機遇與挑戰(zhàn):
- 有機電子技術處于發(fā)展前期,應用初現(xiàn)端倪
- 有機電子發(fā)展?jié)摿薮?/strong>
- 有機電子產(chǎn)業(yè)技術受到各國高度重視
目前,有機電子技術還處于發(fā)展前期,一些關鍵的技術還有待突破,但其無可比擬的優(yōu)勢和廣泛的應用前景,將給信息產(chǎn)業(yè)乃至整個經(jīng)濟、社會帶來又一次深刻的影響,發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
一、有機電子應用初現(xiàn)端倪
1.有機顯示領域率先崛起
OLED(有機發(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的主流。
目前,OLED已經(jīng)在一些小型設備中得到較為廣泛的應用,例如移動電話、掌上型電腦以及數(shù)碼相機等。隨著技術研發(fā)的進展,OLED的應用范圍將逐步擴大到平板顯示器、汽車儀表板以及柔性顯示器等領域。
三星是全球OLED顯示領域的領導者。目前三星已經(jīng)建成多條低世代OLED生產(chǎn)線,并率先應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。
此外,電子墨水技術目前也已經(jīng)廣泛地應用于電子閱讀器,如電子書等領域。
2.有機照明領域蓄勢待發(fā)
有機電發(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。在有機照明領域,歐司朗公司已經(jīng)開發(fā)出了照明效率達87流明/瓦的OEL(Organic Electro Luminescence,有機電發(fā)光)技術產(chǎn)品,德國德勒斯登科技大學研制的照明技術已達到90流明/瓦。此外,美國、歐盟也加緊這一領域的研究,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RFID發(fā)展路線日益明確
有機薄膜晶體管的出現(xiàn),使得采用卷對卷(R2R)印刷技術,批量生產(chǎn)有機RFID標簽成為可能。它與無機標簽相比,在生產(chǎn)成本、產(chǎn)品彈性、功耗等方面具有明顯的優(yōu)勢。印刷有機電子將可能成為RFID產(chǎn)品最適宜的技術發(fā)展路線。
4.有機太陽能電池快速進步
能夠在多種材質(zhì)表面“印制”的有機物太陽能電池(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領域的研究與應用正在不斷突破,德國西門子公司的研究人員將導電塑料與碳60分子,結合制成了新型太陽能電池。美國貝爾實驗室的科學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8.13%的轉換率已通過國家可再生能源實驗室(NREL)認證。OPV有望成為具有成本效益及競爭力優(yōu)勢的技術。
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二、有機電子產(chǎn)業(yè)技術受到高度重視
1.各國/地區(qū)高度重視有機電子的發(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構和業(yè)界共同合作的模式,加速研究進程。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)可以應用到多領域的聚合體以及軟性電路封裝與連結技術等。
美國的科研機構和企業(yè)從20世紀90年代起就開始進行有關研究。貝爾實驗室、IBM、SiPix、Universal Display等在有機晶體管、發(fā)光二極管、顯示設備、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半導體發(fā)光器件研發(fā)基地、有機電子研究所等,同時日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省自2002年起,5年內(nèi)投入約40億日元用于有機顯示器項目的開發(fā)。
韓國將大力發(fā)展有機電子產(chǎn)業(yè)作為重要國策,是典型的國家主導行為。在有機發(fā)光顯示技術上,韓國力爭在這一領域占據(jù)全球領先地位。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,遠遠超過英國、美國和日本。韓國知識經(jīng)濟部和教育科技部組織多個科研單位、高校和電子制造廠商,合力進行OLED、有機晶體管和印刷電子設備的研發(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、柔性顯示器和有機太陽能電池等。
英國在有機電子領域開展多項前沿研究。英國成立柔性電子領導小組,組織、支持和指導有關部門、企業(yè)和研究機構開展相關研究。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2800萬英鎊支持該領域研究。該戰(zhàn)略是英國重點發(fā)展先進制造的各項舉措之一,而發(fā)展先進制造業(yè)又是英國此前出臺的《新產(chǎn)業(yè)新職業(yè)》經(jīng)濟復蘇戰(zhàn)略計劃中的4大優(yōu)先發(fā)展領域之一。
2.我國對有機電子的支持力度不斷加大,技術與國際領先水平較為接近。
在全球有機電子技術發(fā)展大潮下,我國已經(jīng)認識到有機電子的戰(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,中科院化學所、清華大學化學系有機光電子與分子實驗室、香港分子功能材料研究所、蘇州大學功能納米與軟物質(zhì)(材料)實驗室、江蘇省有機電子與信息顯示重點實驗室、北京郵電大學等高校和科研機構,在材料、器件、設備、應用等方面進行深入研究。國家投入專項資金支持相關研究,2006年中科院承擔的“有機TFT器件研究”項目通過驗收,在顯示器件加工工藝、有機薄膜制備、材料合成關鍵環(huán)節(jié)上都取得了突破。全光刻工藝制備OTFT(有機薄膜晶體管)技術綜合性能指標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領域具備了研發(fā)和生產(chǎn)能力。