進(jìn)入21世紀(jì)，一種被稱作“有機(jī)電子(organic electronics)”的新型電子材料因3位科學(xué)家的獲獎(jiǎng)，受到世界各主要國(guó)家的重視。2000年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)人阿蘭·西爵(AlanJ.Heeger)、阿蘭·麥克達(dá)爾密(Alan G.MacDiarmid)和日本人白川英樹(shù)(Hideki Shirakawa)。短短幾年，基于有機(jī)電子的新產(chǎn)品、新應(yīng)用大量涌現(xiàn)。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(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景，將給信息產(chǎn)業(yè)乃至整個(gè)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)帶來(lái)又一次深刻的影響，發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

(一)有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)受到高度重視

1.各國(guó)/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(guó)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(jì)劃是其中的兩個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目，研究經(jīng)費(fèi)超過(guò)3500萬(wàn)歐元，開(kāi)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(guó)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)從20世紀(jì)90年代起就開(kāi)始進(jìn)行有關(guān)研究。貝爾實(shí)驗(yàn)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(shí)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(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。

韓國(guó)將大力發(fā)展有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)作為重要國(guó)策，是典型的國(guó)家主導(dǎo)行為。在有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)上，韓國(guó)力爭(zhēng)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(guó)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(fèi)就超過(guò)2億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)英國(guó)、美國(guó)和日本。韓國(guó)知識(shí)經(jīng)濟(jì)部和教育科技部組織多個(gè)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(xiàng)專利和成果。

我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)從2003年開(kāi)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(dòng)聯(lián)盟”，并將其定為未來(lái)3大重點(diǎn)發(fā)展的新科技之一，主要方向?yàn)橛∷⑹絉FID、柔性顯示器和有機(jī)太陽(yáng)能電池等。

英國(guó)在有機(jī)電子領(lǐng)域開(kāi)展多項(xiàng)前沿研究。英國(guó)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(mén)、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展相關(guān)研究。2009年，英國(guó)政府出臺(tái)了《塑料電子：英國(guó)走向成功戰(zhàn)略》，同時(shí)投入2800萬(wàn)英鎊支持該領(lǐng)域研究。該戰(zhàn)略是英國(guó)重點(diǎn)發(fā)展先進(jìn)制造的各項(xiàng)舉措之一，而發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)又是英國(guó)此前出臺(tái)的《新產(chǎn)業(yè)新職業(yè)》經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇戰(zhàn)略計(jì)劃中的4大優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域之一。

2.我國(guó)對(duì)有機(jī)電子的支持力度不斷加大，技術(shù)與國(guó)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(guó)已經(jīng)認(rèn)識(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室、江蘇省有機(jī)電子與信息顯示重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(guó)家投入專項(xiàng)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(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)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(guò)目前國(guó)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(jī)，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。

(二)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(wú)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(jiǎn)單；視野范圍更廣，可制成尺寸更大。這些突出的優(yōu)點(diǎn)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(dòng)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(fèi)電子產(chǎn)品，為其帶來(lái)豐富的回報(bào)。三星計(jì)劃于近期新建一條8代OLED生產(chǎn)線，屆時(shí)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(shū)等領(lǐng)域。

2.有機(jī)照明領(lǐng)域蓄勢(shì)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(kāi)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(guó)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(guó)、歐盟也加緊這一領(lǐng)域的研究，并分別開(kāi)發(fā)了1萬(wàn)小時(shí)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(duì)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(wú)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(shì)。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(yáng)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(yáng)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(diǎn)而成為目前研究的熱點(diǎn)。OPV領(lǐng)域的研究與應(yīng)用正在不斷突破，德國(guó)西門(mén)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(yáng)能電池。美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家則利用并五苯來(lái)取代了太陽(yáng)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(guò)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)認(rèn)證。OPV有望成為具有成本效益及競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)的技術(shù)。

有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)前景展望

(一)有機(jī)電子技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯

1.性能優(yōu)越

由于有機(jī)電子材料容易加工成薄膜并且具有良好的延展特性，有機(jī)電子材料的出現(xiàn)，必將導(dǎo)致柔性電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，更能滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品輕薄、便攜及易于設(shè)計(jì)等方面的需求。與傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體材料相比，有機(jī)電子材料的產(chǎn)品特征優(yōu)勢(shì)可概括為：大面積制造、柔韌性好、透明性好、超薄、重量輕等。

2.成本低

有機(jī)電子制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單和生產(chǎn)成本更低。有機(jī)材料可利用溶液進(jìn)行大面積旋涂、打印，同時(shí)，有機(jī)材料可以在較低溫度的條件下制作，可選擇耐熱性較差的塑料基板，能夠降低制作的成本。

3.投資規(guī)模較小

由于采用有機(jī)材料，制作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)化，單位成本和設(shè)備投資較低，極大地降低了進(jìn)入的門(mén)檻和投資風(fēng)險(xiǎn)。例如，OLED的投資規(guī)模大約是數(shù)千萬(wàn)美元的量級(jí)，僅為T(mén)FT-LCD生產(chǎn)線的10%左右。又如芯片巨擘英特爾(Intel)需要花費(fèi)數(shù)10億美元來(lái)建構(gòu)其領(lǐng)先的晶圓廠，相比之下，僅需要1億美元～2億美元的投資額，就有可能興建一座具備全面生產(chǎn)能力的有機(jī)電子產(chǎn)品工廠。

4.節(jié)能、環(huán)保

有機(jī)電子產(chǎn)品的節(jié)能優(yōu)勢(shì)顯著。以照明和顯示比較為例，白熾燈在工作的時(shí)候，實(shí)際上只有5%的能源用于照明，OLED光源較傳統(tǒng)白熾燈可節(jié)省耗電70%以上。29英寸CRT電視機(jī)的功耗在200瓦左右，40英寸TFT-LCD液晶電視的功耗在200瓦左右，50英寸PDP的功耗在500瓦以上。而一臺(tái)40英寸的大尺寸AM-OLED電視，功耗將在100瓦以下。因此，OLED被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的顯示技術(shù)之一。

在環(huán)保方面，有機(jī)電子的制造工藝比傳統(tǒng)的半導(dǎo)體生長(zhǎng)和光刻制造工藝優(yōu)越得多，大大節(jié)省水和電的使用。同時(shí)也避免了大量強(qiáng)酸強(qiáng)堿化學(xué)物質(zhì)的排放。

(二)產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大

未來(lái)10年，將是有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的時(shí)期，有機(jī)半導(dǎo)體、有機(jī)電子產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越廣泛，市場(chǎng)規(guī)模將越來(lái)越大。以下是綜合iSuppli、Nano Markets、ID TechEx、臺(tái)灣工研院等機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，得出的有機(jī)電子各主要領(lǐng)域未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模。

OEL照明市場(chǎng)規(guī)模。2015年達(dá)到150億美元，2020年達(dá)到500億美元。
OLED顯示市場(chǎng)規(guī)模。2015年達(dá)600億美元以上，2020年達(dá)到1500億美元。
有機(jī)RFID市場(chǎng)規(guī)模。2015年達(dá)到150億美元，2020年達(dá)到300億美元。
有機(jī)太陽(yáng)能電池市場(chǎng)規(guī)模。2015年將達(dá)到100億美元，2020年達(dá)到300億美元。
印刷等裝備市場(chǎng)規(guī)模。2015年預(yù)計(jì)將達(dá)40億美元；2020年達(dá)到120億美元。
其他應(yīng)用產(chǎn)品市場(chǎng)。到2015年，基于有機(jī)半導(dǎo)體材料的其他電子產(chǎn)品如智能傳感器、玩具、電池、服裝、醫(yī)療電子等的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到50億美元以上的規(guī)模。

(三)有機(jī)電子將可能發(fā)展成為信息產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)

1.傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料和技術(shù)面臨挑戰(zhàn)

目前傳統(tǒng)的以硅、鍺等半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的電子器件將受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)既有原理性的物理限制，又有技術(shù)性的工藝限制。一是產(chǎn)品形狀固定、易碎、非柔性，難以契合未來(lái)的需求趨勢(shì)。二是硅晶體的生產(chǎn)成本十分昂貴，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不易持續(xù)。三是傳統(tǒng)的單晶硅半導(dǎo)體生產(chǎn)流程和工藝過(guò)于復(fù)雜。四是硅半導(dǎo)體開(kāi)始面臨線寬的物理極限。

2.有機(jī)電子對(duì)硅基電子的替代進(jìn)程加快

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，目前全球投入有機(jī)電子領(lǐng)域的研發(fā)十分活躍，有機(jī)電子技術(shù)得以快速進(jìn)步。預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年將是有機(jī)電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)突破的加速期。業(yè)界人士認(rèn)為，有機(jī)電子將會(huì)比硅基電子走得更遠(yuǎn)，其對(duì)硅基電子的替代趨勢(shì)明顯。

加快發(fā)展有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)

1.加快成立有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。組建由行業(yè)協(xié)會(huì)、科研院所和企業(yè)等相關(guān)機(jī)構(gòu)共同參與的有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，共同推進(jìn)有機(jī)電子技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、專利和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

2.加快制定有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。把有機(jī)電子產(chǎn)業(yè)確定為我國(guó)重點(diǎn)培育發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，按照發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的要求，制定專項(xiàng)規(guī)劃。

3.建立國(guó)家扶持機(jī)制。著力支持重大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、重大產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展等。鼓勵(lì)和引導(dǎo)金融資本支持有機(jī)電子企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化。

4.加強(qiáng)國(guó)際合作。國(guó)際上一些研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在有機(jī)電子研發(fā)的道路上已經(jīng)走了10多年，有的研發(fā)成果已經(jīng)接近產(chǎn)業(yè)化，還培育出一批有機(jī)電子的專業(yè)人才。我國(guó)要加強(qiáng)與國(guó)際相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)的合作，加快技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

5.加快引進(jìn)和培養(yǎng)有機(jī)電子專業(yè)人才。加快培養(yǎng)專業(yè)型人才，研究制定并實(shí)施人才激勵(lì)政策和制度，形成有利于各類人才引進(jìn)和發(fā)展的環(huán)境。