跟着材料技巧和加工工艺的成熟，采取涂布（coating）工艺和半导体油墨或浆料，在玻璃等各类基板上制造高精度的薄膜晶体管（TFT）已经进入家当化初期。该技巧将比传统半导体工艺的溅射或者扩散办法更便利和更轻易地制造晶体管，将因不须要复杂的┞锋空设备和预备时光而大年夜幅度削减本钱支撑和晋升临盆效力。同时还因为可以采取更多样化的材料配方和器件构造，以及可通往可印刷半导体技巧，故具有广阔的前景。

在业内研究机构和企业的推动下，这种液态电子技巧今朝已经进入早期商用，被用于制造平板显示器件背板上的TFT晶体管阵列、新型触控器件、传感器和柔性电子技巧等等应用。为此，北京华兴万邦首席分析师Sunray Liu访问了全球液态电子材料和工艺领先供给商Evonik Industries AG，并深刻其实验室和工厂懂得和进修了采取液态技巧来制造薄膜晶体管的过程和应用。

特有的立异机制推动液态电子技巧的家当化

Evonik Industries AG在国内也被称为赢创工业股份有限公司，它是德国第三大年夜化工公司，专注于研究临盆各类特点化工产品。该公司研发中间位于德国马尔（Marl）市，2013年营业收工资127亿欧元。该公司拥有独特的立异之道，一是对公司认定的将来科技可以进行经久大年夜范围投入；二是经由过程赓续的兼并收购，整合各类新技巧资本；第三该公司有一套独特的孵化机制，为内部技巧立异组织设立了大年夜内部“孵化中间”到“应用中间”再到营业单位的全方位立异支撑体系。

而这种可大年夜范围家当化制造薄膜晶体管的电子油墨和相干工艺就是Evonik持续投资10年研发出来的结不雅。2004年，Ralf Anselmann博士分开Merck公司参加了Evonik，带领团队在Evonik内部建立了“纳米电子——科学到营业孵化中间（Science-to-Business Center Nanotronics）”，该中间专注于研发可印刷电子技巧、低成本柔性太阳能电池、透明导电薄膜以及智能涂布技巧等项目。

图1 Evonik涂布与添加剂事业部电子解决筹划副总裁Ralf Anselmann博士

相干研发工作进展顺利，于是在2012年上半年，Anselmann博士又带着其20多人的团队大年夜科学到营业孵化中间“卒业”，进入Evonik的涂布与添加剂事业部，成为了公司营业单位的一个部分而开端产品化和市场化的工作。团队的研发工作重点也加上了各类应用工艺和材料的研发，Anselmann博士的身份也大年夜科学家转为涂布与添加剂事业部负责电子解决筹划的副总裁，开端了全球首批液态电子材料与工艺的家当化过程。

2013年，Evonik在昔时的国际显示器大年夜会（IDW 13）上宣布了一整套品牌名为iXsenic的全新金属氧化物半导体油墨、以及相干的液态电子加工工艺，并展示了全球第一款背板驱动电路采取半导体油墨制造的4吋QVGA主动式有机发光二极管（AMOLED）显示屏，同时也有台湾平板显示厂商展示了基于该技巧的先期产品，这代表了iXsenic的液态半导体技巧开端进入商用期。

iXsenic系列材料和工艺可以赞助电子器件制造张开辟各类薄膜晶体管（TFT），可用于液晶显示（LCD）、有机发光二极管（OLED）、柔性显示器、触控面板和其他印刷电子产品。如今iXsenic系列材料已可实现薄膜晶体管和其他薄膜器件的半导体层（iXsenic S）、钝化层（iXsenic PV）、介电层（iXsenic D）和刻蚀阻挡层（iXsenic ES），以及黑色矩阵油墨（iXsenic BM）。由这些材料制造成的TFT拥有优良的机能，如Evonik已经可量产的iXsenic S的电荷载流子迁徙率在平日情况下可达到15cm ^2 /Vs，在幻想的前提下可达到60cm ^2 /Vs。

图2 采取Evonik的iXsenic系列材料制造的薄膜晶体管分层构造

液态半导体材料和工艺的优势与应用

在Evonik位于德国马尔市的实验室和小型工厂内，我们看到了全部纳米级薄膜晶体管的“印制”过程。实验人员在玻璃基板上点上半导体油墨并用离心办法实现平均涂层，然后在必定的高温情况中实现材料固化和性质变更，再借助类似于半导体光刻的技巧刻蚀出响应的图形，反复应用不合的油墨和类似的工艺办法，就可以批量临盆出包含核心的半导体层和响应的钝化层、介电层和刻蚀阻挡层的各类薄膜晶体管。

“液态半导体材料和工艺代表了可印刷电子的下一成长机会，我们立异的iXsenic系列材料和工艺带来了巨大年夜的成本降低和灵活性。”Evonik涂布与添加剂事业部电子解决筹划副总裁Ralf Anselmann博士表示：“值得留意的是，全部临盆过程不须要传统半导体系体例造中化学气相沉积（CVD）和溅射（Sputter）工艺所需的┞锋空设备和真空预备时光，大年夜而节俭了本钱支撑场进步了效力；同时，Evonik还可以经由过程为客户定制响应的材料成分和工艺，为客户的薄膜晶体管产品供给差别化的机能和巨大年夜的灵活性。”

图3 在Evonik工厂里开辟的第二代平板显示背板TFT阵列

为了推动iXsenic系列液态电子材料和油墨的应用，Evonik起首对准了包含TFT液晶和OLED在内的各类平板显示器件和触摸屏，并与业内各大年夜厂商及科研机构展开了广泛的合作。亚洲是该公私家当化的重点，继在上海开设了可针对iXsenic供给响应支撑的办公室后，Evonik于2014年6月在台湾开设了应用技巧中间（ATC），该中间的目标对象是亚洲的平板显示行业，不仅设有干净室等举措措施，并且还与台湾工研院合作，应用后者的一条2代平板显示器件临盆线为客户进行测试和试产。

将来更多的立异与应用

Anselmann博士认为液态电子材料与工艺的家当化应用才方才开端，将来存在着巨大年夜的成长空间。起重要态电子材料的种类、机能和应用偏向还有巨大年夜的开辟空间，将来的一些新材料将带来全新的技巧与应用，如在透明玻璃基板上的显示器件或者传感器、可与硅器件机能相当的薄膜器件和高机能柔性电子产品等等。

其次，大年夜液态电子材料到薄膜晶体管，更多全新的加工工艺将会在不远的将来竽暌箍现，今朝的加工方法都基于效力已经大年夜大年夜晋升的涂布工艺，然则将来竽暌剐望成长到真正的印刷工艺，届时不仅可以临盆加倍周详的薄膜晶体管，并且还将带来更高的临盆效力和材料应用率，并大年夜幅度下出世产成本。

在交换停止之际，Anselmann博士与华兴万邦分析师Sunray Liu谈及了液态电子材料和可印刷半导体技巧的将来机会，大年夜家都认为微机电体系（MEMS）近年来取得的巨大年夜成功，为采取更新材料与液态工艺的半导体技巧揭示了一条光亮的成长之道。它们不仅可以与现有的半导体和电子技术有更多的互补与融合，并且照样一种可以构建更多全新器件构造和功能的基本材料与技巧。

Anselmann博士表示：近年来快速成长的中国电子家当的立异才能获得了赓续晋升，Evonik欲望与领先的中国厂商合作开辟更多的立异器件及应用，中国厂商强大年夜的应用立异才能，加上Evonik在成熟的材料与工艺组合上的定制与立异，将为合作两边带来巨大年夜的成长空间。