作者：中國科學院長春應用化學研究所研究員 閆東航

有機TFT全稱為有機薄膜晶體管(OTFT，Organic thin-film transistor)，它的作用與現(xiàn)有的TFT相同，是一類基本的電子開關元件(或邏輯元件)，不同的是核心材料采用了有機半導體。有機半導體就是我們熟悉的塑料和衣服上的顏料，加工條件要求比較低，一般在200℃以下，可以在現(xiàn)有顯示技術采用的特殊玻璃上加工，也可以在廉價的塑料上加工?？梢哉f，有機TFT技術是低功耗和環(huán)境友好的技術，是科學技術發(fā)展的一個必然趨勢。

　塑料芯片和有源矩陣平板顯示
是近期目標

　有機TFT在上世紀80年代中期開始出現(xiàn)，在國際上受到重視，并迅速發(fā)展。一個衡量半導體應用范圍的重要指標載流子遷移率在近20年時間里平均每兩年約提高10倍，目前已經(jīng)達到現(xiàn)有商業(yè)上廣泛使用的非晶硅水平。

從長遠發(fā)展看，有機TFT有可能成為微電子技術發(fā)展到未來納米電子技術和分子電子技術時代的關鍵元件，近期則還是以發(fā)展有機固體電子技術和微電子技術為主的發(fā)展趨勢，主要目標是廉價的塑料芯片和有源矩陣平板顯示技術。

塑料芯片技術的主要應用目標是發(fā)展無線射頻識別標簽(也稱電子標簽)，面向超市和物流等廉價商品的識別。近年來專業(yè)的技術公司如英國的PlasticLogic、德國的PolyIC和美國的OrganicID已經(jīng)在國際上相繼出現(xiàn)，它們的第一個商業(yè)目標是13.56兆赫的塑料集成電路(有機電子標簽)。最近報道PlasticLogic獲得1億美元的融資今年建廠生產(chǎn)塑料芯片，股東包括全球最大的芯片企業(yè)英特爾和全球最大的化工集團巴斯夫。塑料芯片價格預期比普通芯片降低90%，雖然不能對現(xiàn)有上千億美元市場的芯片產(chǎn)業(yè)構成威脅，但至少是芯片技術的一個重要發(fā)展方向。

　采用有機TFT的有源矩陣平板顯示技術近期主要應用目標是近700億美元的液晶顯示(OTFT-LCD)和新型的靜態(tài)電子油墨顯示(OTFT-E ink)，主要驅動力是降低TFT基板的成本。中長期目標是與我們友好的柔性顯示，包括液晶顯示(OTFT-LCD)、電子油墨顯示(OTFT-E ink)和完美的有機發(fā)光顯示(OTFT-OLED和OTFT-PLED)等。荷蘭飛利浦、美國朗訊和3M、韓國三星、日本索尼等很多國際公司的參與，極大地推動了這個領域的發(fā)展，雖然目前尚未有專業(yè)的技術公司出現(xiàn)，但是技術成熟度已經(jīng)發(fā)展到產(chǎn)業(yè)技術攻關階段。

　兩種技術路線各有所長
　自主技術開拓發(fā)展空間

有機TFT技術屬于技術先導性質的前沿研究領域，發(fā)展初期相關的基本理論、器件結構、材料和加工方法尚未明確，使得研發(fā)投入很少的機構也有可能突破關鍵技術，與具有強大研發(fā)實力的國際公司進行競爭，也就是說近十幾年是有機TFT技術發(fā)展的歷史機遇期。

　這期間國內(nèi)中國科學院長春應用化學研究所、中國科學院化學研究所和清華大學等研究單位及時獲得國家自然科學基金委員會、科技部和主管部門等的資助，開展了針對性的研究與開發(fā)，并成功獲得具有特色的系統(tǒng)知識產(chǎn)權，為我國這一領域技術的進一步發(fā)展開拓出空間。<BR>目前國際上有機TFT技術主要有兩條發(fā)展路線，一條是與現(xiàn)有TFT技術兼容的路線，另一條是全新的印刷和打印路線。第一條路線的主要優(yōu)點是器件的綜合性能指標比較高，有很多現(xiàn)有技術可以借鑒，技術成熟快，成本和生產(chǎn)效率與現(xiàn)有TFT技術比較有顯著進步。第二條路線的主要優(yōu)點是特別廉價、生產(chǎn)效率也高，但是器件的綜合性能指標偏低，很多新的加工方法和加工設備需要開發(fā)，技術成熟需要更長的時間。根據(jù)應用目標的技術要求，目前國際上面向高端的有機TFT顯示技術發(fā)展主要是采用第一條技術路線，而面向低端的塑料芯片技術發(fā)展主要是采用第二條技術路線。

進入技術攻關階段
產(chǎn)業(yè)化還有距離

　與現(xiàn)有TFT技術類似，有機TFT技術主要涉及支撐的基板、導電的金屬電極、絕緣柵、有機半導體、封裝等多種材料和復雜的微加工技術。對于柔性技術，彎曲情況下由這些材料構成的器件要穩(wěn)定工作，因此一些看起來成熟的現(xiàn)有技術都需要重新開發(fā)。例如，在凸出和凹下等不同彎曲情況下器件是否正常工作，金屬電極是否能經(jīng)得住反復的彎曲等。

　有機TFT技術已經(jīng)發(fā)展到產(chǎn)業(yè)技術攻關階段，真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還有一段路要走。首先，有機TFT技術尚有不成熟之處。例如，還沒有通過中試實驗，生產(chǎn)線設計需要基礎數(shù)據(jù)支持。這也需要有興趣的企業(yè)把目光看得更長遠些，早一些投入。

　其次，有機TFT技術與現(xiàn)有TFT技術所用的材料有很大的差異，需要建設有市場競爭力的材料供應鏈。

　第三，有機TFT技術是新技術，如何與現(xiàn)有TFT技術之間平衡發(fā)展不可避免地會出現(xiàn)理解的差異。技術發(fā)展是一個長期的任務，不能簡單化，要有耐心，要客觀對待，面向發(fā)展給予多方面的持續(xù)支持。