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印刷遇電子技術融合能否開拓新天地
日期:2012-08-17 10:17:32  瀏覽量:996

北京印刷得知:

在產品制造上采用印刷技術的“印刷電子”迎來了實用化階段。目前已上市產品的廠商有之,因陷入與已有技術和產品的競爭從而退出市場的廠商也有之。盡管如此,在使用無機半導體的日本產業面臨技術和業務壁壘的情況下,印刷電子卻有可能成為使日本廠商復活的關鍵技術。

  “印刷電子”技術以及利用該技術制造的器件產品群終于進入了實用階段注1。該技術采用柔性基板,或者采用來自于布線及半導體成膜的涂布工藝。

  用這種技術制造的柔性太陽能電池以前就已產品化,最近使用該技術的電子書也開始上市銷售。

  率先推出產品的Plastic Logic公司的終端不能彎曲,但Wexler公司的產品配備橡膠機殼,可用手彎曲。

  英國Plastic Logic公司2011年9月在俄羅斯上市了TFT和控制電路采用有機半導體的電子書。俄羅斯Wexler公司開發出了可用手彎曲機身的電子書,并于2012年5月在俄羅斯上市。該產品采用了韓國LG顯示器在樹脂基板上形成TFT的電子紙面板注2。

  這些產品宣傳的賣點是“薄型、輕量”、“跌落也不會摔壞”等。比如,Plastic Logic的產品畫面尺寸盡管為10.7英寸,但比9.7英寸畫面的美國蘋果公司的平板終端“iPad”要輕3~4成。面板部分和機殼全部采用塑料制造,不必擔心摔壞。

  Wexler公司的終端具有6英寸顯示屏,但重量只有110g,與手機差不多。該公司根據“電子書用戶有1成摔壞過面板”(LG顯示器)的調查結果,強調了其“從1.5m的高處跌落多少次也不會摔壞”(LG顯示器)的特點。

  電子書只是應用之一

  太陽能電池和電子書在誕生于印刷電子技術群的產品中只不過是一個應用而已.

  印刷電子今后將成為電子領域制造技術的一大潮流。將來,很多電子元器件的制造工藝極有可能采用印刷技術。越靠近三角形的底部,表示應用范圍越廣。

  與印刷電子相關的產品除了上述特征外,還具有適合少量多品種生產、全面量產時可大幅降低制造成本等優點。目前全球主要的電子廠商和研究機構紛紛發力,印刷電子全面實用化的時期即將到來。在不久的將來,柔性的液晶顯示器、有機EL顯示器及有機EL照明面板等也將登場。

  例如,柔性液晶面板等在技術上已經基本達到可以量產的水平(圖3)。由住友化學、住友電木、可樂麗及東麗等結成,從2002年度開始已有了10年活動歷史的“新一代移動顯示材料技術研究聯盟(TRADIM)”*開發出了以卷對卷(R2R)方式制作3.5英寸液晶面板的技術。

  印刷電子相關技術群由日本的材料廠商主導開發。TRADIM在2012年開發出了可彎曲的液晶面板(a)。住友化學、三菱化學、大日本印刷及柯尼卡美能達正在開發有機EL照明面板、薄膜太陽能電池及色素增感型太陽能電池等(b~e)。

  該3.5英寸液晶面板每片的重量只有7g。而且,能以150mm曲率半徑凸向彎曲。并且,制造裝置和潔凈室等設備與現有液晶面板相比可大幅簡化,這也是其特點。該面板的制造工藝時間在90分鐘以內。“用原玻璃基板的技術需要150分鐘”(TRADIM代表清算人山岡重德)。最終開發品的卷寬為30cm,“利用現在的技術可擴大到70cm,面板也可在該范圍內大型化”(山岡)。

  印刷電子的應用領域不只僅僅停留在液晶面板,其范圍其實十分廣泛。存儲器和蓄電池等,并且用于三維封裝用布線形成技術、無線LAN模擬電路運行的數GHz驅動的電子元器件也在接近實現。例如,挪威Thin Film Electronics公司與美國Xerox公司的研究所——帕洛阿爾托研究中心(PARC),利用印刷技術共同開發出了包括晶體管在內的CMOS型有機存儲器。其薄型輕量化受到了好評,已由玩具產品所采用,預計將于2012年內上市。

  業務曾屢屢失敗

  技術已經逐漸成熟的印刷電子卻還面臨著巨大的課題。事實上,印刷電子在業務上幾乎沒有成功的例子。比如,Plastic Logic公司2012年5月以“打算將開發的技術用于更廣泛的用途”為由,宣布了退出自主品牌的電子書制造業務。Plastic Logic2011年底宣布的將利用俄羅斯企業的資本于“2014年之前在莫斯科市郊外建設大規模量產工廠”的消息也沒了下文。

  電子書的成敗不僅在于終端的魅力,還取決于內容的豐富性等綜合實力。況且還存在美國亞馬遜公司的“Kindle”等競爭產品。由此來看,風險企業Plastic Logic可能是感到了其從事該業務的極限。

  還有其他退出案例。普利司通2012年5月宣布退出電子紙業務。該公司從2001年開始自主研發采用柔性基板的電子紙顯示面板,2009年開始供貨產品,但將在2012年10月底結束生產。該公司稱退出的理由是“液晶面板價格急速跌落和競爭激化”。對此有觀點認為,“是因為在彩色化技術上,尚未確立與iPad等配備的液晶面板能夠抗衡的技術”(某電子紙技術人員)。

  先于電子紙和電子書推出產品的太陽能電池也苦不堪言。開發銷售有機薄膜太陽能電池的美國科納卡技術(KonarkaTechnologies),2012年6月決定進行公司清算。有意見指出,“科納卡公司的產品轉換效率過低,根本賣不動”(某研究人員)。

  TRADIM開發的可彎曲液晶面板技術,其實用化方式也尚無眉目。因為“加盟TRADIM的日本國內產品廠商的反應冷淡”(TRADIM的代表清算人山岡)。但據稱來自臺灣和韓國廠商的洽商非常多。

  退出或縮小業務的原因,都是雖然瞄準了存在競爭產品的已有市場,但錯過了業務化時機,或者在性能上未能超越技術已經成熟的競爭產品。

  就印刷電子而言,至少到目前為止印刷技術帶來的優點與動作性能和耐久性相悖的例子很多。如果花成本和時間去提高性能,則要想回收成本就要提高產品價格,那么量產時低成本的作用就變小了。

  另一方面,即使想開拓沒有競爭的新市場,但卻拿不準市場能否擴大,風險難以掌握。可以說,這是推出新產品時面臨的典型困境。

  *新一代移動顯示材料技術研究聯盟(TRADIM)=2002年以住友化學、住友電木、東麗及可樂麗等化學材料廠商為中心成立的技術研究聯盟。從2006年度起,夏普及日立顯示器(當時)等面板廠商也紛紛加盟,還得到了新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)的支援。從2010年度開始的2年在沒有NEDO等的扶持的情況下繼續開發可彎曲的液晶面板,面板開發完成后,該聯盟于2012年3月底解散。

 

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