機(jī)遇與挑戰(zhàn):
- 有機(jī)電子技術(shù)處于發(fā)展前期,應(yīng)用初現(xiàn)端倪
- 有機(jī)電子發(fā)展?jié)摿薮?/strong>
- 有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)受到各國高度重視
目前,有機(jī)電子技術(shù)還處于發(fā)展前期,一些關(guān)鍵的技術(shù)還有待突破,但其無可比擬的優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用前景,將給信息產(chǎn)業(yè)乃至整個經(jīng)濟(jì)、社會帶來又一次深刻的影響,發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
一、有機(jī)電子應(yīng)用初現(xiàn)端倪
1.有機(jī)顯示領(lǐng)域率先崛起
OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)因無需逆光系統(tǒng)使得耗電量更小,比LCD(液晶)的亮度更高;由于采用有機(jī)材料,制造工藝更簡單;視野范圍更廣,可制成尺寸更大。這些突出的優(yōu)點決定了OLED將成為下一代顯示技術(shù)的主流。
目前,OLED已經(jīng)在一些小型設(shè)備中得到較為廣泛的應(yīng)用,例如移動電話、掌上型電腦以及數(shù)碼相機(jī)等。隨著技術(shù)研發(fā)的進(jìn)展,OLED的應(yīng)用范圍將逐步擴(kuò)大到平板顯示器、汽車儀表板以及柔性顯示器等領(lǐng)域。
三星是全球OLED顯示領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。目前三星已經(jīng)建成多條低世代OLED生產(chǎn)線,并率先應(yīng)用于一些消費電子產(chǎn)品,為其帶來豐富的回報。三星計劃于近期新建一條8代OLED生產(chǎn)線,屆時將可量產(chǎn)40英寸以上的大屏幕電視機(jī)。
此外,電子墨水技術(shù)目前也已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于電子閱讀器,如電子書等領(lǐng)域。
2.有機(jī)照明領(lǐng)域蓄勢待發(fā)
有機(jī)電發(fā)光照明效率高。目前,白熾燈的發(fā)光效率僅為6流明/瓦,日光燈為24流明/瓦,節(jié)能燈為48流明/瓦,LED為74流明/瓦。在有機(jī)照明領(lǐng)域,歐司朗公司已經(jīng)開發(fā)出了照明效率達(dá)87流明/瓦的OEL(Organic Electro Luminescence,有機(jī)電發(fā)光)技術(shù)產(chǎn)品,德國德勒斯登科技大學(xué)研制的照明技術(shù)已達(dá)到90流明/瓦。此外,美國、歐盟也加緊這一領(lǐng)域的研究,并分別開發(fā)了1萬小時壽命、每瓦50流明以上能效的OEL照明產(chǎn)品。
3.基于印刷的有機(jī)RFID發(fā)展路線日益明確
有機(jī)薄膜晶體管的出現(xiàn),使得采用卷對卷(R2R)印刷技術(shù),批量生產(chǎn)有機(jī)RFID標(biāo)簽成為可能。它與無機(jī)標(biāo)簽相比,在生產(chǎn)成本、產(chǎn)品彈性、功耗等方面具有明顯的優(yōu)勢。印刷有機(jī)電子將可能成為RFID產(chǎn)品最適宜的技術(shù)發(fā)展路線。
4.有機(jī)太陽能電池快速進(jìn)步
能夠在多種材質(zhì)表面“印制”的有機(jī)物太陽能電池(OPV,Organic Photovoltaic)因具有成本低廉、制造容易、重量輕和易彎曲的特點而成為目前研究的熱點。OPV領(lǐng)域的研究與應(yīng)用正在不斷突破,德國西門子公司的研究人員將導(dǎo)電塑料與碳60分子,結(jié)合制成了新型太陽能電池。美國貝爾實驗室的科學(xué)家則利用并五苯來取代了太陽能電池中的硅,取得成功。2010年,Solarmer能源公司宣布其電池效率再創(chuàng)新高,高達(dá)8.13%的轉(zhuǎn)換率已通過國家可再生能源實驗室(NREL)認(rèn)證。OPV有望成為具有成本效益及競爭力優(yōu)勢的技術(shù)。
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二、有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)受到高度重視
1.各國/地區(qū)高度重視有機(jī)電子的發(fā)展,紛紛布局各自的發(fā)展戰(zhàn)略,加大投入力度。
歐洲國家普遍以研究機(jī)構(gòu)和業(yè)界共同合作的模式,加速研究進(jìn)程。Poly Apply與Shift計劃是其中的兩個重點項目,研究經(jīng)費超過3500萬歐元,開發(fā)可以應(yīng)用到多領(lǐng)域的聚合體以及軟性電路封裝與連結(jié)技術(shù)等。
美國的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)從20世紀(jì)90年代起就開始進(jìn)行有關(guān)研究。貝爾實驗室、IBM、SiPix、Universal Display等在有機(jī)晶體管、發(fā)光二極管、顯示設(shè)備、電子紙等方面取得較為顯著的成果。
日本在薄膜顯示器方面投入力量較大。日本先后成立了有機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光器件研發(fā)基地、有機(jī)電子研究所等,同時日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省自2002年起,5年內(nèi)投入約40億日元用于有機(jī)顯示器項目的開發(fā)。
韓國將大力發(fā)展有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)作為重要國策,是典型的國家主導(dǎo)行為。在有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)上,韓國力爭在這一領(lǐng)域占據(jù)全球領(lǐng)先地位。自2001年起的10年間,韓國政府每年投資30億韓元用于該領(lǐng)域的研發(fā),僅2009年一年的研發(fā)經(jīng)費就超過2億美元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過英國、美國和日本。韓國知識經(jīng)濟(jì)部和教育科技部組織多個科研單位、高校和電子制造廠商,合力進(jìn)行OLED、有機(jī)晶體管和印刷電子設(shè)備的研發(fā)工作,取得了多項專利和成果。
我國臺灣地區(qū)從2003年開始著力于有機(jī)電子的研發(fā),2005年成立“軟性電子產(chǎn)業(yè)推動聯(lián)盟”,并將其定為未來3大重點發(fā)展的新科技之一,主要方向為印刷式RFID、柔性顯示器和有機(jī)太陽能電池等。
英國在有機(jī)電子領(lǐng)域開展多項前沿研究。英國成立柔性電子領(lǐng)導(dǎo)小組,組織、支持和指導(dǎo)有關(guān)部門、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開展相關(guān)研究。2009年,英國政府出臺了《塑料電子:英國走向成功戰(zhàn)略》,同時投入2800萬英鎊支持該領(lǐng)域研究。該戰(zhàn)略是英國重點發(fā)展先進(jìn)制造的各項舉措之一,而發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)又是英國此前出臺的《新產(chǎn)業(yè)新職業(yè)》經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇戰(zhàn)略計劃中的4大優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域之一。
2.我國對有機(jī)電子的支持力度不斷加大,技術(shù)與國際領(lǐng)先水平較為接近。
在全球有機(jī)電子技術(shù)發(fā)展大潮下,我國已經(jīng)認(rèn)識到有機(jī)電子的戰(zhàn)略性意義,不斷提高重視程度并加大支持力度。
在科研方面,中科院化學(xué)所、清華大學(xué)化學(xué)系有機(jī)光電子與分子實驗室、香港分子功能材料研究所、蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)(材料)實驗室、江蘇省有機(jī)電子與信息顯示重點實驗室、北京郵電大學(xué)等高校和科研機(jī)構(gòu),在材料、器件、設(shè)備、應(yīng)用等方面進(jìn)行深入研究。國家投入專項資金支持相關(guān)研究,2006年中科院承擔(dān)的“有機(jī)TFT器件研究”項目通過驗收,在顯示器件加工工藝、有機(jī)薄膜制備、材料合成關(guān)鍵環(huán)節(jié)上都取得了突破。全光刻工藝制備OTFT(有機(jī)薄膜晶體管)技術(shù)綜合性能指標(biāo)超過目前國際上已公布的同類光刻工藝制備OTFT。
在產(chǎn)業(yè)化方面,江蘇、廣東等省在現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上取得了一定成績,如龍騰光電、維信諾、方升光電、彩虹等企業(yè),在OLED領(lǐng)域具備了研發(fā)和生產(chǎn)能力。