印刷遇电子 技术融合能否开拓新天地

中国教育装备采购网2012-08-17 11:43围观1756次我要分享

  在产品制造上采用印刷技术的“印刷电子”迎来了实用化阶段。目前已上市产品的厂商有之,因陷入与已有技术和产品的竞争从而退出市场的厂商也有之。尽管如此,在使用无机半导体的日本产业面临技术和业务壁垒的情况下,印刷电子却有可能成为使日本厂商复活的关键技术。

  “印刷电子”技术以及利用该技术制造的器件产品群终于进入了实用阶段注1。该技术采用柔性基板,或者采用来自于布线及半导体成膜的涂布工艺。

  用这种技术制造的柔性太阳能电池以前就已产品化,最近使用该技术的电子书也开始上市销售。

  率先推出产品的Plastic Logic公司的终端不能弯曲,但Wexler公司的产品配备橡胶机壳,可用手弯曲。

  英国Plastic Logic公司2011年9月在俄罗斯上市了TFT和控制电路采用有机半导体的电子书。俄罗斯Wexler公司开发出了可用手弯曲机身的电子书,并于 2012年5月在俄罗斯上市。该产品采用了韩国LG显示器在树脂基板上形成TFT的电子纸面板注2。

  这些产品宣传的卖点是“薄型、轻量”、“跌落也不会摔坏”等。比如,Plastic Logic的产品画面尺寸尽管为10.7英寸,但比9.7英寸画面的美国苹果公司的平板终端“iPad”要轻3~4成。面板部分和机壳全部采用塑料制造,不必担心摔坏。

  Wexler公司的终端具有6英寸显示屏,但重量只有110g,与手机差不多。该公司根据“电子书用户有1成摔坏过面板”(LG显示器)的调查结果,强调了其“从1.5m的高处跌落多少次也不会摔坏”(LG显示器)的特点。

  电子书只是应用之一

  太阳能电池和电子书在诞生于印刷电子技术群的产品中只不过是一个应用而已.

  印刷电子今后将成为电子领域制造技术的一大潮流。将来,很多电子元器件的制造工艺极有可能采用印刷技术。越靠近三角形的底部,表示应用范围越广。

  与印刷电子相关的产品除了上述特征外,还具有适合少量多品种生产、全面量产时可大幅降低制造成本等优点。目前全球主要的电子厂商和研究机构纷纷发力,印刷电子全面实用化的时期即将到来。在不久的将来,柔性的液晶显示器、有机EL显示器及有机EL照明面板等也将登场。

  例如,柔性液晶面板等在技术上已经基本达到可以量产的水平(图3)。由住友化学、住友电木、可乐丽及东丽等结成,从2002年度开始已有了10 年活动历史的“新一代移动显示材料技术研究联盟(TRADIM)”*开发出了以卷对卷(R2R)方式制作3.5英寸液晶面板的技术。

  印刷电子相关技术群由日本的材料厂商主导开发。TRADIM在2012年开发出了可弯曲的液晶面板(a)。住友化学、三菱化学、大日本印刷及柯尼卡美能达正在开发有机EL照明面板、薄膜太阳能电池及色素增感型太阳能电池等(b~e)。

  该3.5英寸液晶面板每片的重量只有7g。而且,能以150mm曲率半径凸向弯曲。并且,制造装置和洁净室等设备与现有液晶面板相比可大幅简化,这也是其特点。该面板的制造工艺时间在90分钟以内。“用原玻璃基板的技术需要150分钟”(TRADIM代表清算人山冈重德)。最终开发品的卷宽为 30cm,“利用现在的技术可扩大到70cm,面板也可在该范围内大型化”(山冈)。

  印刷电子的应用领域不只仅仅停留在液晶面板,其范围其实十分广泛。存储器和蓄电池等,并且用于三维封装用布线形成技术、无线LAN模拟电路运行的数GHz驱动的电子元器件也在接近实现。例如,挪威Thin Film Electronics公司与美国Xerox公司的研究所——帕洛阿尔托研究中心(PARC),利用印刷技术共同开发出了包括晶体管在内的CMOS型有机存储器。其薄型轻量化受到了好评,已由玩具产品所采用,预计将于2012年内上市。

  业务曾屡屡失败

  技术已经逐渐成熟的印刷电子却还面临着巨大的课题。事实上,印刷电子在业务上几乎没有成功的例子。比如,Plastic Logic公司2012年5月以“打算将开发的技术用于更广泛的用途”为由,宣布了退出自主品牌的电子书制造业务。Plastic Logic2011年底宣布的将利用俄罗斯企业的资本于“2014年之前在莫斯科市郊外建设大规模量产工厂”的消息也没了下文。

  电子书的成败不仅在于终端的魅力,还取决于内容的丰富性等综合实力。况且还存在美国亚马逊公司的“Kindle”等竞争产品。由此来看,风险企业Plastic Logic可能是感到了其从事该业务的极限。

  还有其他退出案例。普利司通2012年5月宣布退出电子纸业务。该公司从2001年开始自主研发采用柔性基板的电子纸显示面板,2009年开始供货产品,但将在2012年10月底结束生产。该公司称退出的理由是“液晶面板价格急速跌落和竞争激化”。对此有观点认为,“是因为在彩色化技术上,尚未确立与iPad等配备的液晶面板能够抗衡的技术”(某电子纸技术人员)。

  先于电子纸和电子书推出产品的太阳能电池也苦不堪言。开发销售有机薄膜太阳能电池的美国科纳卡技术(KonarkaTechnologies),2012年6月决定进行公司清算。有意见指出,“科纳卡公司的产品转换效率过低,根本卖不动”(某研究人员)。

  TRADIM开发的可弯曲液晶面板技术,其实用化方式也尚无眉目。因为“加盟TRADIM的日本国内产品厂商的反应冷淡”(TRADIM的代表清算人山冈)。但据称来自台湾和韩国厂商的洽商非常多。

  退出或缩小业务的原因,都是虽然瞄准了存在竞争产品的已有市场,但错过了业务化时机,或者在性能上未能超越技术已经成熟的竞争产品。

  就印刷电子而言,至少到目前为止印刷技术带来的优点与动作性能和耐久性相悖的例子很多。如果花成本和时间去提高性能,则要想回收成本就要提高产品价格,那么量产时低成本的作用就变小了。

  另一方面,即使想开拓没有竞争的新市场,但却拿不准市场能否扩大,风险难以掌握。可以说,这是推出新产品时面临的典型困境。

  *新一代移动显示材料技术研究联盟(TRADIM)=2002年以住友化学、住友电木、东丽及可乐丽等化学材料厂商为中心成立的技术研究联盟。从2006年度起,夏普及日立显示器(当时)等面板厂商也纷纷加盟,还得到了新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的支援。从2010年度开始的2年在没有NEDO等的扶持的情况下继续开发可弯曲的液晶面板,面板开发完成后,该联盟于2012年3月底解散。

来源:日经电子

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