間），有利於印刷線圈圖形輪廓的精確成形。目前瑞士的一家輪轉(zhuǎn)網(wǎng)版印刷設(shè)備公司已經(jīng)為智能標(biāo)籤印刷製造了一條專用的生產(chǎn)線。
德國斯圖加特媒介大學(xué)在研究凹印方式進(jìn)行直接印刷RFID標(biāo)籤的試驗(yàn)中，得到以下有益的結(jié)論：最好的製版方式是使用金剛石的電子雕刻方法，分辨率選在5080dpi。這時(shí)幾乎沒有鋸齒邊，並且能精確地傳送需要的單元；前端製版所需的圖像文件格式使用位圖格式，這樣圖形信息不易損失；對於網(wǎng)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，需要選用一種特殊的有別於傳統(tǒng)網(wǎng)穴的開放型網(wǎng)穴，如圖二。如果使用傳統(tǒng)的網(wǎng)穴，那麼網(wǎng)穴間的網(wǎng)牆將會(huì)把導(dǎo)電油墨分割開，不能形成連貫的通路；開放型的網(wǎng)穴既保留網(wǎng)牆又能輕鬆地解決網(wǎng)牆分割油墨問題。
印刷技術(shù)參與到RFID標(biāo)籤製造中去，這將是一個(gè)非常有益的嘗試。隨著印刷工藝參數(shù)研究的不斷深入，導(dǎo)電油墨配方的不斷改良，必將使印刷技術(shù)在RFID標(biāo)籤製造中扮演重要的角色。
一、油墨的發(fā)展回顧
印刷行業(yè)中，油墨的地位是不言而喻的。文字與圖像的呈現(xiàn)完全依靠油墨與承印材料的作用。五顏六色的包裝，醒目的戶外廣告，色彩斑斕的圖書，這些都離不開油墨的功勞。各種不同的印刷工藝對油墨性質(zhì)的要求也有所不同，這就使油墨的種類不斷細(xì)化。同時(shí)，隨著印刷行業(yè)的發(fā)展，油墨已經(jīng)不僅僅用於呈現(xiàn)圖文了，它還具有防偽、裝飾等作用。各種各樣具有特殊工藝的油墨不斷湧現(xiàn)，使油墨家族變得越來越龐大，其成員也各具特色。近些年來，有一種被稱為電子油墨的種類悄悄出現(xiàn)在油墨行業(yè)，並且以其獨(dú)特的個(gè)性引起人們的廣泛關(guān)注，對人類的獲取視覺信息的方式將帶來一定的影響。
二、電子油墨的技術(shù)優(yōu)勢
1. 起因 網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)曾一度給傳統(tǒng)的書報(bào)帶來了不小的衝擊，在互聯(lián)網(wǎng)上，我們可以看新聞，可以讀小說，也可以瀏覽到各種各樣的信息，並且可以根據(jù)個(gè)人喜好有選擇的看，其方便程度不言而喻。一些人曾擔(dān)心我們傳統(tǒng)的紙制的書報(bào)將會(huì)被網(wǎng)絡(luò)所替代，但事實(shí)證明，人們的閱讀習(xí)慣還是傾向於傳統(tǒng)的閱讀方式，所以紙張和這些圖文的呈現(xiàn)工具——油墨，仍然是不可摒棄的。但現(xiàn)在，人們對於圖書的要求也是要越來越精美，這就在一定程度上增加了書籍的重量，於是書籍也不再單單是休閒的工具，而在一定程度上變成了一種負(fù)擔(dān)。怎樣才能使傳統(tǒng)的書報(bào)變得輕便，易於攜帶且信息量只增不減呢？我們需要對紙張進(jìn)行改造，而電子油墨正是這一新型材料上呈現(xiàn)圖文的工具。
2. 結(jié)構(gòu) 電子油墨由美國E-ink公司出品，具有傳統(tǒng)紙質(zhì)油墨的外觀和電子顯示的能力。結(jié)構(gòu)如圖一，它本身是一種液體，由成百萬的直徑大小約有100μm的微粒膠囊構(gòu)成（類似於頭髮的粗細(xì)），而膠囊則由在有色染料上懸浮著的白色微粒組成，這些白色微粒是關(guān)鍵物質(zhì)，是由氧化鈦研磨而成的小顆粒。這個(gè)微粒膠囊夾在兩個(gè)極性相反的電場中間。當(dāng)氧化鈦本身是負(fù)電荷而加在上面的電場是正電的時(shí)候，它將移向帶有正電的表面。——於是它就可以顯示白色像素了；如果極性相反，則帶負(fù)電的氧化鈦顆粒就受到排斥遠(yuǎn)離頂層，染色的油墨就顯現(xiàn)出來，這些發(fā)出不同顏色的膠囊進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐帕薪M合，就可以印出各種各樣的文字和圖案來，通過控制氧化鈦顆粒在膠囊中的位置可以獲得灰度圖像。只要這張電子紙不損壞，就可以重複使用無數(shù)次。
3. 優(yōu)勢 與傳統(tǒng)油墨相比，電子油墨的一些優(yōu)勢十分突出：
①適印性強(qiáng)，適用幾乎所有的材料。不管它具有多麼明顯的個(gè)性，電子油墨始終是一種油墨，它要具備基本的油墨適性——適印性。它可以印在紡織品、紙張、塑料和別的許多材料。與液晶顯示器不同，電子油墨可以在塑料表面顯示，這使其超薄，富有彈性而不易碎。
②邊緣銳化度高，圖像清晰。利用精度較高的設(shè)備對電子油墨形成的圖像及靜電複印干粉形成的圖像相比，前者具有更清晰的銳化度，在印刷連續(xù)調(diào)圖像時(shí)，這種優(yōu)勢更為突出。
③耐光性好，不易褪色。與傳統(tǒng)油墨不同，電子油墨中的色素顆粒是封裝在塑膠樹脂中的，能保護(hù)色素的化學(xué)成分不被氧化或潮濕空氣的影響，在紫外線照射下也不會(huì)發(fā)生變化。
④乾燥迅速。對於傳統(tǒng)油墨來說，油墨在到達(dá)承印物之後，會(huì)有一個(gè)乾燥的過程，對於不同的油墨來說，乾燥的性能也不同，所需時(shí)間長短也不固定，對於不同的印刷工藝，要適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行進(jìn)一步的乾燥處理，但電子油墨不需要這樣，電子油墨一旦轉(zhuǎn)移到承印物上之後，會(huì)自動(dòng)固化，因此可以說是即時(shí)乾燥。
除了上述優(yōu)勢外，它還具有一些自己特有的特點(diǎn)：
①亮度高。電子油墨的顯示亮度是LCD液晶顯示器的6倍且其顯示媒體材料厚度上也要比LCD液晶顯示器要薄大約30%左右。從任何一種角度閱讀都不會(huì)產(chǎn)生亮度的改變，具有180度視角。對於光線的強(qiáng)弱也沒有十分嚴(yán)格的要求，不同強(qiáng)弱的光線其閱讀效果不會(huì)發(fā)生變化。
②電子油墨的能耗低,效果持久，圖像質(zhì)量穩(wěn)定。油墨中的塗料顆粒一旦達(dá)到一種狀態(tài)之後，圖文被形成，切斷電源後，電子油墨構(gòu)成的圖文仍然可以保留在屏幕上，於是在頁面形成後，可以斷開電源閱讀，並且不需要額外的能源支持。只有在內(nèi)容改變時(shí)才消耗能量，改變一個(gè)3inch的字符約需12mj。
③這種電子油墨因其成本低廉，可以大面積使用，並且可以常刷常新。目前電子油墨的符號(hào)顯示設(shè)計(jì)，所採用的刷新頻率低於1秒，可能達(dá)到的刷新的速度超過每秒60次。
④色域廣。類似於傳統(tǒng)油墨的顯色能力，顏色數(shù)多。其專色系統(tǒng)的電子油墨將色域拓展到四色基本色所不能達(dá)到的色域。根據(jù)國際色彩標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行印刷，通過電子調(diào)整色彩的濃度，從而適合不同的印刷需要。彩色的電子油墨顯示工具可以顯示上千種顏色。
三、電子油墨的應(yīng)用
目前，由於電子油墨已經(jīng)逐漸為人們所熟識(shí)，其應(yīng)用範(fàn)圍也日漸增大。例如，它可用於捲筒紙印刷，用作無色承印材料的不透明白色塗層，也可用於光澤廣告紙和別的大版式標(biāo)籤，其固有特點(diǎn)讓其可靈活地顯示，就像在紙張上的顯示一樣，如圖二所示。電子油墨還可以印刷在曲面上，印品的表面還可以彎曲；並且僅僅需要改變內(nèi)容時(shí)才消耗功率。在和PANTONE兼容的Indigo專色系統(tǒng)也有電子油墨的應(yīng)用。在Indigo的彩色數(shù)碼柯式印刷機(jī)中，有一個(gè)特有的功能組合，印刷機(jī)全部採用電子油墨（即Indigo的獨(dú)特液體油墨）。電子油墨能達(dá)到極小的顆粒（1～2μm），這樣小的微粒使印刷能達(dá)更高分辨率和光滑度，銳化的圖像邊緣，形成極薄的圖像層。
索尼公司與美國的麻省的EInk公司，荷蘭飛利浦和日本的Toppan印刷技術(shù)公司聯(lián)合研製，推出的Ebook閱讀器Librie，也採用了E-Ink電子油墨技術(shù)。其閱讀器的分辨率有800x600dpi，黑白字體的清晰度足以勝過任何LCD液晶顯示屏。
近日在日本Aichi舉行的EXPO2005展會(huì)中，Toppan Printing 展示了其趨於成熟的E-ink電子油墨技術(shù)—— 一塊牆壁大小的E-ink顯示屏，如圖三。這塊顯示屏是由272塊獨(dú)立的電子墨水面板組成。Toppan Printing的E-ink電子油墨技術(shù)類似於Sony LIBRIe電子閱讀器，後者以其細(xì)膩平和的顯示效果曾經(jīng)讓不少人折服。
到目前為止，對於電子油墨的最新的應(yīng)用當(dāng)屬世界第一塊電子紙手錶，如圖四。由E-ink公司與日本愛普生公司等多家機(jī)構(gòu)聯(lián)合推出。這款手錶具有易讀、超薄及可彎曲等優(yōu)點(diǎn)。由於其顯示時(shí)不需要背景燈，其固有的穩(wěn)定性記憶能力使呈像時(shí)也不需要能量來維持，因此還具有低耗能的特點(diǎn)。這款手錶預(yù)計(jì)在2006年將推向市場。
四、市場展望
1. 市場潛力。 電子油墨的應(yīng)用前景充滿希望，吸引了不少商家，美國Hearst公司為此已投資數(shù)百萬美元，用來研究開發(fā)重複使用的報(bào)紙，摩托羅拉公司也希望把它作為無線技術(shù)業(yè)務(wù)的一項(xiàng)外延產(chǎn)品，以色列的Indigo公司推出世界上第一臺(tái)數(shù)字式彩色膠印機(jī)E-print 1000時(shí)也曾用過稱這為電子油墨的新型專用液色劑。而其創(chuàng)始公司E-Ink公司也在不斷與IBM公司及Lucent Tech-nologies等公司合作，致力於生產(chǎn)電子油墨的顯示器。
2. 前景展望。 目前，國內(nèi)的廠家還無法生產(chǎn)電子油墨，在數(shù)字印刷領(lǐng)域，這無疑是我們的一項(xiàng)空白，要想使我們的印刷質(zhì)量能盡快達(dá)到國際水平，新技術(shù)的研製和開發(fā)、新產(chǎn)品的生產(chǎn)和推廣都是我們應(yīng)該著重努力的方向。由於其價(jià)格、使用設(shè)備及其它一些客觀條件的限制，短時(shí)間內(nèi)電子油墨在國內(nèi)的使用不會(huì)像傳統(tǒng)油墨那樣普及，但這並不能抹煞它的優(yōu)勢。對於絕大多數(shù)印刷廠來講，這還是一塊未知領(lǐng)域，其極大市場潛力不容忽視。我們追求的是高品質(zhì)的印品，而電子油墨具有體現(xiàn)印品高質(zhì)量的能力，相信在不久的將來，電子油墨的應(yīng)用一定會(huì)更加廣泛，國內(nèi)的印刷廠家也應(yīng)該抓緊商機(jī)，在未來的競爭當(dāng)中佔(zhàn)有先機(jī)。
