泰山学者特聘专家工作计划书 - 聊城大学人事处

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1、泰山学者特聘专家工作计划书（范曲立）一、背景概述近年来，有机电子学已经迅速发展成为信息技术科学的重要分支。上世纪七十年代末，黑格尔、麦克德尔米德、白川英树等发明了导电聚合物，揭开了有机电子学这一新领域的序幕，并因此获得了2000年度诺贝尔奖；九十年代初，英国剑桥大学卡文迪许实验室在《Nature》杂志上上发表的有机电致发光的论文掀起了有机电子学研究的热潮；进入21世纪后，有机电子学的研究迅速发展，《Science》杂志将有其列为2000年十大科技成果之一，并花大量篇幅向人们展示了有机电子信息时代的美好前景。作为一个新

2、兴学科，有机电子学充分体现了物理、电子、信息、材料与化学等多学科的交叉融合。目前，有机电子学的研究主要集中在有机半导体等领域，相关材料和器件的应用研究取得了日新月异的进展。通常认为，半导体是信息技术（获取、储存、传输、处理）的重要载体之一，其工作原理、性能极限、制造工艺与应用范围在很大程度上决定了其制造成本与商业化前景。近年来，半导体向纳米化、分子化以及量子化发展，有机电子学凭借有机半导体独特的分子特性、超分子结构以及软物质行为成为继真空电子、固体电子、光电子之后的国际研究热点。有机半导体可实现硅等无机半导体所具备的

3、信息传感、存储、光电转换、显示等功能，相关研究主要包括有机发光二极管（OrganicLight-EmittingDiode,简称OLED）、有机薄膜晶体管、有机光伏太阳能电池、有机激光器、有机传感器和有机存储器等。其中，OLED可应用于平板显示和固体照明等领域；有机薄膜晶体管可应用于RFID标签（物联网/传感网的关键组件）、有源驱动电路、传感器、存储器、电子书或电子纸等领域；有机光伏太阳能电池是重要的新能源途径之一。另外，低成本印刷电子图案化加工工艺的不断改进与完善，也为有机电子产业注入了无限生机。总之，有机半导体材

4、料具有种类多、易加工和低成本等显著优势，因而在过去的近二十年中备受学术界和工业界瞩目，逐渐形成了一个新兴的行业——有机电子产业。由于在照明、太阳能电池、晶体管、传感器、印刷、电容、PCB制造、光刻、人工肌肉及微型电机等电子产品领域相当广阔的应用前景，有机电子学及其有机电子材料产业也因此成为目前世界各国优先支持的研发领域，取得了相当多的研发成果。但是有机电子材料及其器件尚没有完全实现产业化，这是由于有机电子学及其产业还存在诸多的技术瓶颈，主要有：有机电子学的基本物理过程，如电子和能量的转移、界面物理过程、纳米尺度下的电

5、子行为等，都还没有比较成熟和清晰的理论支撑；其次有机电子材料的设计原则和基本方法尚未建立；材料结构和性能的关系尚未有普遍的规律，材料性能受其制备条件影响很大等等。信息显示材料与器件是有机电子学的重要应用。在各种显示技术中，传统的阴极显像管显示（CRT）被称为第一代显示技术；现阶段普及的液晶显示（LCD）和等离子体显示（PDP）被称为第二代显示技术；而OLED与场发射显示（FED）则被公认为第三代技术。与场发射显示、等离子体显示及液晶显示等平板显示技术相比，有机信息显示技术因具有众多优点：低能耗；驱动电压低（3-5V）

6、；发光亮度和发光效率高；发光视角宽（>160°）；高对比度（1000:1）；响应速度快；超薄超轻（<1mm）；全固化主动发光；工作温度范围宽(在-40℃至+80℃)；材料采用有机物/聚合物，选择范围宽，可实现发光波段从红光到蓝光的调制；成型加工相对简便，可直接利用喷墨印刷技术（Ink-jetprinting）等形成复杂的图像和进行大规模大面积生产；可制作在柔性衬底上、实现可卷曲的便携式显示；容易与其它产品集成；优良的性能价格比等，能够满足当今信息时代对显示设备更高性能和更大信息容量的要求。正由于其出色的视觉效果、轻薄

7、、节能和柔性等卓越性能，有机发光二极管被认为是下一代“梦幻显示”技术，是最具竞争力的第三代显示技术。有机信息显示是当前有机电子产业的排头兵，其应用范围十分广阔7，包括：二维光源，液晶显示器背光源、钟表背光源等；替代液晶用来制作小尺寸的显示器件，包括MP3/4、移动电话上的显示器以及车辆、头盔显示器等；开发较大尺寸的显示器，如笔记本电脑和平板电视等。目前，全世界已有60余家国家跨国公司活跃于有机发光二极管显示器件的研究和制造中，其中包括柯达、三星、惠普、菲力普、杜邦、CDT、Epson、日立、IBM、西门子、夏普、索尼

8、、摩托罗拉、TDK、先锋、丰田等著名公司。从目前的产业化进展来看，有机发光二极管显示主要应用于手机、数码相机以及MP3、MP4等媒体播放器，并已经显示出广泛应用于平板电视显示屏的巨大潜力。据国际市场调研公司DisplaySearch预计，尽管因全球金融危机的影响、平板显示产业需求有所放缓，但在2009～2016年这8年时间里，按照最保守的估计，