OTFT：材料供应链建设是重头戏

作者：中国科学院长春应用化学研究所研究员 闫东航

有机TFT全称为有机薄膜晶体管(OTFT，Organic thin-film transistor)，它的作用与现有的TFT相同，是一类基本的电子开关元件(或逻辑元件)，不同的是核心材料采用了有机半导体。有机半导体就是我们熟悉的塑料和衣服上的颜料，加工条件要求比较低，一般在200℃以下，可以在现有显示技术采用的特殊玻璃上加工，也可以在廉价的塑料上加工。可以说，有机TFT技术是低功耗和环境友好的技术，是科学技术发展的一个必然趋势。

　塑料芯片和有源矩阵平板显示
是近期目标

　有机TFT在上世纪80年代中期开始出现，在国际上受到重视，并迅速发展。一个衡量半导体应用范围的重要指标载流子迁移率在近20年时间里平均每两年约提高10倍，目前已经达到现有商业上广泛使用的非晶硅水平。

从长远发展看，有机TFT有可能成为微电子技术发展到未来纳米电子技术和分子电子技术时代的关键元件，近期则还是以发展有机固体电子技术和微电子技术为主的发展趋势，主要目标是廉价的塑料芯片和有源矩阵平板显示技术。

塑料芯片技术的主要应用目标是发展无线射频识别标签(也称电子标签)，面向超市和物流等廉价商品的识别。近年来专业的技术公司如英国的PlasticLogic、德国的PolyIC和美国的OrganicID已经在国际上相继出现，它们的第一个商业目标是13.56兆赫的塑料集成电路(有机电子标签)。最近报道PlasticLogic获得1亿美元的融资今年建厂生产塑料芯片，股东包括全球最大的芯片企业英特尔和全球最大的化工集团巴斯夫。塑料芯片价格预期比普通芯片降低90%，虽然不能对现有上千亿美元市场的芯片产业构成威胁，但至少是芯片技术的一个重要发展方向。

　采用有机TFT的有源矩阵平板显示技术近期主要应用目标是近700亿美元的液晶显示(OTFT-LCD)和新型的静态电子油墨显示(OTFT-E ink)，主要驱动力是降低TFT基板的成本。中长期目标是与我们友好的柔性显示，包括液晶显示(OTFT-LCD)、电子油墨显示(OTFT-E ink)和完美的有机发光显示(OTFT-OLED和OTFT-PLED)等。荷兰飞利浦、美国朗讯和3M、韩国三星、日本索尼等很多国际公司的参与，极大地推动了这个领域的发展，虽然目前尚未有专业的技术公司出现，但是技术成熟度已经发展到产业技术攻关阶段。

　两种技术路线各有所长
　自主技术开拓发展空间

有机TFT技术属于技术先导性质的前沿研究领域，发展初期相关的基本理论、器件结构、材料和加工方法尚未明确，使得研发投入很少的机构也有可能突破关键技术，与具有强大研发实力的国际公司进行竞争，也就是说近十几年是有机TFT技术发展的历史机遇期。

　这期间国内中国科学院长春应用化学研究所、中国科学院化学研究所和清华大学等研究单位及时获得国家自然科学基金委员会、科技部和主管部门等的资助，开展了针对性的研究与开发，并成功获得具有特色的系统知识产权，为我国这一领域技术的进一步发展开拓出空间。<BR>目前国际上有机TFT技术主要有两条发展路线，一条是与现有TFT技术兼容的路线，另一条是全新的印刷和打印路线。第一条路线的主要优点是器件的综合性能指标比较高，有很多现有技术可以借鉴，技术成熟快，成本和生产效率与现有TFT技术比较有显著进步。第二条路线的主要优点是特别廉价、生产效率也高，但是器件的综合性能指标偏低，很多新的加工方法和加工设备需要开发，技术成熟需要更长的时间。根据应用目标的技术要求，目前国际上面向高端的有机TFT显示技术发展主要是采用第一条技术路线，而面向低端的塑料芯片技术发展主要是采用第二条技术路线。

进入技术攻关阶段
产业化还有距离

　与现有TFT技术类似，有机TFT技术主要涉及支撑的基板、导电的金属电极、绝缘栅、有机半导体、封装等多种材料和复杂的微加工技术。对于柔性技术，弯曲情况下由这些材料构成的器件要稳定工作，因此一些看起来成熟的现有技术都需要重新开发。例如，在凸出和凹下等不同弯曲情况下器件是否正常工作，金属电极是否能经得住反复的弯曲等。

　有机TFT技术已经发展到产业技术攻关阶段，真正实现产业化还有一段路要走。首先，有机TFT技术尚有不成熟之处。例如，还没有通过中试实验，生产线设计需要基础数据支持。这也需要有兴趣的企业把目光看得更长远些，早一些投入。

　其次，有机TFT技术与现有TFT技术所用的材料有很大的差异，需要建设有市场竞争力的材料供应链。

　第三，有机TFT技术是新技术，如何与现有TFT技术之间平衡发展不可避免地会出现理解的差异。技术发展是一个长期的任务，不能简单化，要有耐心，要客观对待，面向发展给予多方面的持续支持。