光电技术论文范文

2022-05-09

评职称或毕业的时候,都会遇到论文的烦恼,为此精选了《光电技术论文范文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。印刷电子技术作为一种大面积、低成本的电子器件加工制造技术,解决了传统电子产品制造过程中的高污染、高消耗和生产工艺复杂等问题,引起了人们的广泛关注。近年来,喷墨印刷方式凭借无须制版、无污染、灵活、大面积等优势,结合新兴光电功能材料墨水在各种光电子器件制备中显示出了重要的应用价值。

第一篇:光电技术论文范文

光电检测技术课程教学探索

摘 要:光电检测技术是光电信息工程与科学等专业的重要课程。是光学与电子学技术相结合而产生的一门新兴检测技术。文章结合光电检测技术课程的教学实际,介绍教学内容选取和教学方法选择方面的一些尝试。

关键词:光电子技术;教学内容;教学探索

一、概述

光电检测技术是当今检测应用领域的知识密集型前沿技术,该技术涉及光学系统、传感器、电子电路及信号处理等众多领域,是对仪器学科发展的一种有效补充,符合当今仪器科学的多学科融合的发展方向[1-3]。光电检测技术具有灵敏高精度、高速度、远距离、大量程、非接触式测量、寿命长、数字化和智能化等特点,成为现代检测技术最重要的手段和方法之一[2],在各行各业以及日常生活中皆有着非常广泛的应用,是光电信息科学与工程专业学生必须掌握的一门知识[3]。理解和掌握这门课程,对于提高学生素质,拓宽学生视野和培养分析问题解决为题的能力、动手能力和创新能力都有重要意义。

光电检测技术这门课程教学内容包括光电检测系统的基本工作原理和组成、辐射度量与光度量的基本概念、光源及辐射源、光电探测探测器及其校正技术、光电信号的变换及检测技术、非光物理量的光电检测等[4],涉及光子学、电子学及半导体物理的相关知识,知识面较宽,对学生的学习提出了较高的要求。在光电检测技术课程教学过程中,作者根据近几年的教学改革与探索,就教学内容的组织与安排和教学方法谈一些教学实践体会。

二、教学探索

(一)对教学内容进行适当调整

作者讲授的光电检测技术课程授课对象为光电信息科学与工程专业学生,选用的教材为电子工业出版社出版的由高岳等编写的《光电检测技术与系统》,推荐参考书为周秀云等编写的《光电检测技术及应用》,姚建 等编写的《光电子技术》。教材共9章,从光电检测系统的各个部分出发,分别介绍了辐射度学与光度学基础、光源及辐射源、光电探测探测器及其校正技术、光电信号的变换及检测技术、非光物理量的光电检测等。内容覆盖了光源,探测器,光学系统及误差分析和数据处理的相关知识,而课程总课时数只有32学时,其中还包括实验6学时,如果教材中所有内容都进行详细讲述的话学时量是远远不够的。

作者根据光电信息科学与工程专业培养方案,删掉了先修课程中已经讲解的知识和一些不影响整个光电检测系统架构的知识单元。例如,教材第二章有一节详细介绍了检测数据的误差分析及数据处理知识,虽然数据处理在检测过程中占有重要的地位,然而从教学的角度看,这部分内容学生可以自学完成。因此,这部分内容由学生自学完成。又如,教材第六章前半部分主要讲述电路中锁相,放大和滤波等相关知识,考虑学生在先修的模拟电子技术中有所学习,故这部分不在课堂上讲授。另外教材中图像处理技术和光纤传感技术在其他专业课中有详尽的介绍,因此本部分也可不在课堂讲授。通过合理取舍教学内容,可以把更多的时间放在光电检测系统核心内容的讲解上,同时可以进行适当的拓展,也避免了因为重复讲解以前的知识而引起学生的注意力不集中的现象。

笔记还适当的增加了一部分和检测技术相关的教学内容。光电检测技术涉及到传感器的一些基础知识,特别是学生在日后工作时可能会进行传感器的设计工作或者传感器的选型等。教材第二章第一节主要内容为误差分析和数据处理的相关知识,主要讲述误差的概念及数据处理等,但是没有涉及检测技术中常见的灵敏度,分辨率,精确度等容易混淆的概念,所以在课堂中对上述概念进行扩展性介绍,使学生在以后的生产实践中当涉及到传感器的制作或者选型时,对产品的参数有所了解。第二章光度学和辐射度学的基础知识中涉及很多物理量,比如辐射通量,辐射强度,辐射亮度,辐射出射度和辐射照度等,这些物理量之间有一定的联系,如果只是简单的介绍其定义学生很难很好掌握。通过在课堂上增加习题的方法来巩固学生对上述物理量的认识,收到了较好的效果。另外光度学中会涉及一些新的单位,比如光通量的单位流明,光强度的单位坎德拉,光照度的单位勒克斯,这些单位较为抽象,作者将单位的相关英文和拉丁文的全称在课堂上进行介绍,以增加学生对其掌握程度。并且将光强的简写I,光亮度的简写L,照度的简写E和区分辐射度学和光度学小角标的e和v的英文单词介绍给学生,以便容易记忆。

(二)提高学生课堂的学习兴趣

做好光電检测技术课程的教学,要重视激发学生学习该课程的兴趣,提高学生上课的积极性。光电检测技术课程的相关知识与实际应用有较为紧密的联系,教材第一章涉及到光电检测的应用实例,其中一个实例为锅炉水位光电检测和控制系统。在讲解这部分内容时,作者通过提问的方式启发学生自己设计光电检测系统来解决这一实际问题,有些同学提出了与教材解决方案完全不同的思路,例如采用激光测距来实现。通过这种对生产生活中实际光电检测系统的设计提,可以调动学生分析问题和解决问题的能力,提高了学生的学习兴趣,培养学生的创新精神。在讲解红外辐射测量温度的实例时,通过演示黑体辐射辐射波长和辐射出射度随温度的变化曲线,启发学生掌握黑体辐射的公式,将枯燥无味的公式化为形象的图形和应用实例,相信学生会对基础知识掌握的更为牢固。并且通过课堂的互动,作者发现学生的创新型和想象力是无穷的。例如在讲解叶绿素含量的光电检测系统时,ppt上的图片为一株绿色植物和一台放置在植物叶片的仪器,有些学生直接可以猜到这台仪器是测量叶绿素的。通过与日常生活紧密相关的光电检测实例的讲解,提高了学生的学习兴趣,改善了老师在讲台上一味的讲解,而学生兴趣度不高的现象,并且可以拓展学生的视野。

(三)提高课程与实际应用的结合度和学生的参与度

由于学生在上课时主要以听为主,很少跟教师互动,为了提高学生课堂的参与度。结合光电检测技术应用性较强的特点,作者从浙江大学课程网站上吸取经验,每次课程的开始5分钟讲述一个光电检测的实例。比如光电鼠标的工作原理,条形码和二维码的工作原理,射频识别的工作原理,红外制导的工作原理,拉曼光谱法测量地沟油,核辐射的测量,易燃易爆气体的检测等实例,通过这些与日常生活息息相关的光电检测实例的讲解。使学生掌握了光电检测系统的基本组成,意识到了光电检测系统应用的广泛性,提高了学生学习该课程的积极性与主动性,并且能够积极响应上课时教师提出的问题。

提高学生的参与度还可以通过学生做报告的方式进行。例如,在讲述光电检测系统的应用时,有个实例是红外导盲系统的设计,由于该题目是大学生电子设计大赛的题目,结合学生先修课程,让学生设计一个基于光电检测系统的导盲仪并在课堂上讲解其工作原理和实现方法,从光源的选择,探测器的选择,后续数据处理的相关解决方案,许多同学能够积极参与设计当中,取得了较好的教学效果。另外该课程还包括三个实验,其中一个实验为激光测距实验,该实验可以让学生掌握红外测距的三角测距原理,并学会分析红外测距三角结构中各元件的作用。提高了学生的实际动手能力,为后续研究生阶段的科研和工作积累了一定的实际操作能力。

三、结束语

光电检测技术是光电信息工程与科学及相关专业的重要专业课程,对于培养学生利用光学方法进行测量等技能方面有着重要的作用,同时通过光电检测实例的讲解以及调动学生参与一些光电检测应用实例的设计,可以提高学生的学习兴趣,并提高分析问题和解决问题的能力。在该课程的教学过程中,依据课程教学大纲,围绕选用教材及具体教学内容,结合学生的学习基础,对具体的教学内容进行了优化选择。适当结合光电检测的应用实例对该门课程的组成及其原理进行讲述,激发学生的学习兴趣。经过几年的教学实践,本文所尝试的方法在提高光电检测技术课程的教学质量方面取得了一定的效果。

参考文献

[1]張卫纯,王开圣.浅谈《光电检测技术》课程的课堂教学[J].甘肃科技,2009(18).

[2]浦昭邦.光电测试技术[M].机械工业出版社,2004:3-6.

[3]陈元枝.“光电检测技术”课程的教学体会[J].桂林电子科技大学学报,2007,27(5):426-428.

[4]高岳,王霞,王吉辉,等.光电检测技术与系统[M].电子工业出版社,2013.

作者:初凤红 胡安铎 薛亮 李高芳 卞正兰 朱武

第二篇:光电子器件的春天:当新兴光电功能材料遇到喷墨印刷技术

印刷电子技术作为一种大面积、低成本的电子器件加工制造技术,解决了传统电子产品制造过程中的高污染、高消耗和生产工艺复杂等问题,引起了人们的广泛关注。近年来,喷墨印刷方式凭借无须制版、无污染、灵活、大面积等优势,结合新兴光电功能材料墨水在各种光电子器件制备中显示出了重要的应用价值。喷墨印刷电子技术应用过程中涉及了大量的基础科学问题,包括印刷材料、印刷工艺、印刷设备及器件应用性能等多个方面,其中喷墨印刷光电功能材料墨水的制备在实现高性能光电子器件加工过程中起着关键作用。因此,开发性能优越的光电功能材料墨水,对于喷墨印刷制备光电子器件具有重要研究与应用价值。本文针对喷墨印刷光电功能材料墨水种类及性能进行了分析与探究,并介绍了喷墨印刷技术在光电子器件制造加工中的应用,最后讨论了喷墨印刷技术在光电子器件制备中的挑战与机遇。

喷墨印刷光电功能材料墨水

喷墨印刷光电功能材料墨水一般是由功能填料、溶剂和分散剂组成。其中,功能填料决定了墨水在应用中的性能。如今,市场中喷墨印刷光电功能材料墨水的功能填料主要有两类:有机印刷电子材料和无机印刷电子材料。

1.有机印刷电子材料

按照材料的电学性能,有机印刷电子材料可以分为导体、半导体、电介质材料。

有机导电材料主要是指导电高分子。导电高分子除了具有导电性外,还保持了聚合物所特有的成膜性、透明性、黏着性等特点,能加工成各种所需的形状。而根据导电高分子材料的结构特征和导电机理,还可以分成复合型和结构性。复合型导电高分子是在本身不具有导电性的高分子材料中掺混入大量的导电物质来制备;结构型导电高分子主要通过化学、光化学或者电化学合成的方法制备,其导电性能与其化学结构和掺杂状态有直接关系。目前,在喷墨印刷电子领域应用的导电高分子材料很多,如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯以及掺混了金、银、铜或炭黑的高分子等,但应用最为广泛的导电高分子材料是聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)。本征态的PEDOT导电性能很差,且不溶不熔,经过聚根阴离子(PSS)掺杂的PEDOT可以很好地分散在水溶液中,形成稳定的PEDOT∶PSS悬浮液。该悬浮液可以使用喷墨印刷的方法在塑料或玻璃基底上形成一种淡蓝色的PEDOT∶PSS透明导电薄膜。此种导电薄膜不仅易于加工,而且还具有电导率高、透光性好、耐热、绿色环保等优点,主要应用于有机发光二极管、有机太阳能电池、有机薄膜晶体管、超级电容器等电子传输层和电极。德国拜耳公司掌握着PEDOT∶PSS单体PEDOT的专利,并开发出了具有不同电导率的聚合物溶液产品。但PEDOT∶PSS还存在着一些缺陷,如纳米级薄膜电导率较低、高温下易分解等。因此,科研人员开始采用各种物理方法(如紫外线处理、工艺改进、热处理、电处理和共混掺杂等)对PEDOT∶PSS进行优化处理以提高该材料制成墨水的性能。

有機半导体材料按相对分子质量可以分为有机小分子化合物和高分子聚合物。有机小分子化合物主要有稠环类芳香化合物、含硫杂环化合物以及噻吩齐聚物等。这类有机小分子材料易于提纯,能够减少杂质对晶体完整性的破坏,从而达到喷墨墨水所要求的纯度;一定的平面结构大大降低了分子势垒,有利于载流子高速迁移;易于形成自组装多晶膜,能够降低晶格缺陷,提高有效重叠;较容易得到单晶,更是极大地提高了场效应迁移率。但是,有机小分子溶液黏度普遍较低,制备成的墨水不易于形成高质量的薄膜,且多数有机小分子半导体对环境较为敏感。高分子聚合物主要有含硫杂环化聚合物、含苯环聚合物以及梯形聚合物、非梯形聚合物等。高分子聚合物具有优异的机械性能。良好的柔韧性使其制备成的墨水易于在柔性衬底上构筑器件。其次是高分子聚合物制备的墨水具有良好的成膜性能。但是高分子聚合物还存在迁移率低、稳定性差的问题,需要进一步提高。半导体材料是电子器件的核心,有机半导体材料同样是有机印刷电子领域的主要研究对象。有机半导体材料的电导率、载流子迁移率和能带间隙等方面的性质和应用领域与传统的无机半导体材料相似。但是有机半导体材料又具有很多不同于无机半导体材料的新特点:①有机化合物种类繁多,分子结构可以通过分子设计来改变或剪裁,从而为有机半导体材料的选择提供丰富的资源;②可以选择完全不同于无机器件的加工方法,如分子自组装、成膜技术等,制备工艺简单,成本低;③基于有机半导体材料的器件与柔性衬底相兼容,有利于大面积的喷墨印刷制备。有机半导体材料的这些独特性质使其在有机发光二极管、有机太阳能电池及有机薄膜晶体管等领域得到了广发的应用与研究。

电介质材料包括有机介电材料和有机传感材料。目前应用较广的介电材料主要有聚酰亚胺、苯并环丁烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯等。它们具有很多优点:材料种类丰富;表面粗糙度低;表面陷阱密度低;杂质密度低;与有机半导体及柔性衬底有良好的相容性;能应用于低成本的印刷电子工艺。这些优点使有机介电材料在印刷电子领域中显示出极大的潜力。常用的有机传感材料除共轭聚合物外,还有聚苯撑乙烯、聚对苯撑以及聚苯撑乙炔等。有机传感材料与无机半导体和金属氧化物传感材料相比,具有以下优点:①容易加工,尤其适合制备成墨水进行喷墨印刷制备;②设计、合成新结构和新功能的自由度大,可以实现传感材料的多样性和传感目标的专一性;③可实现多种无机传感材料难以实现的识别功能。

喷墨印刷工艺需要将有机电子材料经过处理,制成具有高性能的喷墨墨水,然后通过喷墨印刷技术制成各种功能的电子器件,这就要求有机电子材料除了材料本身的良好性能外,制成的墨水还必须具有良好的印刷适性。因此,还需要大力解决有机电子材料制成的功能墨水环境稳定性差、成膜质量不高等问题。但是,有机电子材料具有成本低、制造工艺简单、可实现大面积柔性应用等优点,制成墨水与喷墨印刷技术相结合,可以大面积批量制备电子器件,具有很好的产业化应用前景。

2.无机印刷电子材料

从电子技术出现以来,无机电子材料一直是这个领域的主体和核心功能材料。随着印刷电子的发展,越来越多的无机电子材料被做成功能墨水应用于喷墨印刷,制备各种印刷电子器件。无机电子材料多种多样,但常用的大致可以分为:金属材料、碳材料、透明氧化物以及复合介电材料。

理想的金属功能墨水要求价格低廉,易于制备和储存,具有较好的印刷适性,后处理工艺简单,同时有很高的导电性。因此,市场上应用最广泛的金属功能墨水中,功能填料主要为金、银、铜等。金化学稳定性好、导电性高,在所有金属中综合性能最好,但受限于昂贵的价格只在有特殊要求的电子油墨中有所应用。银墨水是先进性能最好、最实用的功能墨水,具有导电性高、抗氧化、易制备等优点。但是,银墨水通常在印刷后需要进行烧结。由于纳米银和新型银化合物的应用,目前很多银墨水的烧结温度已经低至150℃,甚至可以室温活化,而且也缩短了烧结时间。银墨水的另一个缺点是银价格较高,影响了其广泛应用。铜是替代银的一种选择,铜的电阻率非常接近于银,但铜易氧化,它的氧化物是不导电的。为防止氧化,铜墨水制备工艺比银墨水要复杂的多;而且印刷后的铜墨水需要在真空或惰性气氛中烧结,烧结温度也较高。但是铜的价格较低,这有利于它的推广使用。

碳材料墨水是另一种替代银墨水的选择,碳材料墨水性能非常稳定,且附着力强,尤其是固化后的膜层耐酸耐碱,不易被腐蚀和氧化,而且价格要低很多。但是这类墨水的耐湿性较差,而且对很多应用而言碳墨水的导电性达不到要求。目前,很多研究人员开始应用像单臂碳纳米管、石墨烯等新型碳材料来制备碳材料功能墨水,来提高墨水的性能,尤其是石墨烯。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维新型碳材料,它被称为“黑金”,是“新材料之王”。石墨烯有非常好的电、热性质,以及非常高的电子迁移率,是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。但如今,石墨烯的产量较低,造成它的价格较高。

透明氧化物是一类带隙大于3.1 eV的半导体材料,它们具有很好的性质,如高迁移率、对可见光透明、环境稳定、处理温度相对较低等。因为这些优点,透明氧化物被认为是一类非常重要的半导体电子材料,制成墨水后可以广泛应用于显示屏、太阳能电池、集成电路等印刷制备领域。

新兴的柔性印刷电子技术需要使用工艺简单、低成本的可印刷介电材料。复合介电材料就是将无机介电材料和聚合物复合制成的可印刷介电墨水。目前,常用的无机介电材料有AL2O3、Ta2O5、锐钛矿TiO2、金红石TiO2、HfO2、CeO2、ZrO2等。此外,以BaTiO3为代表的钙钛矿结构的复杂氧化物也具有很高的介电常数。无机纳米颗粒/聚合物的复合介电材料综合了无机纳米颗粒介电常数高以及聚合物机械性好、致密、平整的优点,成为实际应用中常用的一类高介电可印刷材料。

目前在可印刷低成本高导电性导体、太阳能电池、量子点器件和高迁移率的晶体管等领域的应用开发都是基于无机电子材料。无机电子材料虽然种类繁多、性质各异,但应用于喷墨印刷电子技术中时有很多共同的问题和一些共通之处,如无机电子材料溶液化较难、不易成膜、存在晶界以及通常需要后处理等缺点,使得无机电子材料的印刷电子技術还面临巨大的挑战。但随着纳米颗粒的广泛使用和新型可溶型化合物的开发,无机电子材料喷墨用墨水的热处理温度和时间在不断地降低和缩短,此外颗粒分散也更容易。

喷墨印刷光电功能材料墨水在光电子器件制备中的应用

喷墨印刷可以实现大面积复杂的复合功能性材料的图案化,制备工艺简单、成本低廉,而且喷墨印刷比传统电子制造方式更快,更便宜和生态友好。此外,喷墨印刷也非常适合大面积制造电子产品,使其在有机功能器件的制备中受到了广泛的关注。得益于数字化、非接触式的优势,理论上基于功能材料墨水的喷墨印刷技术适用于几乎所有可以印刷的电子器件,包括超级电容器、薄膜晶体管、太阳能电池、射频电子标签、发光与显示器件等,均有通过喷墨印刷进行制备的报道。

1.超级电容器

超级电容器具有功率密度高、超长的循环寿命长、快速充放电、容量大、安全等特点,并且在宽温度范围内也表现出快速的充放电特性和良好的性能。因此,超级电容器被广泛应用于军事国防、电动汽车、航空航天、可穿戴电子产品等领域,被认为是能够支持下一代电子产品最有潜力的一种能量储存设备。超级电容器的传统制备方式工艺复杂、成本高,而利用喷墨印刷技术,使用功能材料墨水来制备超级电容器可以解决这些问题。例如,K. H. Choi等人在纸上展示了全喷墨印刷的固态微型超级电容器,如图1所示,先引入一层纳米纤维作为底漆层,来提高A4纸上的印刷分辨率。再将制备的碳纳米管/银复合功能墨水,喷墨印刷成超级电容器,然后退火。印刷的微型超级电容器在0.2mA cm-2的电流密度下提供 100mF cm-2的面积电容,且在1万次循环后基本不变,拥有良好的性能。

2.薄膜晶体管

随着银墨水制备工艺的完善和喷墨印刷技术的不断发展,喷墨印刷不仅能够在柔性衬底和刚性衬底表面构建各种图案化的电极阵列,而且能够构建晶体管器件以及逻辑电路等。Zhao等人用喷墨印刷的方法在柔性衬底和硅衬底表面构建银电极阵列和简单的震荡电路。构建的有机半导体薄膜不仅能够正常工作,而且表现出优越的电性能。如图2所示,Haruya Okimoto等人用高速离心分离后的碳纳米管二甲基甲酰胺墨水通过喷墨印刷方法在二氧化硅衬底表面打印100次以后得到碳纳米管薄膜电极,并构建出全印刷碳纳米管薄膜晶体管,器件也表现出优越的电性能。

3.射频电子标签

太阳能电池或光伏电池是通过光伏效应将光能直接转化为电能的电子器件,太阳能电池能够将环境可持续能源持续转化为电能,因而能够提供更多的持续能源。喷墨印刷具有很高的印刷分辨率,而且使用喷墨印刷工艺制备的太阳能电池可以比传统的太阳能电池更便宜、更轻,因此在制备具有复杂结构的太阳能电池时具有独特的优势。如图3所示,Kuo等人展示了具有自组装的纳米晶量子点簇,且具有相对提高光子转换效率为10.9%的喷墨印刷薄膜Cu(In,Ga)Se2(CIGS)太阳能电池。大量的文献表明,喷墨印刷是一种有吸引力的数字印刷技术,可以在基底上进行低成本、环保的印刷光伏电池。

4.发光与显示器件

射频识别标签(RFID)是一种非接触式的自动识别技术,当前发展了NFC电子标签技术,该技术通过射频信号自动识别目标对象,获取相关信息数据,由标签、阅读器、天线3个部分构成。传统制备电子标签的方法一般是由金属线缠绕法或蚀刻法,利用喷墨印刷技术快速大批量制备射频识别(RFID)电子标签具有重要应用价值。美国加州大学伯克利分校的Subramanian小组喷墨打印银纳米墨水用于射频识别(RFID)电子标签的制作,他们研究了银纳米粒子表面稳定剂的链长对RFID天线的导电性的影响,使得该制备方法适用于各种塑料基底。韩国延世大学 Moon课题组利用密堆积理论,将不同粒径的银纳米粒子和铜纳米粒子按一定的比例混合制备了一种新型复合纳米导电墨水,小粒子可以填充到大粒子形成的空隙中间,从而改善线路在较低温度下的导电性。喷墨印刷的电路经200℃烧结后,其导电率在23.6μΩ·cm左右,如图4所示,其可以用于RFID电子标签的制备。

5.发光与显示器件

有机发光二极管(OLED)作为新型的发光与显示器件,与传统主流液晶显示相比,具有显色效果更好、自发光、器件结构简单、视角广、响应快、节能、轻薄、耐低温、抗震、可在柔性衬底上大面積印刷制备等一系列优点,被尊称为新一代“梦幻显示”技术。相比于传统旋涂工艺,使用喷墨印刷的方式制备OLED在像素分辨率、图形精确度和降低生产成本等方面具有明显优势。如图5所示,曹镛院士课题组制备了可喷墨印刷的纳米银墨水和水醇溶性的界面材料聚[9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴](PFNR2),实现了可全喷墨印刷的显示屏的制备。Lee等通过对基板进行紫外/臭氧等方法处理以控制液滴在基板上的润湿状态,精确对准和多层印刷使得各像素点能够重复多层沉积并控制薄膜的形貌和厚度)。用喷墨打印的方法沉积的PEDOT∶PSS薄膜作为空穴注入层和MEH-PPV作为发光层成功地制备了OLED器件。

挑战与机遇

目前,喷墨印刷因其成本低、环保、印刷分辨率高、可以快速大面积制备等优点,在电子制造领域广泛应用。本文总结了喷墨印刷用功能材料墨水的分类及应用,各种各样的功能材料被制成高性能的功能墨水,通过喷墨印刷制备出各种电子器件,取得了极大的成就。但是喷墨印刷用功能墨水的仍然存在许多问题和机遇。比如,发现的新材料应用到喷墨功能墨水中,对墨水的性能的改变存在者无数的可能;其次,还需要继续提高功能墨水的导电性、导热性以及发光等性能,降低功能墨水的成本也是重中之重;最后,制备的喷墨印刷用功能墨水也要对其溶解性、分散性、黏度、表面张力以及环保性能进行充分考虑。总之,印刷电子市场的无限广大的市场前景以及喷墨印刷的独特优势,喷墨印刷用功能墨水的市场也将随之扩大,应用领域也会越来越宽广。

作者单位:齐鲁工业大学轻工学部印刷与包装工程学院

作者:崔波 孙加振

第三篇:光电子技术与产业发展

摘 要:本文首先简单介绍了光电子产业相关技术的基础知识,然后针对世界和我国相关产业的发展概况进行简单的描述,再针对光电子产业的应用领域作了归纳,最后总结并探讨了光电子技术产业的发展前景。

关键词:光电子;发展动态;产业领域

光电子技术是光子技术与电子技术融合在一起形成的一项新技术,不但全面兼容和继承了电子技术,而且性能远远超于微电子技术[1]。光电子学逐渐成为信息科学中一个重要的发展方向,包括了信息采集、载入、传输、处理和接收等一系列过程。光电子技术作为信息产业的一个重要支柱,包含了电子学、光学、计算机技术等很多前沿学科的基础理论知识,是一门融合了多个学科的相关知识而逐步形成的高新技术学科[2]。

1 世界光电子技术与产业的发展概况

自从光电子技术诞生以来,就以较快的速度发展着。如今,随着计算机网络的不断发展,对通信带宽的要求也逐渐变高了。在世界的舞台上,光电子技术与产业以迅猛的速度发展着,许多的相关产品已被广泛使用。

2 我国光电子技术与产业的发展概况

在我国,光电子技术的发展水平同国际水平还是存在着一定的差距,科研上已获得不错的成果并且应用到实践中。在军事建设中,可以运用于光电通信的一些装置中。民用生活,已出现了越来越多的光电子技术相关科技产物。但是,于此同时,我们也存在着一些不足,比如光电子材料技术和制造水平都比较落后。

3 光电子技术的应用领域

由于光电子技术本身具有快速、准确、高校的特点,在汽车、通信、航天、微电子等若干领域取得了广泛的应用[3]。同样,在计算机学、材料学、生命科学等这些比较基础的学科中,也利用了光电技术。光电技术的使用, 能够使加工速度变快,产品生产故障率降低,同样花费的成本也较低。

3.1 太阳能光伏技术

随着现代社会发展的脚步,全球能源越来越紧缺。许多国家都开始将注意力集中在了光伏发电上,并且已开始制定了一系列的光伏技术规划。由于光电子技术已被广泛的利用来设计出一些性能较优的电子元件和材料,让光能的转化效率获得了明显的提高。光电子技术的不断发展,让光伏发电能够被大量的应用在很多场合中。从理论原理上讲,只要是存在电源的场合,都可以见到光伏发电技术的使用。比如天上飞行相关的航天器、家用普通电源、兆瓦级发电机、儿童玩具,都有光伏电源的身影。21世纪,光伏技术将会获得更加美好的发展,也将会是光伏技术能够大发展的时代。

3.2 汽车制造业

光电子技术作为一项高新技术,已被广泛引入汽车制造业,这一技术的引入,大大加快了汽车制造业的发展步伐。主要体现在2个方面,其一是它可以用在汽车相关原材料的快速切割上,利用较高功率的激光器,可以精确的切割汽车板材。其二是引入了汽车视觉系统,这一系统能够实时对汽车工艺相关情况进行反馈,明显使这一行业的制造水平获得了明显的提升。

3.3 液晶显示器

光电子技术可以用在有源阵列的液晶显示器上。首先,薄膜晶体管和色波器阵列可以通过光刻技术来创造。然后,可以通过光学监测技术来对最后的显示器产品进行有效的监视。在整个显示器制造过程的始终,光电技术一直都贯穿着。我们还需对工艺进行诊断,此过程也可以利用光学技术,来对各种微粒进行相关的控制盒检测。紫外光可以用来解决液晶的密封问题。激光还能更进一步的对液晶显示器产品在加工中存在的缺陷采取相应的处理和查找定位。

4 光电子技术的发展前景

光电子技术是21世纪的一项尖端科学技术,能够推动整个科学技术的发展[4]。而它自身包含了很多别的科学技术,由于它的发展也能够相应拉动相关学科科学技术的发展。就这样,在不同学科科学技术的交流与发展过程中,逐渐形成了巨大规模的光电子产业。由于光电子产业具备产业带头的作用,它的发展具有许多不可忽略的重要性,因此受到广泛的关注。世界各国中,政府都大力支持和鼓励此产业的发展,并且制定相应的国家发展规划来有效的引导,涉及了科研、教育和开发等许多领域。与此同时,相应的产品技术之间进行了激烈的竞争,产品种类也更加的丰富了。

5 结语

光电子技术的核心是光子学研究,它的支撑是电子学研究,需要依靠光子和电子的共同行为来执行相应的功能。此技术是在世纪之交和在微电子技术之后快速兴起的一个高新领域,尤其是在当今信息大爆炸的时代,地位愈发重要。它对整个传统的产业技术进行了创新改进、产业格局进行调整和新生的产业发展都具有重要的推动作用。当代,如果需要光电子技术能够获得快速且源源不断的发展,产业化进程的时间缩短,我们都必须适应时代的发展需求,建立相应的先进光电子持续发展机制。如今,国内已有许多城市,比如上海、南京、杭州等地都建立了一大批光电子产业相关基地,于此相应的出现了许多著名的本地企业。

[参考文献]

[1]屈娥.光电子产业发展动态研究[J].科技资讯,2012:7-8.

[2]何文瑶.光电子技术发展态势分析[J].科技进步与对策,2008:194-196.

[3]刘颂豪.光电子技术与产业[J].激光与光电子学进展,2004.

[4]李强.光电子技术及产业发展[J].科技咨询导报,2007:7-7.

作者:常坤

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