《電子技術(shù)應用》
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產(chǎn)能突破/成本降 OLED照明應用猛烈成長

2018-06-11
關(guān)鍵詞: OLED 固態(tài)照明

  OLED照明是一種新興的固態(tài)照明技術(shù),其無眩光、輕薄可撓的特性,使得該技術(shù)受到各類應用領域的注目。許多已在LED市場搶得商機的國際大廠,也將OLED技術(shù)視為重要投資。近年來,更有制程上的重要斬獲。

  OLED與LED的熱戰(zhàn)不僅表現(xiàn)在顯示熒幕市場中,在照明市場亦相當火熱(圖1)。OLED為面型光源,頻譜接近自然光,且具有無眩光(Non-Glaring)及輕薄可撓等特性,因此被視為新世代照明技術(shù)。

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  圖1 OLED與LED照明優(yōu)劣勢比較

  OLED照明是一種高能源效率的固態(tài)照明技術(shù),該技術(shù)晚于LED照明上市。盡管OLED照明與LED照明都同樣標榜高能源效率與長使用壽命,但是目前LED的成本依然遠遠低于OLED照明。

  根據(jù)工研院IEK研究數(shù)據(jù)顯示,全球照明市場將在2021年達到1,585億美元。UBI Research的OLED照明分析報告更顯示,2016年全球OLED照明市場規(guī)模為1億1,400萬美元,而到了2020年將成長至16億美元,從2017年至2025年的年均復合成長率(CAGR)更高達66%;其中,車用照明市場規(guī)模則將從2016年的300萬美元,成長至2019年的2億9,600萬美元,且到了2020年更將達到8億2,100萬美元,市場成長相當迅速。

  盡管OLED技術(shù)無論是在顯示或是照明領域,成本都還相當高昂,滲透率難以提升。此成本差異,短時間內(nèi)也難以弭平。但由于無眩光、輕薄可撓等特性,OLED照明已吸引國際大廠與各國政府投入大量資源進行研發(fā)。美國能源部(DOE)預測,OLED照明將在2020年后與LED的成本、效率與壽命指標皆趨于一致。

  OLED照明應用范疇廣 室內(nèi)場域?qū)?yōu)先導入

  OLED照明是一種新興的固態(tài)照明技術(shù),其無眩光的特性,能夠長期在黑暗中照明,而不會讓眼睛產(chǎn)生疲勞感。盡管短時間內(nèi)尚不會出現(xiàn)大規(guī)模的成長幅度,然而預計在2027年OLED照明市場將有望成長至25億美元,為全球照明市場開創(chuàng)新的局面。

  IDTechEx顧問主管Khasha Ghaffarzadeh指出,照明市場的應用結(jié)構(gòu)非常廣泛,充滿了各種技術(shù)組合與不同的客戶需求。包含住家、辦公場所、工業(yè)廠區(qū)、商店、戶外環(huán)境等等都對于能源效率、使用壽命、光照強度、色溫與設計有不同程度的需求。

  若依照場域劃分,會看到旅館與商店等室內(nèi)應用場域?qū)⑹紫葘隣LED照明。有鑒于BMW在2015年便發(fā)布了在車燈導入OLED照明的消息,車用照明的導入也非常樂觀。然而壽命與可靠性仍有待提高。一但降低成本,并延長了使用壽命,住宅、辦公室、室外便可以逐漸開始導入OLED。

  無熱量/紫外線 OLED戶外照明有看頭

  OLED照明輕薄、可撓的特性,使其應用設計能夠更加靈活多元,并且可以使用比較少的材料。另外,OLED照明不會散發(fā)熱量、不含紫外線的特性,非常適合戶外照明使用(圖2)。人造來源的紫外線可能會對于人體皮膚造成損害,也可能會吸引昆蟲,然而OLED光源并沒有紫外線,因此在戶外使用時可以避免人們被蚊蟲騷擾。

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  圖2 OLED照明不會散發(fā)熱量、不含紫外線的特性,非常適合戶外照明使用。

  IDTechEx預測,OLED照明市場將在2027年成長到25億美元。然而,在2020年前,成長將會非常的緩慢。特別是LED照明已經(jīng)成功導入市場,該技術(shù)、成本結(jié)構(gòu)和供應鏈皆已大幅改善,更拉開了LED與OLED之間巨大的成本差距。盡管如Konica Minolta、LG等OLED照明領導廠商,近年來都有重要的技術(shù)斬獲,然而性能差距并沒有縮小太多。

  因此,OLED照明面臨的首要挑戰(zhàn),便是做出市場差異化。許多公司如歐司朗(Osram)、飛利浦(Philips)皆已在LED照明領域取得成功,業(yè)務量也不斷成長。OLED的研發(fā)計劃是這些公司的多方投資策略,也是在日益普及的LED市場中脫穎而出的手段。

  OLED照明成本降三成2018達五萬片月產(chǎn)能

  OLED照明由于制造成本居高不下使該技術(shù)無法普及。因此工研院提出了卷對卷生產(chǎn)解決方案,使成本能夠降低至少三成。更由于臺灣廠商在車用后裝市場的長期耕耘,OLED照明有望優(yōu)先在車用后裝市場開始導入應用。

  工研院電子與光電系統(tǒng)研究所副所長胡紀平指出,OLED照明發(fā)展已超過十年,但成本居高不下一直是OLED照明無法進一步普及的主要原因。為此,工研院費時四年建造了卷對卷生產(chǎn)解決方案。與OLED的傳統(tǒng)制成相比,卷對卷生產(chǎn)解決方案能將成本降低三成以上,盡管依舊比LED照明方案昂貴,但是由于卷對卷生產(chǎn)方案的設備自主率高達八成,材料亦有五成是使用臺灣地區(qū)材料,更預期將在2018年底可達五萬片月產(chǎn)能。因此,未來在設備折舊攤提、量產(chǎn)產(chǎn)能持續(xù)提升的狀況之下,成本有望再壓低。

  工研院電子與光電系統(tǒng)研究所所長吳志毅亦指出,隨著OLED材料與制程上的進展,OLED技術(shù)成本大幅下降,相關(guān)的應用也更多元。工研院的OLED照明開發(fā)能量及試量產(chǎn)實力,包括配合客戶需求的客制化設計能力,及解決成本問題的整線卷對卷試量產(chǎn)方案,成功導入高端FOLED新產(chǎn)品,克服卷對卷制程所面臨軟性基板傳輸、卷對卷制程整合及軟性光源系統(tǒng)設計等高困難度議題。并能協(xié)助產(chǎn)業(yè)進行OLED照明客制化,以創(chuàng)新能力擴散至新場域應用。

  此技術(shù)目前已與臺灣地區(qū)14間設計燈具廠商、15所學校、9處商轉(zhuǎn)場域進行合作,今年更是與6家廠商包括帝寶、經(jīng)昌、亞帝歐、琭旦、寶創(chuàng)、張瑪龍陳玉霖聯(lián)合建筑師事務所等共同合作車燈、驅(qū)動、造型設計等,加速臺灣地區(qū)OLED照明的推動。

  交通大學光電工程學系教授陳方中指出,卷對卷制程是產(chǎn)學研都希望能夠達成的終極目標。目前OLED顯示器的產(chǎn)品,皆是以傳統(tǒng)OLED制程制造,而非卷對卷制程。傳統(tǒng)OLED制程雖能做到比較精細,以滿足高端顯示器的應用需求,然而傳統(tǒng)制程無法滿足如照明的低成本需求。待卷對卷生產(chǎn)技術(shù)于照明領域成熟之后,未來OLED顯示器也有望往卷對卷制程發(fā)展。

  后裝車燈市場有先機

  由于OLED照明低眩光與輕薄可撓的特性,非常適合導入車燈應用,目前奧迪(Audi)、BMW與賓士(Mercedes-Benz)車廠亦已導入OLED照明于車尾燈之中。胡紀平進一步分享,在全球車用后裝市場,有七成以上的市占是由臺灣廠商拿下,因此OLED照明在車用市場中,臺灣廠商占有很大的優(yōu)勢,產(chǎn)能出??谝嘁丫邆?。

  隨著OLED材料與制程上的進展,OLED技術(shù)成本大幅下降,相關(guān)的應用也更多元。胡紀平表示,OLED照明若要再進一步導入車用前裝市場,會受到車用規(guī)范的限制,對于可靠度的要求將會更高,估計將到2022年才能看到OLED照明在車用前裝市場大規(guī)模普及。


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