光电子产业研究精选(九篇)

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第1篇：光电子产业研究范文

从“离网”向“并网”的跨越

光伏并网发电是当今世界光伏发电的主要发展方向，是光伏技术步入大规模发电阶段，成为电力工业组成部分之一的重大技术步骤。许多统计资料表明，近几年来世界光伏并网发电市场发展迅速，光伏并网发电的装机容量从1 996年的7MWp上升到2000年的140MWp，光伏并网发电在光伏行业中的市场比例也从1 996年的10％上升到2000年的50％，2007年光伏并网发电的市场比例已达到80％。而在中国，光伏发电也将在未来的电力供应中扮演重要的角色，其累计装机容量预计至201 0年将达600MWp，2020年将达到30GWp，2050年将达到100GWp。根据电力科学院预测，到2050年，中国可再生能源发电将占到全国总电力装机的25％，其中光伏发电则占到5％。显而易见，光伏并网发电已经是大规模光伏发电的主要趋势。

早在上世纪80年代，合肥工业大学已经开展起太阳能光伏与风力发电技术的研究，张兴就是在那个时候走入合肥工业大学校门的。在这所留下他半生印记的学校里，不仅走过了从学士到博士的求学之路，而且也撇下了攻关，探索的辛勤汗水。他对太阳能光伏发电技术的研究，源于1 997年新疆新能源研究所原所长王国华研究员在合肥工业大学的一次讲学。在那次讲学中，张兴对欧美日等发达国家正在兴起的光伏并网技术产生了浓厚的兴趣，当时，我国的光伏发电技术与产业还是针对技术相对落后的光伏离网系统，很少有人关注技术新颖且有一定难度的光伏并网技术。尽管深知其中的挑战，张兴却从未想过低头，他抓住光伏并网系统中的并网逆变器这一核心技术，开始了潜心的研究。经过一年多的努力，他终于成功研制了500W光伏并网样机。在1 998年的全国光伏年会上，该样机一经展出即引起了同行的高度关注。在此基础上，1999年，张兴教授又与新疆新能源研究所开展了技术合作，共同承担起自治区的科技攻关项目。当时，逆变电源专家曹仁贤创办的合肥阳光电源有限公司起步不久，虽然主打产品主要是离网型光伏逆变器，但他还是给予了这一项目充分的肯定和支持。在共同的努力下，该项目组于2000年成功开发出3kW工程化样机，并在新疆鄯善县成功地进行了应用测试，取得了预期性能。随之，在经过一年多的试运行之后，2001年，该项目顺利通过了新疆维吾尔自治区组织的专家鉴定，得到了一致的好评。

而正是这个项目的成功，拉开了张兴教授与合肥阳光电源有限公司产学研合作的帷幕。此后，国家“十五”科技攻关项目“并网光伏发电用系列逆变器的产业化开发”、科技部新能源行动计划项目等诸多科技攻关项目在他们的携手并进下，得以产业化实践，同时建造了多个并网光伏示范电站，其中，科技部新能源行动计划项目“60kW光伏并网系统的应用与研究”项目获得新疆维吾尔自治区科技进步二等奖。

与“阳光”同行

“阳光”，一个听起来倍感明媚的词语。而在电源领域，这一个词语则让人联想起我国知名的新能源发电电源专业制造商――合肥阳光电源有限公司(以下简称“阳光电源”)。

自1 997年成立以来，阳光电源专注于可再生能源发电产品的研发与生产，囊括了光伏发电电源、风力发电电源、回馈式节能负载、电力系统电源等系列产品，曾成功参与北京奥运鸟巢、上海世博会、三峡工程，全球环境基金可再生能源项目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏电站，英国和法国小型风力并网发电项目、青藏铁路等重大工程，获得了国内外业界的一致好评。多年来，阳光电源先后获得“安徽省优秀民营科技企业”、“安徽名牌产品”、“优秀创新企业”，“安徽省‘115’产业创新团队”、国家发改委REDP项目“技术进步优秀项目奖”，“太阳能光伏产品金太阳认证”等荣誉，是安徽省可再生资源电源工程技术研究中心依托单位、安徽省研究生产学研示范基地。

同样，经过二十余年的努力，合肥工业大学在太阳能光伏与风力发电技术等可再生能源发电技术方面也取得了长足的进展，如今，不仅拥有电力电子与电力传动国家级重点学科、教育部光伏工程研究中心，还进入了国家培育优势重点学科的“111计划”，成为“可再生能源并网发电国家级创新引智基地”。而在可再生能源并网发电技术的科学研究中，张兴教授与阳光电源的产学研合作尤其值得称道。

从1 999年共同开展新疆维吾尔自治区的科技攻关项目开始，他们的产学研合作已经整整十年。十年间，他们联手创造了不少成绩，近年来更是成果选出。

“上海电力局奉贤10kW光伏屋顶示范工程项目”属于上海电力局新能源发展计划项目，工程于2003年3月建成并投入运行，2004年7月通过专家鉴定，是上海首个全部采用国产化技术的光伏屋顶并网示范系统，该系统所用的1台10kW三相并网逆变器即由张兴课题组与阳光电源联合研制。

他们合作的“并网光伏发电用系列逆变器的产业化”项目是国家科技部“十五”科技攻关项目，该项目于2005年2月通过科技部的专家鉴定。其成功研发解决了并网光伏系统的关键部件逆变器的产业化难点，推进了我国并网光伏发电产业的发展，如今，该项目系列产品已在阳光电源实现了产业化，并定型了多种规格的并网逆变器产品。

随即，在国家科技部新能源行动计划项目“新疆乌鲁木齐大型光伏并网工程”研发中，张兴课题组承担起72台60kW并网逆变器的系统及控制设计任务，而阳光电源则对逆变系统的制造，现场安装与调试工作进行了全权负责。2004年12月，该工程完满建成并投入运行，2006年3月，通过科技部验收及专家鉴定。经鉴定，该项目采用可调度型并网发电结构，并具有并网发电、蓄电池充放电和独立逆变三重运行功能，省略了常规的充电控制器，简化了系统结构，大大提高了光伏并网发电系统的性价比，是当时新疆地区最大且功能最为先进的光伏并网示范工程，其成果被授予新疆维吾尔自治区科技进步二等奖。

此外，在“上海生态示范园光伏屋顶工程”、安徽省科技攻关项目“合肥阳光电源30kW光伏屋顶示范工程项目”以及

科技部科技攻关推广项目“上海崇明30kW光伏屋顶示范工程”研发中，他们的表现也不负众望。

“非常”追求

电力电子与新能源应用技术的多年研发、与阳光电源十年的产学研合作，点点滴滴的付出，张兴教授用自己的智慧和汗水写出了一个不一般的科研生涯。

在风力发电研究方面，其MW级变流器作为核心技术一直被外国垄断，其国产化的路途极其艰辛和富有挑战性，2004年，张兴教授与阳光电源再度联手进行科技攻关，他们首先完成了安徽省“十五”科技攻关项目“风力发电用交直交并网变流器”，并获得安徽省2006年度科技进步二等奖。接着，作为课题负责人之一，张兴教授与阳光电源联合申报并获得了“十一五”国家科技支撑计划“大功率风电机组研制与示范”的两个重大项目的资助――“1 5MW以上直驱式风电机组控制系统及变流器的研制与产业化”与“1，5MW以上双馈式风电机组控制系统及变流器的研制与产业化”。经过大家不懈的努力，目前，MW级双馈型与直驱型风机变流器基本实现了产业化，部分机型已经批量向整机厂商供货。

在柔性直流输电变流与控制研究方面，张兴教授着眼于柔性直流输电技术与风力发电相结合，对安徽省自然基金项目“电网异常条件下风场柔性直流输电网侧变流器控制策略研究”进行了攻关研究。与此同时，在合肥工业大学本科评建项目的支持下，他自主研发成功了一套1 5kW柔性直流输电变流及控制系统研究平台。

在PWM整流器技术研究方面，张兴教授完成了包括HT--7u超导托卡马克等离子移快控电源、蓄电池双向馈电电源、背靠背双向变流器等多项研究成果，并在其博士学位论文基础上，由“电气自动化新技术丛书”编委会资助并由机械工业出版社出版了《PWM整流器及控制》学术专著，该学术专著在新能源并网发电的逆变器研究与应用领域得到了学术界专家学者的肯定并被广泛引用。

在积极进行科研攻关的同时，张兴教授还将大量精力投入到特色实验室建设中。2006年，他主持完成了“合肥工业大学风力发电变流器及其控制实验室”的建设，其主要包括“250kW中低压双馈、交流异步全功率风力发电驱动平台”、“永磁同步直驱风力发电驱动平台”，以及分布式发电系统中的“风力发电模拟平台”，“柔性直流输电变流及控制系统研究平台”等。而他与阳光电源合作，还为该公司建成了“2MW双馈型风力发电变流器试验平台”、“2MW同步直驱风力发电变流器试验平台”。这些实验研究平台基本上涵盖了张兴教授及其团队近年来的大部分成果，在这些成果的基础上，经过深入地自主研制，这些平台已经开始发挥各自的功用，不仅大大促进了合肥工业大学新能源应用及其电力电子研究技术的发展，使其成为全国高校风力发电变流器研究条件一流的单位，也为国家支撑项目的取得与完成提供了良好的研究条件与基础。

经过多年的拼搏，张兴教授不仅在风力、太阳能并网发电的变流器技术的研究和工程应用方面取得众多的成果，积累了大量研究与工程经验，同时也为阳光电源以及电力电子行业输送了一批高素质人才。从当年初次涉足光伏并网发电技术，到如今的MW级风电变流器的研制成功，在太阳能光伏并网、风力发电变流控制与驱动领域的多年研究，使他和团队得到了锤炼和成长，逐渐发展为一支拥有2名教授、2名副教授、3名博士毕业的青年科研骨干教师以及近30名博士、硕士研究生的优秀团队，在一起，他们总是能形成一股强大的科研力量。而与阳光电源长期的优势互补合作，其科研水平经受了考验，更是得到了升华。

第2篇：光电子产业研究范文

微型化和智能化始终代表着现代工业和科技的主要发展方向。微电子、微机械、微光学等一连串“微工程”的兴起和发展，将科学技术带进了一个全新世界。

进入21世纪，随着社会的发展和技术的进步，由光学与微电子、微机械、纳米技术互相融合、渗透、交叉而形成的前沿学科―微纳光学，因其独特优势成为目前研究者关注的焦点。

微纳光学在基础研究和设计制造技术方面的进步，变革了传统光学与技术的发展路线，促进了光学系统微型化、集成化的发展，在生命科学、生化、通信、数据存储、新能源利用等领域都表现出巨大的应用价值和市场潜力。

电子科技大学物理电子学院教授、博士生导师付永启，多年从事微纳光学研究，在微细加工、纳米加工、衍射光学、微光学、表面等离子体光学及近场光学等领域取得了多项研究成果，始终参与和推动着“微世界”中的无限精彩。

立足前沿，引领尖端研究

“微纳光学”顾名思义分为微米光学（简称微光学）和纳米光学两部分，即微米和纳米尺度上的光学研究。”付永启在接受采访时，首先谈到了微纳光学的研究情况。

据付永启介绍，微光学是基于微细加工技术、研究微米尺度的微光学元器件设计、制作以及应用的学科。而纳米光学主要研究光的空间传播范围在纳米尺度时的倏逝波特性，并通过基于近场光学结构的纳米探针来描述和控制的过程及应用。

“在纳米光学研究中，作用于近场的光学系统突破了传统的衍射极限限制，能够对纳米光学结构进行空间分辨率在纳米量级的分析；同样，通过基于亚波长光学结构或器件，能够实现高密度的数据存储，不但可以实现微米范围的成像，也可以实现高清晰度的相位合成、单分子探测以及局部区域光谱分析。”

正是这些独特的优势，使微纳光学自产生之日起，便始终处于研究者关注的中心，并愈发活跃。

虽然我国在微纳光学领域已经取得了一定的成果，但同国际相比，无论在基础研究还是应用转化方面都存在一定差距，总的来看原创性技术太少，能够转化为产业、推动光电子产业发展的更少。

付永启认为，要使微纳科学与技术为人类造福，必须从基础研究做起，打下坚实基础的同时，紧密结合产业领域发展需求，准确把握市场方向，重点攻关，进而带动全面发展。

而付永启的研究成长过程，也恰巧暗合了微纳光学从基础研究到产业应用，以点带面的发展路线。

世界微纳光学蓬勃发展的1990年代，付永启走进了这一领域。

1994年，付永启在中科院长春光机所研读博士，“当时是跟导师一起做国家航天‘921’项目中的一个子项目―‘动态目标发生器’的研究，我主要负责曲面光刻的研究。”那是他接触到微光学并逐渐对微光学元器件的设计制作产生兴趣的开始。

在博士后研究阶段，付永启又接着在衍射光学元件的设计制作方面开展了深入研究。随后为了开阔视野、提升研究能力，付永启于1998年赴新加坡南洋理工大学精密工程与纳米技术中心作研究员，借助当地优越的软硬件条件继续深入开展微光学以及后期纳米光学领域的研究工作。

在新加坡，通过与科研院所及工业界的合作，付永启开展了多个横向和纵向项目研究，接触到了微电子、微机电系统（MEMS）、微纳加工、纳米计量、及生化分析等多学科领域的知识，先后完成了多项重大研究课题，并取得了许多创新性成果。

2001年，付永启将目光专注到了一种新的微纳光学元件一步加工制作方法―聚焦离子束制作技术上，经过两年的反复研究、实验，终于获得成功并使技术逐渐成熟。

付永启利用纳米加工技术实现了微光学元件与光电子元/器件的集成一体化，即利用聚焦离子束技术直接一步将微光学元器件甚至纳米光子元器件与光电子器件集成于一体，从而达到直接控制光束的目的。这一技术摆脱了传统的采用离散光学元件对激光束进行准直或聚焦的方法，不但减少了系统元件数，而且节省了空间，更容易实现系统的轻量化和小型化，对微系统的开发具有重要意义。

同时，他还发现了两种材料，它们在聚焦离子束轰击下具有材料自组织成型特性，该特性可直接用于微光学元件的结构成型。以该技术为基础，能够制作出几种特定的微光学元件，包括微正弦光栅、微闪耀光栅等。

此外，付永启还利用聚焦离子束直接写入法和辅助沉积法成功实现了微光学元件与光电子元/器件的集成一体化，为光学系统的小型化、微型化、平面化提供了制作技术保障。该集成一体化元/器件已经广泛应用于生命科学、生化、通信、数据存储等领域，至今仍在应用，还没有其他方法能够替代。

值得一提的是，聚焦离子束技术在微电子行业的广泛应用，大大提高了微电子工业上材料、工艺、器件分析及修补的精度和速度，目前已经成为微电子技术领域必不可少的关键技术之一。同时，由于它集材料刻蚀、沉积、注入、改性于一身，有望成为高真空环境下实现器件制造全过程的主要加工手段。

毅然回国，助力产业发展

2007年，付永启放弃国外优越的待遇和生活，带着累累硕果和先进理念回国，受聘于电子科技大学物理电子学院。9年的国外工作和生活经历，使付永启真正体会到“国家”二字的含义，而回国发展也正是其心之所向。

随着科技的进步和需求的转变，目前国内微纳光学技术研究主要集中在基于特异性材料的微波天线、隐形技术、纳米光刻等几部分，研究趋势也朝着更加实用性发展，包括军用和民用。而在产业方面，付永启认为应重点结合能源和生命科学等热门领域的需求，积极探索，主动推进，研发出具有代表性的产品，如高效率光伏电池、光热疗法治疗癌症、多通道微型生化传感器等。

在学校和所在团队的支持下，付永启在纳光子结构、元器件及其应用方面取得多项国家自然科学基金项目的资助，目前主要在纳光子结构的精细聚焦及成像研究，包括基于纳光子结构的超分辨聚焦成像、负折射材料的制备及应用、近场表征等方面开展进一步的深入研究，并推进其尽快走向应用。

多年从事理工科学研究的付永启，处处透着浓郁的人文气息。他看重学生的做事态度胜过考试成绩，鼓励学生积极与其他学科的人员交流，在学科交叉中探寻思维方式的改变和新的研究切入点。

他认为创新更加需要自由开放的教育环境和多维度的思维模式，有源之水才能长久，有本之木才会繁茂。

他喜欢历史、地理、天文、摄影等偏重人文的内容，注重精神层面的丰富与充实，并认为这才是人做事的动力和源泉。

第3篇：光电子产业研究范文

1.1产学研结合是教育与生产劳动相结合原理和实践发展的必然结果

马克思主义创始人关于教育与生产劳动相结合的原理与整个马克思主义科学体系一样，是不断发展完善的体系。它主要包括如下三个方面的内容:其一，马克思、恩格斯关于教育与生产劳动相结合的思想。其二，列宁、在无产阶级掌握政权以后对教育与生产劳动相结合原理的实践和发展。

教育应与经济社会发展紧密结合，为现代化建设提供各类人才支持和知识贡献。它表明:其一，产学研结合是指高等院校或科研院所同企业的结合，包括两者同时和企业结合，企业是产学研结合的主体。没有企业参与的高等院校和科研院所的结合不属于产学研结合。产学研结合的内容，当然涉及高等院校的教学、科研、生产的一体化，但是，不能把高等院校的教学、科研、生产的一体化等同于产学研结合。其二，产学研结合是实现科技、教育同经济结合的重要形式，是知识经济本身的要求，也是我们迎接知识经济挑战的战略措施。其三，教育与经济社会发展紧密结合是高等院校面向21世纪教育改革和发展的方向。

1.3产学研结合是高等院校职能转变的必然结果

在当前，我国高等院校走产学研结合道路，不仅是高等院校职能转变的必然结果，而且是实现国家“两个根本性转变”的需要。目前，我国正在实施由计划经济向社会主义市场经济、由粗放型经营方式向集约型经营方式这“两个根本性转变”。随着市场经济体制的进一步完善，市场将在资源配置中起基础性作用:随着经营方式由粗放型向集约型化，科技对提高生产的作用越来越突出，企业将成为科技开发和投入的主体。党的十五大报告中指出：“要充分发挥市场和社会需求对科技进步的导向和推动作用，支持和鼓励企业从事科研、开发和技术改造，使企业成为科研开发和投入的主体”。在这种情况下，必然要求高等院校面向社会，面向市场，充分发挥三大职能，培养适应企业需要的创新型人才，研究和提供能够开发具有市场潜力产品的科技成果，为加强企业在市场竞争中的优势地位服务。高等院校通过培养适应企业需要的创新型人才和科技成果，又进一步提高了自身的科学研究水平和教育质量，并且通过科技成果转让和技术服务取得收益，开辟科研经费来源，改善办学条件，从而形成产学研各方互相促进、相得益彰的良性循环。

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在知识经济时代，知识，尤其是高科技知识，成为经济发展的第一生产要素，大学与经济的关系更加密切，更加直接了。高等教育这种地位和作用的历史性变化，核心取决于对创新人才的培养以及高新科技成果向产业部门的转移。要做到这一点，高等院校必须以各种形式进入企业，或同企业结合，走产学研结合的道路。

3由“武汉·中国光谷”的发展引发的产学研对高等教育促进作用的思考

3.1“武汉·中国光谷”的发展概况

“武汉·中国光谷”建设于2000年5月正式启动，是国家科技部批准的国家光电子信息产业化基地。武汉是我国光电子信息企业的聚集区，也是我国光电子信息产业最发达的地区之一，代表着我国光通信和激光领域的最高水平。因此，在武汉建设国家光电子产业基地，是国家对当今世界高新技术产业发展趋势和武汉光电子信息产业现实基础的准确把握,是将国家的需要、产业发展的客观规律与武汉光电子信息产业发展的内在要求，这三者有机结合的产物。这对于发展区域经济，以信息化带动工业化，加快武汉成为我国重要的科技创新源和经济的新增长极，有效推动中部地区经济与国际经济融合与接轨，带动西部经济的全面发展，意义十分重大。高新技术产业发展的历史及趋势证明，将优势产业纳入相对集中的区域，共享技术、人才、信息、政策与管理等要素资源，更大程度地吸引国际知识、技术、资本等战略性资源，对产业的迅速发展和壮大具有极强的推动作用。目前，“武汉·中国光谷”在产业项目、招商引资、创新建设、金融资本的支持等方面均取得了突破性进展。在“武汉·中国光谷”50km2范围内集聚了18所高等院校，56个省部属科研院所，65个国家重点学科，10个国家重点实验室，7个国家工程技术研究中心，43名两院院士，20多万名各类专业科技人员，35万在校大学生，每年有5万余名大学生从这里走向四面八方，拥有非常丰富的高新技术人才资源。武汉地区从事光电子领域研究开发的实体约占高新技术研究开发机构总数的14%，其中国家部属4个，高校属20个，共占总数的63%，分别占部委属总数的18%和高校属总数的20%。在武汉的科研体系中，高层次的光电子信息技术开发力量占有重要地位。武汉东湖开发区己经成为我国学科门类齐全、综合实力雄厚、独具特色的光电子信息科研和开发基地。以武汉大学、华中科技大学、武汉邮电科学院、717所为技术依托，以长飞、烽火、华工科技、长通、楚天激光为企业依托，以光纤光缆、光电端机、光电器件、激光工业设备、应用软件等为产业依托，构成了一个十分活跃的而且极具规模的开发群体。近10年来，在国家有关部委的支持下，武汉在光电子信息技术领域取得了长足的发展，产生了大量的高科技成果，成为了我国学科门类齐全、科研实力雄厚、独具特色的光电子信息技术研发基地。2000年，东湖新技术开发区有光电子生产企业480多家，光电子信息产业实现产值108亿元，生产的产品几乎涵盖了所有光电子领域，是全国生产光电子产品最密集的地区。尤其在光纤光缆、光电器件、通信系统、激光设备、通信电源、软件等领域形成了一系列拥有自主知识产权的拳头产品，产生了一批能参与国际竞争的光电企业。

3.2产学研对高等教育促进作用的思考

（1）产学研结合促进了高校和企业，按社会的需要进行改革。由于我国高等教育管理体制上条块分割的弊端和高等教育系统固有惰性以及高校、企业之间的目标冲突(大学以知识创新为目标，企业以获取最大利润为目标)，使得我国高等教育系统长期与国民经济脱节，造成教学改革乏力，教学内容不能满足经济发展的需要。以互利互惠为原则的产学研结合无论是联合科研，还是联合培养人才，其结果必然导致大学按经济发展的需要进行改革，从而有效地冲破了条块分割的局面，增强了院校主动为经济建设服务的自觉性和责任感，许多产学研结合的实例已充分地证明了这一点。卡内基教育促进会已故主席波伊尔博士曾就我国产学研结合做出评价时指出，这种结合有效地促进了大学和企业的联系，克服了大学自身的惰性，促进了大学按社会的需要进行改革。

（2）产学研结合开拓了学科建设的新路子，促进了专业和学术水平的提高。现行高校院(系)建制一般只反映同一领域内各学科之间的源流关系，未能反映不同领域学科间互动的要求，在体制上阻碍了学科的交叉、繁衍和发展，特别是随着商品国际性环境的剧烈变化。许多技术问题都处在复杂的大系统中，这样就促使新的科学发现、技术突破和市场需要三方面紧密联系起来，只采用单一的传统的研究方法已不能适应市场需要。因而有必要在加强学科之间、专业之间的横向联系的同时，把学科、专业的发展和市场需要紧密联系起来。由于既得利益、门户之见、体制化以及传统的研究方法等原因，导致学科壁垒森严。已有的学科之间的交叉以及学科、专业发展和市场需要的联系主要依靠学科带头人的开拓意识和创新精神，而不是内在机制的使然，产学研结合为学科的综合和交叉提供了契机，开拓了学科建设的新路子，促进了专业的发展和学术水平的提高。因为高等院校在产学研结合的过程中，无论是和企业联合培养人才，还是联合科研，为了适应企业对人才、科技成果的需要，必然要对原有学科体系优化组合，这就会促进系科划分和专业设置的调整和改革，克服分散，加强联合，发挥院校的综合优势。

（3）产学研结合促进了课程设置的改革和教学内容的更新。科学技术的进步引起了社会产业结构的调整和对人才需求的变化，如对毕业生的知识结构、工作适应能力、协调组织能力、知识的更新及创新能力等都提出了新的要求。高等教育为适应这种变化和需求.必须调整教学内容，比如删除陈旧教学内容，增添新内容，将理论教学与实践教学紧密地结合起来，以增强学生就业后的适应能力。可以说，产学研结合为教学容的更新和课程设值的改革开拓了一条新路子。

（4）产学研结合促进了高校师资队伍建设及其整体素质水平的提高。产学研结合可以吸收不同专业教师参加企业的科技开发工作，直接进入经济建设的主战场，面对企业生产中的一些难题，进行一些高技术项目的研究与开发，提高解决实际问题的能力，这对于教师更新知识，提高实践动手能力，接近科技开发前沿有着十分重要的意义，从而提高了业务水平。教师业务水平的提高，实践能力的增强必然推动课程设置的改革。

（5）产学研结合开辟了科学研究的新领域，促进了科研水平的提高。科研领域的生命力在于社会的需要和科研领域内在的逻辑即内在的生命力。随着科学技术的发展，科研领域的形成和技术的突破更紧密地和社会需要联系起来。在工程应用学科领域，若单纯地按学科的内在逻辑，很难形成独树一帜的研究领域。通过产学研结合，从解决生产实践中的技术难题着手，学术研究紧跟生产实际的发展，从中发现和形成新的研究方向，开辟新的研究领域。

（6）产学研结合提高了应用学科人才的培养质量。大量的产学研结合的实践证明，产学研结合克服了传统的办学模式中人才培养与社会需要相脱节的现象，促进了大学的学科建设以及教学内容和课程设的改革，其结果必然提高了应用人才的培养质量：其一，参加产学研结合的院校普遍反映，通过产学研结合，极大地促进了学生对社会、国情的了解，增强了学生的事业心和责任感，陶冶了情操。其二，通过产学研结合，不但可以巩固学生所学的知识，而且还可以使学生知识结构以及对知识的掌握从广度和深度两个方面得到扩展，扩大学生的知识视野，使学生的主动性、创造性得到更好地发展。其三，产学研结合增强了学生工程实践能力。由于产学研结合为学生提供了更多的接触实际的机会，在专人的指导之下，真正承担起对企业有用的专业技术工作，把“学”与“干”结合起来，极大地增强了学生的工程实践能力。

参考文献

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7刘献君.大学之思与大学之治[M].武汉:华中理工大学出版社，2000

第4篇：光电子产业研究范文

1光电子技术的发展现状

1.1国内发展现状

1995年光电子技术总产值约10亿美元，2001年中国光电子产业产值超过800亿元，目前继续高速发展中。近年来，中国光电子技术的研究水平已大体上趋于与国际同步发展的态势，整机系统以及器件的生产、制造等相关产业如雨后春笋般涌现，并呈现出一定的发展势头，我国光电子信息产业链基本形成。

近几年，由于光电子技术研究开发体系的不完整，促使训练一批高水准的光电子技术研究开发队伍成为迫在眉睫的任务。二十世纪以来，中国科学院建立了半导体研究机构，武汉邮电科学研究院建立信息发展研究部，中国科学院在长春建立了光学精密研究所，一些大学，如清华大学、吉林大学、天津大学、东南大学、南开大学、华中科技大学等也先后建立了光电子技术研究所，并同时组建起高水平的研究开发队伍。截止到2016年，各高等院校及研究机构已经在光电子材料、制作技术、器械等方面取得了突破，并有了显著进展。

1.2国外发展现状

在国内外光电子产业中，对于光通讯产业来说，在2003年其增长速率跌落到谷底，与此同时，其回升斜率缓慢，但是，光电子技术、光显示技术以及光存储技术在各个产业中慢慢显露头角，应用范围越来越广，在照明装置及各类信号指示器中，半导体发光二极管取得了极高的使用率，若照这样发展下去，人类有望在固态照明的新领域开拓出一片绿洲。

光电子产业中，以美国和欧洲的发展为领头羊，美国和欧洲在光电子产业中的发展决定了整个产业的走向。发达国家早就已经意识到，光电子产业是一个朝阳产业，人类对其认识还尚处在皮毛阶段，光电子技术的发展空间广阔，可以渗透到各行各业并发挥出色。在二十世纪初，发达国家的科学家们就开始进行大量的基础研究工作。世界光电子技术产业的布局目前由传统的仪器设备和元器件，向高技术为主的产业技术转换的趋势。就目前来说，从技术高新、竞争激烈度和推动作用大致分为：现在技术，如激光和液晶技术；未来技术，如太阳能技术和LED技术。液晶技术又可以细分为显示屏的尺寸，显示屏的分辨率及刷新频率；激光技术里有固体、气体，输出功率等指标。不过，LED技术目前只有亮度这一单一技术指标。对于未来技术中的太阳能来说，关键之处在于高效的把太阳光线聚集到足够小的体积内，并且，用高分子材料作大口径聚焦镜不单是空间重量问题，也是技术加速降低成本的关键。

2光电子技术应用与推广

近几年，光电子技术如洪水猛兽，迅猛发展，越来越多的领域意识到其重要性及不可替代性。同时，光电子技术凭借其普适性，不仅在微加工这类基础工业中发挥出色，更是在微机电系统、系统集成这种精密系统中起到了关键作用。特别突出的是，光电子技术在激光产业、LED产业、太阳能产业有着重要的作用。

2.1激光产业

2.1.1科学技术

激光具有很好的相干性、方向性、单色性和高能量密度，正是因为这些特点，在各个学科领域，激光都或多或少有所涉及，并形成了新的学科。如：激光材料加工、激光信息存储与处理、激光光谱学、激光医学及生物学、激光印刷、军用激光技术、激光核聚变及激光化学等，激光的应用在一定程度上促进了这些领域的科学技术进步与发展。

2.1.2国民产业

激光现在我国正逐步成型，其中包括激光音像、激光加工、激光医疗、激光全息及激光印刷设备等，这些产业对我国经济增长起到了举足轻重的作用。例如，目前为止生产激光音像设备的企业举国上下已有400多家，1998年激光产业已逐渐发展成为年产值90亿元以上的新兴产业。又如，将激光全息技术做一个拓展，应用于装饰装修业及全息模压防伪商标，不仅生活得到了极大的便利，相关国民产业也得到了迅猛的发展。

2.1.3医疗产业

激光医疗技术在医疗卫生方面现已起到不可或缺的作用。对眼科来说，屈光性角膜切除术、虹膜切除术、巩膜切除等手术均需要激光设备方可实施。激光在医疗诊断方面也效果出色，如激光荧光光谱测量技术被利用于诊断腹内肿瘤，激光多普勒技术用于探测细胞的流动及轨迹。

2.2太阳能产业

2.2.1太阳能发电

二十世纪末，由于各国工业水平的提高，能源的需求量也日渐增加，因此，人类开始进入了能源短缺的时期。能源是否高效，是否清洁成为了能源能否为人类长期使用的先決条件。目前，人类能源供应主要还是以煤炭为主，而煤炭是不可再生资源，消耗殆尽是迟早的事。为此，各大能源科研机构绞尽脑汁想找出新的可替代能源。而太阳能光伏发电不失为一种极好的替代选择。只要在光伏发电中应用光电子技术，使用得当的话，光伏发电的转换效率可以得到很大的提高，前景广阔。太阳能发电的方式通常有两种，其一是半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等；另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。

2.3LED产业

2.3.1交通灯

适用于交通管制的信号灯，现已由LED制成。LED信号灯占到整个LED市场的10%。LED主要有以下两个优点：一是寿命长，由于交通信号灯需要在户外使用，易损耗，而寿命长的LED灯可以保证使用多年而不需要更换。与交通信号灯易损坏完美的契合。二是节能环保，LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗，电光功率转换接近30%，在相同照明效果条件下比传统光源节能近80%。

2.3.2景观灯

在照明领域里，景观灯占据LED材料应用一席之地，原因是，在光强相同的条件下，它所消耗的电能仅有普通白炽灯的百分之十，相比于一些大功率的射灯、气体灯，电能的节约效果越发明显。

3结论

作为时下新兴的一门朝阳学科，光电子技术凭借其在能源，材料，基础技术等方面的杰出表现，成功的被大家公认为最有前途的新技术。若加以有效的发展及应用，必将有效的推动社会科技的进步及经济的发展

参考文献

[1]吕晶晶.浅谈光电子技术的应用[J].科技资讯，2010（30）：6.

[2]李强.光电子技术及产业发展[J].中国新技术新产品，2008（15）：97.

[3]于静，车俊铁，张吉月.太阳能发电技术综述[J].世界科技研究与发展，2008（01）：56-59.

作者单位

湖北省黄石市第二中学湖北省黄石市435003

第5篇：光电子产业研究范文

2017年2月16日，中电科技德清华莹电子有限公司接待了重量级科研团队――中国著名功能材料学家、中国科学院院士、南京大学祝世宁教授及其课题组一行11人的来访，在对华莹电子现有光学晶体及器件领域的研究生产进行现场观摩后，李勇总经理携相关材料、器件研发人员与院士团队进行了面对面的技术交流及合作洽谈。

华莹公司是一家有着30多年产学研经验的科技型企业，在非线性、压电类晶体及微声器件制作方面处于国内领先地位。企业现建有省级院士专家工作站、省级重点企业研究院和博士后流动站等平台，研发实力雄厚，产业化能力强，具有协同创新、打破国外技术垄断的良好合作基础。

在学术交流中，祝世宁院士首先介绍了其团队成员所学专业及研究方向，重点介绍了在介电体超晶格材料和功率激光器方面的研究成果，尤其是最近热点量子通信纠缠态双光子光源器件方面的研发；胡小鹏教授作了介电超晶格材料原理及制备工艺的介绍；赵刚博士作了非线性光学晶体质量国内外的差异比较及市场前景分析报告。李勇总经理介绍了华莹的历史沿革、研发力量及发展现状，重点介绍了非线性晶体制备能力及国内最先进的微声器件芯片线的投产情况，获得了祝院士一行的热烈响应。交流双方一致认为在非线性晶体研究方面，应发挥各有优势，形成互补，实现共赢。李勇总经理代表华莹公司正式邀请祝世宁院士为华莹电子院士专家工作站进站院士，作为华莹智囊团的一分子，为国家量子通信器件、激光显示器件和激光器等基础研究作出指导和贡献。在交流过程中，祝世宁院士及课题组成员详细回答了华莹团队提出的一系列问题，并表示在非线性晶体性能测试、光器件制作平台建设等方面给予公司大力的技术指导和人力支持，尽快在华莹电子建立南京大学研究生实习基地。

在李勇的陪同下，祝院士一行对华莹电子产品陈列室、省级重点企业研究院、晶体材料部和微声器件部进行了参观。祝院士一行对这些年来华莹电子的发展给予了充分的肯定和赞赏，对先进的晶体材料和微声芯片生产线留下了深刻印象。

经过一天的交流，p方收获满满，更安排了后续更多的实质科研互动。向国内优秀科研团队借力，华莹电子沿着产学研相结合的德清模式道路继续前行。

第6篇：光电子产业研究范文

关键词:产业集群;光电子产业;高新技术开发区

一、整合力量，发展具有区域特色的优势产业

（一）整合优势资源。上世纪70年代以来，在东湖地区形成了一批国家级的科研院所和大专院校，其中集中了武汉大学、华中理工大学等多所院校，集聚了56个国家级科研院所。1971年华中理工大学设立了激光教研室，1978年率先设立了激光专业；1985年全国第一个民营激光企业--楚天激光集团诞生；1974年国家组建了武汉邮电科学院，集中力量研发光纤通信，1976年研制出中国的第一根光纤；1988年武汉长飞与荷兰的飞利浦公司合资设立了长飞光纤光缆公司。与此同时，区域内其它多家在光电子方面比较有影响力的单位，如武汉大学、中科院武汉分院、709所、717所等也相继开展了光电子领域的人才培养和科研工作，使武汉东湖成为光电子领域的带头人。这些科研院所的实力为东湖的光电子产业发展集聚了力量，政府从80年代开始就有意向整合光电子产业的优势资源，寻求更高的平台，发展壮大光电子产业制造规模。

（二）政府定位引导。从90年代开始，在建设国家高新开发区的过程中，政府主要转向了以企业为主体，利用高等院校、科研院所的力量，定位于以烽火通信、长飞光纤光缆、武汉电信器件公司等企业为龙头的信息光电子产业。2000年左右，东湖开发区决定在全国率先建立国家光谷，大规模建设国家光电子产业基地。2001年制定了国家光电子产业基地的发展规划，2004年开发区政府邀请了全球最著名的咨询公司麦肯西公司为开发区政府的战略发展做了详细的规划。

（三）拓展资源。在1991年至2000年期间，以武汉电信器件公司为主，开发区内逐步建立形成建立了激光产业群。开发区着手完善融资平台，鼓励和整合了一批企业在国内a股市场上市，形成了在证券市场有名的“光谷“概念。2003年，开发区加强了区域网络的建设，加快了自主的产业创新集群。早在1987年开发区就建立了中国第一家企业创业中心，到目前为止开发区孵化的企业已经有600多家。开发区内，国家级技术创新中心有8家，省级技术创新中心有18家。另外开发区新建了国家光电子实验室，目前已经拥有国家地理地球空间信息实验室、p4实验室和国家植物基因工程中心。所有这些实验装备的提高作为开发区技术的源头，加快促进了区域企业的发展。开发区从早期的以科研院所和大专院校为主的技术集成发展成为通过支持、资助，建立起专门的研发机构，在拥有了较高的技术平台和优势资源的基础上，政府开始引导区域内光电子产业的集群发展。

二、做大光电子优势产业,形成一批上、下游产业共同发展的产业集群

武汉光谷产业群内集中了光电子产业及相关产业的一批中小企业,同类企业相互之间的激励和竞争,加速了新技术的传播和新产品的开发,促进了企业创新机制的形成,形成了采用先进技术和先进工艺来提高产品质量的环境。更为重要的是，产业群内企业在技术上有比其它企业间更广泛和深刻的协作,不仅对技术接收方提高产品质量和产品市场竞争力有益,也为技术供给方产品的下游出路和上游优质原料的供给提供了有力的保证。

武汉光电子产业集群发展的特点是积极参与全球光电子上、下游产业链的分工，不断扩大主导产品的份额。武汉光电子产业很多产品和技术水平已经参与到全球光电子产业的竞争中。例如，烽火科技光通信系统已经和全球基本同步，长飞光纤光缆居全球市场份额的第三位，光电器件也居全球第三位。东湖开发区的光电子产业领域已经掌握了一些世界领先的核心技术，烽火科技集团的3项ip网络技术标准被国际电联批准为国际标准，这是国际电联首次批准的由中国人提出的技术标准。

（一）坚持以技术创新为主，打造光电子产业核心竞争力。

开发区注重依靠自己的一些科研院所和企业进行技术创新，大力扶持光电子产业的发展，1988年华工激光研制出国内首台1万瓦c02激光器，开发区政府牵头，密切大学、科研机构、企业、金融机构和社会中介之间的良性互动。在开发区一共有6000家企业，其中有700家是光电子类企业，每天在这个区域里面诞生约五家新的光电子企业。在光电子领域里实现了销售收入过亿元的有60多家，过10亿元4家，上市公司15家，形成了新兴产业的自动生成机制，集群的产业链不断延伸，形成了后果孵化的四级跳模式。

（二）从政府的途径实现超前的产业配套，做好产业集群发展。

开发区为完善和延伸产业链，策划和实施了一批重点项目。比如促进了烽火科技和nec、阿尔卡特公司合作；重点支持武汉nec移动在手机的领域和光电子领域进行合作；凭借在3g通信和智能手机方面的实力，开发区政府成立了一个手机办公室，专门进行手机产业的策划和协调。此外，开发区还重点推进光存储产业园和可录光盘、闪存卡等重点项目建设。

（三）以创新能力建设为基础，培育核心竞争力，构筑重点产业发展的核心链条。

开发区注重推进企业间形成战略联盟的竞争与合作机制，加强产业和技术联盟建设，促进龙头企业迅速壮大；加快企业孵化的力度，促进中小企业的快速成长，促进不同的企业在区域内发挥自己的比较优势,扬长避短。基于集群化的产业政策要求政府将政策的重心放在促进企业之间、企业与大学、研究机构、社会中介机构间合作之上,并且为这些合作创造良好的环境和必要条件。开发区加强了与产业发展配套的基础设施建设,营造了产业发展和创新的良好环境，并且通过优惠政策引导对产业集群发展有重要影响的公共设施的投资。在加快区域自身产业建设的同时，开发区还加快对重点产业实行战略招商，以自己的产业类型去瞄准在全球光电子领域比较有名的厂商进行招商引资，吸引光电子、光存储、数字家电、通信终端、激光、汽车电子、半导体照明等重点产业的龙头企业入驻。

三、牢牢抓住国家光电子基地的目标，通过品牌壮大产业集群的发展

“中国光谷”品牌是全面反映东湖开发区经济、社会、文化的综合实力的象征。开发区希望通过品牌,带动相关产业的全面发展,从而推动区域经济指标跃上新台阶。光谷在2008年产业总规模达到1000亿元以上，其中光电子超过600亿。下一步，开发区政府将通过两型社会的试点，大力推广光通信产业，大力推动光纤到户项目的实施，支持下一代网络软交换；在移动通信产业，开发区政府重点发展第三代移动通信系统；在光储存方面，开发区将形成100亿左右的产业规模。可以相信，武汉东湖高新技术开发区将在下一轮的竞争中，继续打好武汉“中国光谷”的品牌，全面推进产业集群发展的国际化，实现良性循环发展。

参 考 文 献:

[1]冯文娜， 杨慧馨，政府在产业集群成长运行中的作用研究——基于博弈的分析[j]，山东社会科学，2007（11）

第7篇：光电子产业研究范文

关键词：液晶科学；液晶显示；液晶产业；人才培养

中图分类号：TN391 文献标识码：A

环顾当今社会的普通大众，人手一款液晶屏时髦手机，越来越多的人在用液晶屏笔记本电脑，越来越多的家庭摆着大屏幕液晶电视，看到液晶把世界显示得如此缤纷多彩，从事液晶科学和液晶显示相关工作的人们，真的是不能不感慨啦。

1液晶科学的发展

20多年前，当液晶显示器随着袖珍计算器、电子表等小电器从日本进口走入中国百姓的生活时，有好奇心的中国人就一定会想搞清楚是什么东西在显示，能变黑，又能变灰，既小巧，又省电，真的好神奇。当然在20多年前，了解液晶知识的人很少。现在可大不一样，懂液晶的人多得很，有许多液晶显示方面的读物可看，有上网点击就能找到答案的方便条件。

液晶的历史故事告诉我们，1854年R. C. Virchow发现了某种广义的溶致液晶――髓磷脂，溶致液晶的典型实例是肥皂水，生物膜组织，实例的髓磷脂在今天可以在卵磷脂蛋白和水的溶液中见到。1888年，热致液晶由奥地利植物学家F. Reinitzer在加热苯酸脂晶体时发现，当温度升至145.5℃时晶体融化成为乳白色粘稠的液体，再次继续加热到178.5℃，乳白色粘稠液体变成完全透明的液体，这个乳白相就是现在的热致液晶。同时，Reinitzer在冷却透明液体时，在透明态转变点之下观察到了清晰的紫色、桔红色、绿色，这就是蓝相。同期德国有一位结晶光学创始人，物理学家O. Lehmann，他给自己的显微镜安装了热台，后来又给热台显微镜增加了偏光起偏检偏。Reinitzer把样品送到Lehmann处请他检验，Lehmann确认样品呈现光学各向异性，兼有液体流动性和晶体光学各向异性，命名为液晶。F. Reinitzer和O. Lehmann发现了热致液晶，开创了液晶科学研究的新纪元。1920年代合成出300多种液晶，有人已经指出液晶是棒状分子，一般是几个纳米长，零点几个纳米粗的长棒状。

1930年代，法国人G. Friedel完成了历史上最重要的研究成果之一的液晶分类，即液晶又有近晶相、向列相和胆甾相之分。液晶理论方面，G. W. Oseen和H. Zocher等创立连续体理论，此理论最后在1958年由英国人F. C. Frank完成。Ericksen和Leslie提出液晶动力学和粘滞理论。1930年代重大成果之一是发现磁场（或电场）的作用引起向列相液晶的变形的V. Freedericksz转变；今天广泛使用的摩擦法来制作单畴液晶和研究光学各向异性，早在1917年就由Manguin发明了；液晶的X射线分析和磁各向异性研究是1940年代苏联W. Tsvetkov首创的。最先进行液晶应用研究的据说是J. F. Dreyer所做的光偏振面旋转，但是更具体的研究是1965年J. L. Fergason的胆甾相液晶光选择布拉格反射说明以及对热图测温法的应用。1960年代，1963年Williams发现了第一个液晶电光效应――Williams畴；1968年，美国RCA公司向世界报告：公司的博士研究生G. H. Heilmeir等人提出并发明了液晶显示技术。

液晶把世界显示得缤纷多彩，从事液晶研究的科学家们誉满全球。O. Lehmann因发现液晶而多次获得诺贝尔奖；法国的P. G. de Gennes由于在液晶方面的一系列理论贡献而获得1991年诺贝尔物理学奖；英国的Gray因为在联苯类液晶材料和近晶相液晶合成方面的成就而获得1995年京都奖；美国的Kwolek因发明了液晶高分子超强纤维而获得1996年美国化学工程学会奖；英国的Warner和德国的Finkelmann由于在液晶高分子网络理论和应用方面的成就获得2003年欧洲HP物理奖。在我国，中国物理学会液晶分会主任委员、中科院理论物理所前所长，欧阳钟灿从事液晶物理、生物膜等的研究，1997年当选中科院院士；新任北京大学校长周其凤，曾提出了著名的"甲壳型液晶高分子"概念，1999年当选中科院院士。诚然，当前从事液晶显示技术研究的人远远多于从事液晶科学研究的人，从事液晶科学研究的人远远少于从事其他学科研究的人。因此更说明坚持液晶科学研究的硕果仅存的人和正在投身液晶科学研究的人值得歌颂，选择液晶科学研究方向，其乐无穷，回报丰厚，趣有所值。在我国为液晶科学研究付出过心血的部分前辈物理学家有谢毓章、林磊、赵静安、杨国琛、黄锡珉、欧阳钟灿、王新久、孙政民等；部分前辈化学家有王良御、樊邦棣、闻建勋、李国镇、周恩乐、姚乃燕、周其凤、徐寿颐等。

现在液晶材料的种类越来越多，数量越来越大，到20世纪末已经发现5万多种物质呈液晶相。现在研究液晶的文章也越来越多，液晶已经发展成了一个重要的学科。液晶科学是多学科结合的典范，是物理学家、化学家、生物学家、电子学家、精密机械加工专家的新的用武之地。

2液晶显示技术的发展

现在获得显示上应用的一般是向列相液晶和胆甾相液晶。液晶是一种具有光学各向异性的液体，在两片正交偏光片之间，通过施加电场控制液晶的双折射，旋光性等电光效应，能够达到显示目的。G. H. Heilmeir发现了动态散射对LCD的应用，从此诞生了液晶显示。据说Heilmeir原本想研究使用有机物的光调制元件，结果变成了LCD。1960年代出现的集成电路、透明导电薄膜、纽扣电池等，使得袖珍型电子产品和电子器件有可能装配液晶显示，从而使动态散射液晶显示（DS-LCD）在1970年代迅速得到应用。自1970年以来，美国和日本都已经能制作采用DS模式的液晶显示手表和计算器。1969年发现了胆甾相液晶的相变效应模式，1971年M. F. Schiekel等提出电控双折射（ECB-LCD），重大的发明当数J. L. Fergason、M. Schadt和Helfrich于1972年发明的扭曲向列相液晶显示（TN-LCD）。1974年Heilmeir还发表了宾主效应模式（GH-LCD），1980年出现了铁电液晶显示，1984年T. Scheffer和J. Nehring以及G. Waters等提出了超扭曲向列相液晶显示（STN-LCD），1989年出现了反铁电液晶显示。自1990年以后非晶硅薄膜晶体管液晶显示（TFT-LCD）大量进入使用，从此液晶的发展势头更加迅猛。1996年开始，液晶笔记本电脑高速发展，液晶移动电话迅速普及。2000年开始，液晶显示器全面取代CRT台式计算机监视器。2002年开始，大屏幕彩色液晶电视得到大力发展。另外还有聚合物分散液晶显示器（PDLC），双稳态胆甾相液晶显示器（BCD）。液晶显示正处在迅速发展的时期，有人形容说1970年代诞生的半导体集成电路（IC）产业是近代工业的心脏，那么1990年代正式出现的液晶显示器（LCD）产业就是近代工业的感官外貌。

经过数十年的飞速发展，液晶显示在面积尺寸，分辨率，多路寻址能力，亮度，对比度，响应时间，视角，彩色坐标，色度，灰度重复性等方面都有极大提高。也就是在1980年代末1990年代初，日本掌握了STN-LCD及TFT-LCD生产技术，LCD工业开始高速发展，中国大陆出现多家TN-LCD显示器厂。1990年代后期LCD技术开始走上成熟发展之路，一些液晶显示模式被淘汰，CSTN-LCD（彩色超扭曲向列相液晶显示器），TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）占有越来越多市场份额。从2004年开始，LCD已经慢慢取代CRT显示器成为显示器件的主流产品。

液晶最早研究起源于欧洲，大量的液晶材料发现于欧洲。液晶显示诞生于美国，薄膜晶体管液晶显示也是在美国首先出现的，然而美国没有很好地保持这个势头，逐渐落后于日韩等国。美国许多公司正另辟蹊径，致力于研究新型显示器件，包括新型液晶显示，最成功的是TI公司的数控微镜显示（又称DLP技术），正在大屏幕投影电视领域与液晶显示一争高低。其他一些显示模式原创工作很多也是诞生在美国，如电泳电子墨水显示、有机发光二极管显示等。日本在液晶显示方面一直在世界占有绝对领先优势。韩国奋起直追，产量和产值都跻身世界首位。中国台湾在高档液晶显示方面大力投资，产品开始占有世界市场上相当的份额。

液晶显示在1990年代以前还不是一个重要的工业领域。然而现在，日本、韩国、中国已成为液晶显示器件生产大国，每年全球液晶显示的产值都有几百亿美元。液晶显示的高端产品是TFT-LCD，小到手机、数码照相机、摄影录相机，大到笔记本电脑、电脑显示器、各种尺寸屏幕彩色电视机，是20世纪人类的杰出成果之一。液晶显示中档产品，彩色STN-LCD，反射式双稳态胆甾相液晶显示器，用于广告牌，标价牌。液晶显示低档产品，TN-LCD，应用于计算器、手表、仪表、游戏机、复读机。STN-LCD，用在模块用屏、固定电话、传真机、电子词典、车载仪表等。

我国的液晶显示工业在1970年代末开始建立，主要集中在南方，1990年代，我国开始了超扭曲液晶显示器生产，从而提高了我国液晶显示器的生产水平。最近几年，我国在TFT-LCD生产能力全面迅速发展，我国有了京东方、上广电、龙腾光电等多家大尺寸TFT-LCD生产线，产品应用在电脑监视器、笔记本电脑液晶屏，已经摆脱亏损开始赢利。我国还有上海天马、汕尾信利、南京新华日、吉林北方彩晶数码电子、深圳莱宝等多家中小尺寸TFT-LCD生产线，产品应用在手机、电子像册、数码照相机、数码摄相机等。我国还有深圳天马、汕尾信利、汕头超声、无锡夏普、深圳比亚迪、深圳瑞福达等10多家彩色STN-LCD生产线，产品应用在手机，游戏机等。我国还有深圳天马、河北冀雅、汕头超声、深圳新辉开、东莞新林、东莞富相、肇庆显邦、江门亿都、河源精电、深圳捷腾、上海海晶等，100多条TN-LCD、STN-LCD生产线，大量生产着低端产品。现在中国平板显示产业正在全球显示器产业中扮演重要角色，中国是下一代液晶显示器的生产大国。

随着液晶显示器的发展，相关上游产业包括液晶材料、透明导电玻璃、彩色滤光膜、偏光片、背光源、衬垫粉、导电粉等都得到迅速发展；下游产业包括各种模块，各种终端电子产品也都得到迅速发展。液晶显示技术脱颖而出独领，源于它具有明显的优点：（1）使用特性好：低压应用，低驱动电压，平板化，又轻薄，低功耗，产品还有规格型号、尺寸系列化，品种多样，使用方便灵活、维修、更新、升级容易，使用寿命长等许多特点；显示方式有直视型、投影型、透视式、也有反射式；（2）环保特性好：无辐射、无闪烁，对使用者的健康无损害；（3）适用范围宽，从-20℃到+50℃的温度范围内都可以正常使用，既可作为移动终端显示、台式终端显示，又可以作大屏幕投影电视，是性能优良的全尺寸视频显示终端；（4）制造技术的自动化程度高，大规模工业化生产特性好；（5）TFT-LCD易于集成化和更新换代，是大规模半导体集成电路技术和光源技术的完美结合，继续发展潜力很大。

3液晶非显示器件的发展

其实不止是液晶把世界显示得缤纷多彩，各种液晶显示器花样翻新，而且液晶材料本身也是缤纷多彩的。从事液晶研究人都可能看到过各种液晶织构在偏光显微镜下缤纷绚丽、多姿多彩、美轮美奂的图样。向列相液晶有条纹织构，近晶相液晶有扇状织构、镶嵌织构、盘状液晶有树叶织构。胆甾相液晶平面态格朗让织构，焦锥态有指纹织构，还有很多像古砖城墙，像荷花叶、芭蕉叶，像麦浪，还有小球织构、蓝相织构等。那些美妙图案如果给时装设计师看到，应该会印染出绝伦花样，设计出绝世奇装，裁剪出绝美霓裳。

液晶不仅是在平板显示器上获得应用而大出风头，在其他许多非显示领域也正得到越来越多的研究应用，大放异彩。胆甾相液晶螺距随压力变化有压光效应，随温度变化有热色效应，液晶热图术。在恒定温度下胆甾相液晶对于不同的压力显示不同的颜色，因此能够被用作压力传感器，同样胆甾相液晶暴露在某些蒸汽中会引起螺距的改变，因此导致它们所反射光的颜色的相应变化，这样的器件能用作传感器去探测低浓度的这些蒸汽。超声波打在液晶薄膜上会使它的温度稍稍上升，液晶超声波传感器能用来探测这些波的存在。

液晶器件做光阀在许多方面得到应用，如液晶电焊面罩、液晶光学快门、液晶光开关等。液晶器件做光学元件，如液晶光栅、液晶滤光片、液晶光学光圈、液晶调光器、液晶透镜、液晶光束偏转器。人们在研究液晶自适应光学系统，激光扩束波前畸变液晶校正器、司机用液晶防眩光眼镜、聚合物分散液晶调光玻璃。液晶器件和光纤器件结合，人们在研究液晶光纤传感器、液晶电场传感器、液晶加速度传感器、液晶流速传感器、液晶电压传感器、液晶光存储器、液晶手性光纤。另外人们也在研究液晶太阳能电池，液晶高分子高弹体、应用在汽车轮胎和防弹背心上的聚合物液晶高强度材料。

热致液晶的液晶相是由温度变化引起的，只在一定温度范围内存在，一般只有单一组分。而溶致液晶则由化合物和溶剂组成，液晶相是由浓度变化引起的，其中由水和表面活性剂组成的溶致液晶是较常见的一类。油和水是不能混合的，当一个分子由两部分组成，其一部分自身可与水混合，称为亲水基团；而另一部分则不可以与水混合，而可以与油混合，称为疏水基团，或称亲油基团时，称为两亲分子。两亲化合物也被称为表面活性剂，两亲物质油水混合物形成溶致液晶。Lehmann在定义了液晶这个名词之后，一直致力于对各种液晶的研究。1895年，他发现表面活性剂油酸铵的水溶液也能形成液晶。从此这类液晶引起了人们的关注，后来在人工合成的许多表面活性剂的溶液中都观察到了液晶相的存在。

1960年代，由于热致液晶在电子学领域应用的迅速发展，在一定程度上也促进了对表面活性剂液晶的开发与研究。其中在生物化学和仿生学上的应用是推动表面活性剂液晶研究发展的重要因素。从1960年代开始，人们就已制得比较简单的类脂液晶，得到了有关其结构和性质的许多新认识，并被成功地用作研究生物膜的模型体系。1970年代，生物学家已比较深入地认识了液晶在生物器官和组织中存在的广泛性及液晶聚集状态与生物组织功能的关系。而近年来，生物学家们则主要致力于生物能量的获得形式、光信号响应以及物质代谢等方面的研究。液晶对生物学领域具有重要意义，了解液晶结构对于人们认识生物膜，认识细胞中微丝、微管的功能都有帮助。

目前表面活性剂液晶已广泛地应用于食品、化妆品、三次采油、液晶功能膜、液晶态剂等与人民生活息息相关的各领域。现在人们研究的新的热点主要集中在新型表面活性剂液晶的开发与研究、生物矿化、纳米材料等的制备方面。溶致液晶系统也有一些重要的医药用途，加少量的两亲物质到血流中，使药物更有可溶性，能够传送到要起作用的身体部位。有些药物用两亲化合物把它们密封起来，使它们在消化道内受到保护，却可在血流中溶解把药物释放出来。

4液晶相关各行业的发展

液晶把世界显示得缤纷多彩，中国的液晶产业和液晶相关行业都得到迅猛发展，变化巨大。十年前中国的液晶行业，只有几十条生产线，几千从业者。现在，已有近二百条线，几十万从业人员。十年前中国液晶行业协会会员单位几十家，现在会员单位近二百家。十年前中国液晶行业会议是理事长做报告、美日供应商推介设备产品的会议，开座谈会，会后几十个与会代表还能合影留念。现在是液晶行业年会期间大搞平板显示学术报告会，新技术新产品博览会，有国际著名的专家做学术报告，场面大，到会者众多，还召开高层论坛等。

十年前，液晶显示书籍，仅有[日]立花太郎著、谈漫琪等译《液晶知识》（1984年），[日]佐佐木昭夫著、赵静安等译《液晶电子学基础和应用》（1985年），王良御等著《液晶化学》（1988年），[法]P. G. de Gennes著、孙政民等译《液晶物理学》（1990年），[日]松本正一等著、王殿福等译《液晶的最新技术》（1991年），[日]金子英二著、王新久等译《液晶电视――液晶显示的原理和应用》（1991年），[日]内田龙男等主编、黄锡珉等译《液晶器件手册》（1992年），李维等著《液晶显示器件应用技术》（1992年），深圳天马编《液晶显示器制造工艺》（1993年），周其凤等著《液晶高分子》（1994年），谢毓章著《液晶物理学》（1998年）这十几本书。

现在这十年来，人们又可以看到有更多液晶方面新的书籍，刘永智等编《液晶显示技术》（2000年），范志新编《液晶器件工艺基础》（2000年），应根裕等编《平板显示技术》（2002年），[日]小林骏介等编《前沿显示技术丛书》（2004年），柯林斯著、阮丽真译《液晶――自然界中的奇妙物相》（2003年），黄子强编写的《液晶显示原理》（2005年），李维等编《液晶显示应用丛书》（2006年），王新久编著《液晶光学和液晶器件》（2006年），高鸿锦等编《液晶与平板显示技术》（2007年），王大巍等编《薄膜晶体管液晶显示器件的制造测试与技术发展》（2007年），谷至华编《薄膜晶体管（TFT）阵列制造技术》（2007年）， [美]Cherie R. Kagan等编、廖燕平等译《薄膜晶体管（TFT）及其在平板显示中的应用》（2008年）等。

十年前参与液晶行业活动的媒体主要有《液晶与显示》、《现代显示》和《光电子技术》。《液晶与显示》前身是1993年长春物理所黄锡珉主办的《液晶通讯》，1995年正式发行定名为《液晶与显示》。《现代显示》是1994年由吴葆刚创办的，由温景梧主编。《光电子技术》则是由南京55所主办的。现在人们可以看到有更多的媒体活跃在显示领域，如《国际光电与显示》、《平显时代》、《平板显示文摘》、《中华液晶资讯网》等。

《现代显示》杂志创刊，倾注了吴葆刚老师科技报国的心血。吴老师洞察国际显示科技动向，致力于把先进的现代显示技术介绍给国内科技工作者，资助创办《现代显示》杂志，自己带头撰写文章，联络召集留学海外的显示领域专家为杂志写专题论文。《现代显示》杂志创刊，凝聚着温景梧老师的辛勤汗水，跑机关办手续，约稿审稿，跑印刷厂，跑邮局，参加行业会议亲力亲为推广杂志，创业难，温老师以一己之力，撑起《现代显示》杂志一面旗帜。《现代显示》杂志创刊，把液晶显示、等离子显示、有机发光显示、各种现代显示技术，介绍给了国内读者。《现代显示》杂志创刊，吴诗聪、杨登科、郭海成、薛九枝、杨界雄、连水池、赵静安、王新久、李维等，太多的华人显示界专家，怀着同样的热情，把他们掌握的先进显示知识介绍给国内显示界新人。《现代显示》杂志创刊，得到了显示行业的支持，季国平、高鸿锦、刘培正、万博泉、孙政民、董友梅等中国光协液晶分会的负责人都在杂志上发表了产业动态的文章。《现代显示》杂志还与国际信息显示协会SID杂志合作，载译信息显示文章。《现代显示》杂志创刊，为显示行业企业与学术界创造交流媒体，集商情，产业论坛，专家思考，技术前沿，应用研究，工艺交流等栏目为特色，为我国液晶显示事业发展传播资讯，竭力煽情，加油做劲。

近年来，液晶产业在中国发展迅速，液晶产业已被各地政府作为拉动GDP增长的"动力机车"。但是，液晶产业最关键的一环――人才培养，却成为企业最棘手的难题。有企业高管呼吁希望在具备基础的重点大学设立平板显示专业和重点实验室，每年为国家平板显示产业输送3，000名以上的本科毕业生、500名以上的研究生。希望加强液晶基础理论研究，产出一批基础和前瞻性成果，并在高校、研究所和企业之间探索人才培养和科研项目合作投资，帮助企业培养人才、解决专门的技术需求。总之液晶显示人才培养问题倍受关注。

十多年前，笔者写出河北工业大学应用物理系的系歌，歌词是这样：

交流时空，胆甾精灵纷纷旋起来。数字，向列魔棒频频转起来。神屏片片，信息无限，让所有的目光都看过来。哇，液晶把世界显示得缤纷多彩。

燕赵大地，优秀青年汇聚这里来。液晶领域，明日之星从此升起来。掌握物理，面向实践，去开创显示界未来。哇，这里是培养液晶行业人才摇篮。

第一段歌词，说来自鸣得意，如今液晶显示技术强势发展，市场火爆，可以说是家喻户晓，无所不在，这段歌词还正有生命力，正是现在液晶显示辉煌时代的真实写照。第二段歌词，说来汗颜惭愧，十多年里，仅为液晶行业输送了十几个研究生，一百多个本科生，而相比于整个行业需求，只占年需求的千分之几。在液晶行业大步向前发展的时候，液晶行业人才紧缺，作为这个小系主任，笔者自责没有把这个专业做大做强，这里没有培养出更多的液晶行业合格人才着实令人遗憾不已。

1980年代清华、北大纷纷撤销了液晶专业后，国内只有天津的河北工业大学设有液晶物理专业。在杨国琛教授的主导下，1984年开始招收液晶物理方向研究生，1994年成立应用物理系，专业方向液晶物理，培养有系统液晶物理知识并受过工程技术训练的新型液晶物理和液晶显示行业人才。液晶物理专业属于应用物理学科，主要专业特色课程：液晶物理学、液晶物理实验、液晶器件工艺、液晶工艺实验、液晶驱动技术等。本专业出版有笔者所编教材《液晶器件工艺基础》，自编讲义有《液晶光学》、《液晶显示模式》、《液晶物理》、《TFT-LCD工艺》等。本专业有液晶物理实验室和拓普微液晶显示驱动技术实验室，开设专业实验液晶物理实验10个，液晶工艺实验10个，液晶驱动实验5个。本专业在国内多家液晶显示器公司建立了校外毕业实习基地，现在每年都有几家公司到本系举办人才招聘会，每年都有部分学生到一些公司作毕业实习并就业。本专业培养的部分研究生毕业后受到公司青睐而得到重用，为本专业争光扬名。

现在液晶显示人才培养状况已经发生变化，国内很多学校开始在办液晶显示相关专业，一些学校到本专业取经交流过。除河北工业大学之外，陕西科技大学陕西科技大学电气与电子工程学院十年来为液晶行业输送了大量本科生。西安交通大学、西安电子科技大学、北京理工大学、北京交通大学、成都中国电子科技大学等学校都是液晶显示器公司愿意前往做校园招聘的地方。北京交通大学和东南大学都早有显示技术中心，上海复旦大学和上海大学也都新建立了平板显示中心，成都中国电子科技大学光电信息学院黄子强团队，四川大学高分子科学与工程学院汪映寒团队，北京科技大学材料学院杨槐团队，华东理工大学理学院物理系沈冬团队，都在培养液晶科学方向研究生和本科生。总之液晶显示人才培养状况已经有所改善。

5展 望

今天人们生活在信息化时代，需要显示多样和大量的信息。人们对显示元件的要求是易看、易操作、动态静态都能显示、节能、环保、廉价等。我们周围的钟表、计算器、手机、数码照相机、笔记本电脑、电视等都已经广泛使用液晶显示元件。但是液晶显示仍然有需要改进的地方，虽然液晶显示淘汰了一些如CRT显示，可是如今其他各类显示技术也在向液晶显示技术发起挑战。众所周知，超大屏幕显示，LED（发光二极管）普遍用在机场、车站、广场、商场，显示效果耀眼夺目，无比震撼，令液晶显示望尘莫及。大屏幕显示，PDP（等离子显示）在一些性能上优于LCD，竞争远没有结束，液晶显示在背光源上做文章，TFT-LCD采用LED背光源达到节能降耗目的是摆在研究者面前的重要课题。中小尺寸显示，OLED（有机发光二极管显示）以其优良显示特点向需要背光源的LCD发起强势冲击，在柔性显示、手机、数码照相机等领域，OLED和LCD将有一段此消彼长的竞争时期。不过，真正在功耗上可以向液晶显示挑战的是那类电场效应型、有存储记忆功能、反射式的电泳电子墨水之类的电子纸显示器。

电子纸是未来一代具有低能耗、高反射、宽视角的薄层柔性便携显示器件，代表性技术方案是基于电泳技术的电子墨水（E-Ink）等。液晶显示是一个具有竞争性的方案，像纸一样的液晶显示目前主要是在电子书和电子标签一类显示应用方面。由于显示器要像纸一样地柔韧，所以柔性显示主要是高分子塑料显示。它只消耗非常少的能源，所以它必须是双稳态显示器。可以实现像纸一样显示器的液晶显示方案也比较多，如表面致稳的胆甾相液晶显示（SSCT），双稳态扭曲向列相显示（BTN，BiNem，ZBD），聚合物致稳的胆甾相液晶显示（PDCLC），聚合物增强的负性胆甾相液晶显示（PENCLC）等。电子纸技术现在是电泳电子墨水一枝独秀，乐金飞利浦正在开拓和占领市场。而聚合物分散胆甾相液晶双稳显示对比度和亮度、驱动电压、成本等问题，不能与之竞争。其他双稳态扭曲向列相显示需要用偏光片，不能达到白纸效果。电泳电子墨水也存在还不很白，成本高等问题。聚合物分散向列相液晶可能有双稳模式，有待液晶科学工作者研究开发。一旦PDLC实现双稳，则优势会有，可以很白，电压很低，工艺简单，可以很便宜，可以在廉价低档电子纸显示中占有一席之地。

在我们分享着液晶显示带给人们无限的信息和愉悦的视觉的同时，回顾液晶科学和液晶显示技术的发展历程，盘点液晶科学和液晶显示产业的辉煌成就，也需要让液晶界新人记得为液晶科学和液晶显示产业做出贡献的中外液晶领域前辈科学家。今年是《现代显示》杂志创刊15周年，同时也是河北工业大学应用物理系液晶器件物理本科专业成立15周年，本文介绍一下《现代显示》杂志和河北工业大学应用物理系为中国液晶显示事业所尽绵薄微力，以示纪念。

参考文献

[1] 王勃华.中国FPD产业现状与发展趋势[M].中国光协液晶分会年鉴，2007，7-15.

[2] 中国光协液晶分会，2005年中国液晶行业发展现状，中国光协液晶分会年鉴，2006，13-21.

[3] 邵喜斌.液晶显示产业发展趋势与技术进展[R].2008中国平板显示学术会议演讲稿集，195-210.

第8篇：光电子产业研究范文

关键词：光信息科学与技术；产业人才培养；地方高校

作者简介：刘雁（1975-），男，湖南邵阳人，三峡大学理学院，副教授；蓝岚翎（1982-），女，福建漳州人，三峡大学文学与传媒学院，实验师。（湖北　宜昌　443002）

基金项目：本文系三峡大学教研重点项目（项目编号：J2010014）的研究成果。

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0021-02

我国的光信息科学与技术专业本科教育在过去的10年中经历了从少到多的快速发展阶段，为我国的光信息产业的发展提供了大量的人才保障。[1]

光信息科学与技术专业学生的就业一直是一个值得探讨的领域，不仅仅对重点高校，对地方院校都一直是一个不可回避的问题。[2]

总的来说，希望光信息科学与技术专业的学生能熟悉光学、电子学技术和计算机技术，具有本学科及跨学科的科学研究与技术开发的基本能力。在实际的操作过程中，不同的学校有自己不同的思考，或者说是培养特色。[3，4]

三峡大学光信息科学与技术专业从2004年创建以来，对本专业产业人才的培养一直进行着摸索，希望结合地方经济走出一条有自己特色的产业人才培养路子。争取在未来5年左右的时间，把本校光信息科学与技术专业的学生培养成让企业认可、有一定特点的受社会欢迎的学生。

一、光信息产业现状分析

“光谷”最早是由美国人在1998年提出来的，在亚利桑那大学附近的吐桑，美国人最先提出了“光谷”的概念。“光谷”出现后，各国纷纷响应，包括法国、英国、意大利、中国都有响应。2001年7月，在武汉东湖国家高新区建立国家光电子产业基地，也就是“中国光谷”。2010年，武汉光谷的光电子信息产业总收入突破千亿元。在产品产业化方面，光纤光缆的生产规模居全球第一，光纤光缆国内市场占有率超过55%，国际市场占有率达到15%；光电器件国内市场占有率达到60%，国际市场占有率达到12%；激光产品的国内市场占有率一直保持在50%左右，在全球产业分工中占有一席之地。[5]伴随着武汉光谷的建立，我国相继出现深圳光谷、上海光谷、长春光谷、广州光谷等光电产业基地。

全世界光电子技术产业的市场规模己达1万亿美元。国外光电子产业主要集中在美国、西欧和日本等国家和地区。近十年来，中国光电子技术产品市场的年增长率始终保持两位数的高速增长。随着信息光电子技术、激光加工、激光医疗、显示、照明等光电技术的快速发展，我国已经形成市场可观、发展潜力巨大的光电子产业。

2006年，《国家信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》明确提出，未来5～15年15个领域发展的重点技术中就包括了光电子技术，声明要重点发展激光器、光电探测器、光传输和光传感设备、微光机电系统、半导体照明等产品。[6]2010年10月，国务院正式《国务院关于加快培育发展战略性新兴产业的决定》，进一步明确了光电产业是战略性新兴产业的重要组成部分，包括新型显示器件、LED等在内的细分产业都在国家战略性新兴产业规划中明确提到。[7]

可见，在光电产业相关技术和生产能力快速提高的情况下，对光信息科学与技术专业人才的需求量也将逐年增大。

二、产业人才培养方案

光信息科学与技术具有旺盛的生命力，处于高速发展时期。目前，在光通信、光电检测、光电照明、光学元件与系统、光伏产业、激光技术、光学设计、光学材料等方面都有广阔的应用前景，对社会的发展和贡献不可估量。

作为高校，除了科研、教学，还要服务于社会，服务地方经济发展，这些不仅体现在科学研究和教师兼职方面，也体现在人才培养目标和方案上。光信息科学与技术同光学、机械、电子、材料、计算机、自动控制等多学科的知识息息相关，但也不能面面俱到，所以十分有必要结合当地企业的发展，调整学科的发展、人才培养计划，为地方经济服务，加强科学研究，引领社会的发展。

三峡大学地处湖北省域副中心城市的宜昌，经济活跃，交通方便。现在高铁开通后，宜昌到武汉的时间已经减少到2小时左右。随着国内光电照明、太阳能、光电显示产业如火如荼地发展。宜昌太阳能、光电照明等光电企业也有较大的发展，如中国南玻集团宜昌南玻硅材料有限公司（一期项目已累计投资20多亿元，专门从事高纯多晶硅材料、太阳能硅片及电池片生产的大型制造企业）等等一大批光电企业。这些企业主要集中在光伏产业、节能照明、LED、光学冷加工等方面。这些光电企业有着旺盛的人员需求，对本专业产业人才的培养具有十分重要的意义。

2011年出台的《宜昌市科技发展“十二五”规划（2011至2015年）》明确提出，在节能环保领域的发展方向要围绕光电子产业核心技术开发，抢占背景光源行业技术创新制高点，加快液晶照明灯、LED背光源及照明产业化。围绕太阳能技术开发，加快太阳能热水系统产品系列开发及产业化。[8]由此可见，在地方政府的扶持下光电子相关产业会得到快速发展，这些都为光信息科学与技术专业结合本地进行产业人才培养提供了难得的机遇。

根据三峡大学理学院发展的需要，结合产业的蓬勃发展，产业人才培养措施如下：

第9篇：光电子产业研究范文

关键词:有机电致发光;柔性显示;透明显示;有机;发光材料

中图分类号:TN911.73文献标识码:A

The Developments and Challenges in OLED, Flexible and See-through Display Technologies, and Organic Luminescent Materials

XU Zheng 1, SONG Dan-dan 1, ZHAO Su-ling 1, ZHANG Fu-jun 1,

ZHAN Hong-ming 1,2, YUAN Guang-cai 1,2

(1. Key Laboratory of Luminescence and Optical Information (Beijing Jiaotong University), Ministry of Education,Beijing 100044,China; Institute of Optoelectronics Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044,China ; 2. BOE Technology Group Co., Ltd, Beijing 100016, China)

Abstract: OLED has attracting increasing attentions and regards for its potential advantages in future display. Future displays are supposed to be flexible and see-through. In this paper, developments in above-mentioned display technologies were briefly summarized. Also, the current level and challenges were analyzed. Organic luminescent materials play fundamental role in the developments of these technologies. Organic luminescent materials still suffer from low carrier mobility and low operational stability, which hamper their application in display technology.

Keywords: OLED; flexible display; see-through display; organic; luminescent material

引 言

"凯文正夹着一卷4ft(约1.2m)长像纸一样薄且微微闪光的物品大步往家走,当他走进家门时,传感器探测到了他的出现,墙面开始微微发光并渐渐照亮整个房间｡他取出臂下的物品,将它展开在墙壁上,对家人喊到:'这就是我们新的8ft(约2.4m)的电视'｡能发光的墙壁?能卷折的电视?不,当然不是发生在今天,所有这些都将发生在2007年｡"这段描述摘自《PhotonicsSpeetra》上刊登的题为"有机电致发光(OLED)的黄金时代"一文｡

在科技飞速发展的今天,显示技术也在发生着日新月异的变化,旧的技术在不断被改进,新的技术被提出和实现｡虽然OLED面板几毫米的厚度已让其他平板显示技术难以匹敌,但是OLED的发展不会停滞,技术的发展总会向着人类友好的方向发展｡伴随着柔性及透明显示技术的发展,可以想象,不久的将来,我们可以在旅途中欣赏自己携带的电视播放的节目,也可以在车窗上随意更换自己喜欢的画面和颜色,当然也许我们可以将电视贴在车窗上｡虽然时至今日这些仍只是美丽的设想,但很多开拓性的研究工作为这个设想的实现奠定了理论与实验基础｡

显示技术的发展与发光材料的发展是分不开的,有机发光材料的发展为多彩､柔性及透明显示提供了途径｡另一方面,显示技术的发展方向与趋势也对发光材料的寿命､效率等性能提出了更高的要求｡

1 OLED显示技术

1.1 OLED研究进展

OLED具有以下几个特点:主动发光,不需要背光源,可以做得像纸张一样薄;低功耗;无视角问题;所使用的有机发光材料发光光谱较窄,发光的颜色能做到色饱和度纯正,实现真彩色;响应速度很快,它可以做到毫秒级甚至是微秒级;高对比度,目前可以达到1,000,000∶1｡另外,它在-45℃到+80℃的状态下都可以工作,不像液晶,随着温度的变化,色彩会发生变化｡OLED的这些特点符合未来发展的要求,而被认为是未来显示器的主流｡

第一个OLED于1987年问世,它采用类似三明治结构,发光层为小分子材料Alq3,外量子效率只有约1% [1]｡

1990年,Friend及其合作者[2]发现了聚合物的电致发光,聚合物材料可采用旋涂法制备,这一发现为喷墨打印的OLED制备提供了条件｡

1998年Thompson等[3]在Nature上发表文章,报道了磷光电致发光的研究结果,将OLED内量子效率及外量子效率分别提高到23%和4%｡

在这些开创性研究的基础上,小分子及聚合物OLED的研究目前已取得了重大进展,红光和绿光的寿命从最初的少于1min发展到现在200,000hr及100,000hr(亮度为150nit情况下),亮度可以达到107 cd/m2以上[4~8]｡在效率方面,据最新报道,2009年3月来自日本的研究小组采用高折射率的玻璃基板,将磷光绿光OLED的效率从94.3lm/W提高到210lm/W,提高了一倍多 [9]｡

1. 2 OLED产业化进程

1997年日本先锋了采用分辨率为256x64的单色PM-OLED面板的车用音响;

2001年三星推出应用全彩PM-OLED面板的手机;

2002年富士通手机F505i副屏采用 TohokuPioneer生产的1.0in全彩PM-OLED面板,自此PM-OLED在手机副屏的应用随之大量兴起｡

根据权威调查机构Displaysearch的报告,AMOLED的收益在2008年增长了110%｡未来OLED出货量会从 2008年的7,600万片增长到 2015年的3.3亿片,年复合增长率可以达到23%｡从长远来看手机应用的出货量是逐年增长的,到2015年有1.4亿片出货量的预测｡从金额来看,2008年OLED总产值不到6亿美元,而到2015年将达到64亿美元,2008年OLED产值占整个平板显示产业产值的不足1%,而到2015年将增加至5%｡因此OLED市场有着很大的发展空间和很好的前景｡

OLED在小尺寸显示如手机副屏､车载显示､电子产品的小屏幕显示等已经占据了很大的市场份额,但在大尺寸显示如电视､电脑显示器方面,目前仅有三星和索尼推出了尺寸在30in以上的OLED电视,仍处于起步阶段｡

2007年索尼了第一款OLED电视XEL-1,1,000,000∶1的对比度及3mm的厚度令人惊叹,它的出现刺激了OLED产业｡之后索尼公司又在2009年推出21inOLED电视,分辨率为1,366x768,对比度为1,000,000∶1,厚度仅为1.4 mm｡三星SDI也于2009年展示了其40in的OLED电视,LG､柯达等也先后展示了其OLED产品｡

1.3 OLED显示面临的主要问题

1.3.1 OLED的优势逐渐被削弱

厚度上,OLED与液晶的差距越来越小:OLED显示设备相对于液晶的一大特点是超薄,如XEL-01 OLED电视的厚度仅为3mm,而普通液晶显示器厚度为几个厘米｡不过从2007年开始,如三星SDI､友达光电､奇美等各大液晶面板厂商都推出了超薄液晶面板,而采用这些超薄面板的液晶电视自然也拥有非常薄的机身｡在2009年举行的CES 2009展会上,三星等厂商都展示了最新的超薄液晶电视,厚度都能控制在1cm之内｡OLED电视虽然比这些液晶电视依然要薄一些,但对于电视这种非便携式产品而言,这么小的厚度差距不会给OLED电视在市场竞争中带来多大的优势｡

对比度优势也逐渐不明显:OLED 电视的对比度自出现就能够轻易的达到1,000,000∶1,这也是OLED电视的一大卖点｡相比之下,两年前液晶电视的动态对比度比值普遍只有10,000∶1或20,000∶1｡不过经过两年的发展,液晶电视的对比度比值同样能够达到1,000,000∶1, 而OLED电视的对比度比值仍然1,000,000∶1[11]｡如果没有进一步提高,OLED电视在对比度方面的优势基本消失｡

1.3.2 OLED还存在很多问题需要解决

目前基于OLED的研究和技术已日趋完善和成熟,但是相比其他显示技术来说,OLED的基础研究还需要提高:

(1) OLED中很多决定器件性能的基本物理问题还不清楚｡OLED采用有机材料,而现有有机材料的相关理论和知识基本都是移植自无机材料,因而不能可靠地解决OLED中涉及的问题｡

(2) 在效率方面仍面临着巨大的挑战｡目前制约OLED效率的主要因素包括电子空穴比例不平衡､跃迁选择定则的存在､ITO玻璃的光损耗等,发展高迁移率的电子传输材料提高电子的比例,提高输出耦合效率是提高OLED效率的关键｡同时,短激子寿命､高效磷光材料的合成､打破跃迁禁阻也是提高OLED效率的重要途径｡

(3) OLED的稳定性仍需进一步提高｡OLED稳定性主要由内在老化机制决定,这些老化机制由有机和电极材料､器件结构及驱动方式决定｡有机材料的不稳定性､化学反应､载流子不平衡分布等都是引起OLED老化的原因｡

在产业化过程中,OLED也存在很多问题:首先,OLED背板的良品率太低,这是OLED生产面临的最大问题,希望能提高到80%以上;其次,目前OLED产品价格非常高,如索尼多款OLED电视售价均在2,000美元及以上｡如果把价格降到合理的区间里,市场的空间是很大的｡再次,提高OLED产品的寿命,达到LCD的水平之上｡根据Displaysearch检测报告,XEL-1电视经过17,000hr后亮度就下降到原来的一半,而目前液晶显示器普遍的寿命可以达到50,000hr左右｡

除了要解决这些问题,在市场方面,OLED如果能开辟一个LCD无法进入的市场,如柔性显示､透明显示方面等等,而且在技术上比较成熟的话,OLED的市场前景将非常广阔｡

2 柔性显示技术

2.1 柔性显示发展历程

随着社会的发展,柔性显示技术的优势日益突出,由于其轻薄､可弯曲､便于携带的优点在手机､笔记本电脑､电子书等显示方面的应用研究也越来越多｡目前,主要有LCD､OLED､EPD三种技术可以用于柔性显示｡

针对OLED比较薄,能够在柔性基板上制造这一特点,自OLED出现以来,就被认为在可弯曲､柔性显示方面具有潜在优势｡1992年,美国加州大学Heeger研究小组,在Nature上首次报道了柔性OLED,他们采用聚苯胺(PANI)或聚苯胺混合物,利用旋涂法在柔性透明衬底材料PET上制成导电膜,作为OLED发光器件的透明阳极 [10]｡这一研究成果拉开了OLED柔性显示的序幕｡

2003年日本先锋推出了15in像素为160×120全彩PM-OLED柔性显示器,其重量仅有3g,亮度为70cd/m2,驱动电压为9V｡

2005年Plastic Logic公司在第12届国际显示器产品展上展示了其开发的柔性OLED (FOLED)显示屏, 这款10in的SVGA(600x800)有源矩阵性(AM)显示屏支持100ppi分辨率,四级灰度,厚度不超过0.4mm｡基板采用了DuPont Teijin Films提供的低温PET,前板为美国E-Ink电子纸前板｡这款产品的柔韧性能非常出色,可在显示器下面安放一个压力传感器实现触摸屏的功能而毫不影响其光学性能[11]｡

2008年,三星公司推出了其4in的柔性OLED显示屏,对比度可达1,000,000:1,亮度为200cd/m2,而它的厚度非常之薄――仅有0.05 mm｡

目前许多厂商都推出了可折叠或可弯曲的OLED屏幕,如在今年举行的CES 2009展会上,三星和索尼分别推出了可折叠OLED显示屏,索尼还宣布可能将这项技术使用在以后推出的音乐播放器上｡但就目前产业发展来说,柔性OLED还只是处于样机阶段,距离产业化的完全可卷曲的尤其是大尺寸柔性OLED显示还有一段距离｡

2.2 柔性衬底

柔性显示中柔性衬底的选择至关重要｡柔性衬底包括聚合物柔性衬底､金属箔片､超薄玻璃､石墨烯等｡目前产业中通常所采用聚合物及金属箔片衬底｡

柔性聚合物衬底材料主要有PET､PEN等｡柔性衬底具有易于制备､质量轻､柔韧性更好等优点,但是这些材料对氧及水的阻挡作用很弱,不足以达到显示设备的要求｡在实际应用中,还需要采取其他措施以提高阻隔效果｡如采用聚合物与无机材料交替堆叠的办法,可以将阻隔效果提高几十倍 [12]｡另一方面,聚合物衬底不能承受高温,这对在其上制作TFT及OLED造成了很多不便｡这些问题极大地限制了聚合物柔性衬底的商业化进程｡

相比聚合物衬底,金属箔片(厚度约为几十微米)在高温工艺下的稳定性更好,材料获取也比较容易,因而是目前柔性显示中应用较多的衬底材料｡如LG4-in的AMOLED采用了不锈钢衬底材料作为柔性衬底｡2008年UDC也了一款柔性OLED,厚度不足50μm,采用25μm的金属箔片作为衬底｡但是金属箔片同时也存在一些问题,包括表面粗糙度太大,需要进行平坦化处理;金属的不透明性,需要采用顶发射结构,而研究比较成熟的OLED为底发射结构,这就对OLED的制备提出了更多要求｡

石墨烯具有优异的机械韧性及电学性能,透明并且可以任意弯曲,是一种具有很大优势的潜在柔性衬底材料 [13]｡但是它很难形成体形态,目前还不能应用于商业生产｡

2.3 透明电极材料

由于柔性衬底的特殊性,对电极材料的选取更为复杂｡一般来说,要求电极材料具有低的电阻率､与衬底有较好的附着性､可以在低温下制备及机械柔性,同时对于阳极来说还要求其透明性｡

ITO是一种常用的透明阳极材料,具有高的光透过率､电导率及功函数,目前在OLED中广泛应用｡尤其是采用PEDOT:PSS作为聚合物电极时,需要以ITO作支持层｡但是在柔性OLED中,ITO存在很多缺点,如制备条件所需温度较高､韧性较差等,2009年爱克发及飞利浦了一款大尺寸的柔性OLED (12x12 cm2),在这款OLED中没有采用ITO做电极,而是利用爱克发的一种高电导率的透明聚合物OrgaconTM代替,将PEDOT:PSS的导电率提高六个数量级[13]｡这一发现有利于廉价柔性OLED的制备｡

相比ITO,ZnO作为透明阳极材料受到越来越多的重视｡ZnO适用于大面积制作,价格低廉,易于制备,无毒,并且通过适当的掺杂或处理可以得到很高的电导率,如采用ZnO:Al(ZAO)作为阳极材料｡

3 透明显示(see-through display)技术

如果您看过美国科幻影片《少数派报告》,我想您一定对影片中汤姆克鲁斯令人眼花缭乱地在透明化显示器上操作程序和窗口的场景印象深刻｡事实上,您并不需要等到影片中的2054年,随着OLED技术的飞速发展,透明化显示器件已经走出科幻影片,来到了我们的身边｡

在2009年的美国国际消费电子展上,韩国三星展出了一款4.3in､320×240 像素的透明OLED显示器,在关闭显示器的情况下,其透光率可以达到70%~85%｡三星公司宣称,2~3年内该产品就将投入市场｡

透明OLED显示器件要求构成OLED的衬底,电极的材料均为透明材料,器件关闭时透光率达到85%以上,而开启时,从两侧均能观察到发光,其关键之处在于采用高透光率的透明电极和透明TFT｡ZAO薄膜具有较低的电阻率和较高的透光率,采用磁控溅射法制备的ZAO薄膜,其可见光透过率已超过85%,已达到了产业的需求,并且由于不含有稀有元素铟,它作为透明电极的竞争力更优于传统的ITO｡在TFT方面,虽然人们正在积极研究给予纳米结构等新型的TFT,但目前仍以传统的多晶硅和非晶硅作为透明OLED的驱动电路｡

3.1 透明显示技术的发展

2004年7月,UDC公司得到了美国能源部10万美元的资助用于研究透明和高效磷光OLED,仅10个月后,他们便推出了世界上第一款高分辨率､有源驱动的单色透明OLED显示器件｡该器件结合UDC公司的高效磷光OLED技术,采用非晶硅TFT驱动,120 x 160 (QQVGA),200dpi｡

2005年底,德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会的科学家,通过采用一种新型透明金属电极,成功研制出了高性能､长寿命的聚合物透明OLED器件,使得人们看到了透明OLED商业化的曙光｡

2006年3月,德国布伦瑞克技术大学的研究人员首次将透明的TFT运用到透明OLED中｡采用100nm厚的氧化锡锌薄膜制备的透明TFT,其可见光区的透过率高达90%,可驱动器件亮度在0~700 cd/m2间调节,同时,由于该TFT的厚度较小,且沉积温度较低,使得器件的制造成本较低,并且可以制作在塑料等柔性衬底上｡

2007年6月,普渡大学和西北大学合作开发的新型透明TFT,结合氧化锌和氧化铟纳米线结构,其实际表现甚至优于传统的TFT,并且可以卷曲,更适于制作在柔性衬底上｡

2008年4月,UDC公司的透明OLED器件的效率已达到45 lm/W,欧司朗则在亮度为1,000 cd/m2下效率达到20 lm/W｡

2008年10月,三星SDI在FPD International上展出了12.1in的全彩窗口显示器,采用多晶硅TFT驱动,亮度达到了200 cd/m2｡

近两年,随着OLED产业化的高速发展,越来越多的厂商加入到透明OLED显示的研发行列中｡日本索尼公司已将透明OLED做到了眼镜的镜片上,飞利浦也将透明OLED的研制纳入了未来的计划中｡照明巨头欧司朗则已经在白光透明OLED上处于世界领先的地位｡相信随着更多厂商和研究机构的投入,必然会加速透明OLED发展｡

3.2 透明显示技术面临的问题

透明OLED本质上讲,仅仅是在OLED基础上的改进,因此,一些OLED亟待解决的问题,同时也是制约透明OLED发展的因素,如器件的发光效率､寿命､全彩等方面的问题｡另外,在可见光区高透过率的金属电极､以及透明TFT则是今后透明OLED研发的两个重要方向｡

4 有机发光材料

有机发光材料一般分为两类:小分子材料及聚合物材料｡小分子与聚合物材料共同的特性为共轭的化学结构,具有高度的荧光效率｡但两者的分子量差异相当大,小分子材料的分子量一般约在数百,而高分子则在数万至数百万之间｡目前小分子LED方面的专利主要掌握在柯达公司,而聚合物方面的专利主要在杜邦､CDT手中｡

小分子发光材料是最早被提出并应用在OLED中的发光材料｡1987年,柯达公司的C. W. Tang等[1]利用小分子材料Alq3作为发光层制备了OLED,直至目前Alq3仍是应用最广泛的绿色发光材料及电子传输材料｡因为Alq3具有较高的玻璃化温度及电子迁移率,并且容易合成和提纯｡但是同时它也存在很多问题,如受自旋选择定则影响,电致发光量子效率较低;带隙宽等等,因而对它的光降解作用､电子漂移率､传输机制､激发态等的研究一直在延续｡

同时人们也在一直致力于研发新的材料｡为了打破自旋跃迁定则限制,提高材料的量子效率,稀土铕､铽配合物的发光材料及Pt､Ir､Cu配合物磷光材料被合成并应用到OLED中｡这些材料具有很高的量子效率,内量子效率理论上可达100%｡

1990年,剑桥大学的Friend等人[2]首次将PPV作为发光层制作了聚合物电致发光器件(PLED),此后在世界范围内PLED迅速成为研究热点｡目前广泛研究并应用的高分子发光材料主要包括以下几类:聚苯亚乙烯类(poly(p-phenylenevinylene),PPVs)､聚乙炔类(poly(acetylene),PAs)､聚对苯类(poly-(p-phenylene),PPPs)､聚噻吩类(polythiophenes,PTs)及聚芴类(polyflourene,PFs)等等[14]｡

有机电致发光材料大部分都属于P型材料,即空穴占主导作用的材料｡因而在发光层中电子和空穴传输不平衡,两者迁移率可以差两个数量级｡这就导致了OLED电流效率的降低｡发展新型高的发光效率同时具有高的电子迁移率材料是有机电致发光材料的关键｡

由于受自旋选择定则的影响,大部分有机发光材料只能产生荧光发射,产生荧光发射的单线态激子只占全部激子的1/4,从而有机荧光材料的发光效率都相对较低｡解决这个问题的一个方法是在材料中引入重金属离子,如Ir､Pt等,使三线态激子辐射跃迁变为可能,产生磷光发射｡但目前所获得的磷光材料的三线态激子寿命都较长(在微妙量级),长的激子寿命引起猝灭等现象更为明显,导致器件效率的下降｡如何合成三线态激子寿命较短的磷光材料也是有机发光材料的难点｡

与无机材料相比,所有有机材料存在一个共同的致命弱点就是不够稳定,在热､光下材料构成及薄膜形态容易发生改变,易于受水､气影响发生老化｡这些问题的存在降低了OLED的使用寿命,并给器件的封装等工艺增加了难度｡

5 结 语

国内业界人士普遍认为,OLED的出现给中国显示产业实现"拥有自主知识产权,平等参与国际竞争"的跨越式发展提供了难得的机遇｡然而从前面对OLED的介绍中我们了解到,许多原创性的成果基本没有中国企业或者科研单位的身影｡因而,要真正拥有自主知识产权､提高国内OLED产业在世界上的竞争力,只是单凭引进几条生产线是远远不够的｡国内的OLED研究需要原创性的成果,而不是仅仅做出别人已经实现的产品｡国内在AMOLED及大尺寸OLED方面研究基础也十分薄弱,在三星､索尼等公司已经生产或宣布即将量产大尺寸产品的时候,国内尚没有样机出现｡另一方面,国内在有机发光材料方面处于不利的竞争地位,性能优异的有机材料均需从国外购得,这无疑给中国OLED产业发展增加了技术壁垒｡

如果这些问题可以得到有效解决,那么中国OLED产业距离"平等参与国际竞争"的目标将不会遥远｡

参考文献

[1] Tang, C. W., and VanSlyke, S. A.[J]., Appl. Phys. Lett 1987, 51 (12), 913.

[2] Burroughs, J. H., Bradley D D C, Brown A R, Marks R N, Mackay K, Friend R H, Burns P L and Holmes A B[J]., Nature 1990, 347, 539.

[3] Baldo M A, O'Brien D F, You Y, Shoustikov A, Sibley S, Thompson M E and Forrest S R[J]., Nature, 1998, 395, 151.

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[5] cdt.co.uk[EB/OL].

[6] Tessler N, Harrison N T and Friend R H, Adv. Mater [J].1998, 10, 64.

[7] Tessler N, Adv. Mater [J].1999, 11, 363.

[8] Joseph Shinar and Ruth Shinar, J. Phys. D: [J].Appl. Phys.2008, 41, 133001.

[9] techon.nikkeibp.co.jp.

[10] Gustafsson G,Cao Y,et a1.Flexible light-emitting diodes made from soluble conducting polymers[J].Nature,1992,357:477-479.

[11] [EB/OL].

[12] K.-H. Haas, S. Amberg-Schwab, K. Rose, G. Schottner, Surf. Coat. Technol [J]. 1999, 111(72).

[13] [EB/OL].