OLED照明是一种新兴的固态照明技术,其无眩光、轻薄可挠的特性,使得该技术受到各类应用领域的注目。许多已在LED市场抢得商机的国际大厂,也将OLED技术视为重要投资。近年来,更有制程上的重要斩获。
OLED与LED的热战不仅表现在显示荧幕市场中,在照明市场亦相当火热(图1)。OLED为面型光源,频谱接近自然光,且具有无眩光(Non-Glaring)及轻薄可挠等特性,因此被视为新一代照明技术。
OLED照明是一种高能源效率的固态照明技术,该技术晚于LED照明上市。尽管OLED照明与LED照明都同样标榜高能源效率与长常规使用的寿命,但是目前LED的成本依然远远低于OLED照明。
尽管OLED技术无论是在显示或是照明领域,成本都还相当高昂,渗透率难以提升。此成本差异,短时间之内也难以弭平。但由于无眩光、轻薄可挠等特性,OLED照明已吸引国际大厂与各国政府投入大量资源进行研发。美国能源部(DOE)预测,OLED照明将在2020年后与LED的成本、效率与寿命指标皆趋于一致。
OLED照明是一种新兴的固态照明技术,其无眩光的特性,能够长期在黑暗中照明,而不会让眼睛产生疲劳感。尽管短时间内尚不会出现大规模的成长幅度,然而预计在2027年OLED照明市场将有望成长至25亿美元,为全球照明市场开创新的局面。
业内人士指出,照明市场的应用结构十分普遍,充满了各种技术组合与不同的客户的真实需求。包含住家、办公场所、工业厂区、商店、户外环境等等都对于能源效率、常规使用的寿命、光照强度、色温与设计有不同程度的需求。
若依照场域划分,会看到旅馆与商店等室内应用场域将首先导入OLED照明。有鉴于BMW在2015年便发布了在车灯导入OLED照明的消息,车用照明的导入也非常乐观。然而寿命与可靠性仍有待提升。一但减少相关成本,并延长了常规使用的寿命,住宅、办公室、室外便可以逐渐开始导入OLED。
OLED照明轻薄、可挠的特性,使其应用设计能更灵活多元,并能使用比较少的材料。另外,OLED照明不会散发热量、不含紫外线的特性,很适合户外照明使用。人造来源的紫外线可能会对于人体皮肤造成损害,也有一定可能会吸引昆虫,然而OLED光源并没有紫外线,因此在户外使用时能够尽可能的防止人们被蚊虫骚扰。
根据市场调查与研究预测,OLED照明市场将在2027年成长到25亿美元。然而,在2020年前,成长将会非常的缓慢。特别是LED照明已经成功导入市场,该技术、成本结构和供应链皆已大幅改善,更拉开了LED与OLED之间巨大的成本差距。尽管如Konica Minolta、LG等OLED照明领导厂商,近年来都有重要的技术斩获,然而性能差距并没有缩小太多。
因此,OLED照明面临的首要挑战,便是做出市场差异化。许多公司如欧司朗(Osram)、飞利浦(Philips)皆已在LED照明领域取得成功,业务量也不断成长。OLED的研发计划是这一些企业的多方投资策略,也是在日益普及的LED市场中脱颖而出的手段。
OLED照明由于制造成本居高不下使该技术没办法普及。因此工研院提出了卷对卷生产解决方案,使成本能降低至少三成。更由于台湾厂商在车用后装市场的长期耕耘,OLED照明有望优先在车用后装市场开始导入应用。
工研院电子与光电系统研究所副所长胡纪平指出,OLED照明发展已超过十年,但成本居高不下一直是OLED照明无法进一步普及的根本原因。为此,工研院费时四年建造了卷对卷生产解决方案。与OLED的传统制成相比,卷对卷生产解决方案能将成本降低三成以上,尽管依旧比LED照明方案昂贵,但是由于卷对卷生产方案的设备自主率高达八成,材料亦有五成是使用台湾地区材料,更预期将在2018年底可达五万片月产能。因此,未来在设备折旧摊提、量产产能持续提升的状况之下,成本有望再压低。
工研院电子与光电系统研究所所长吴志毅亦指出,随着OLED材料与制程上的进展,OLED技术成本一下子就下降,相关的应用也更多元。工研院的OLED照明开发能量及试量产实力,包括配合客户的真实需求的客制化设计能力,及解决成本问题的整线卷对卷试量产方案,成功导入高端FOLED新产品,克服卷对卷制程所面临软性基板传输、卷对卷制程整合及软性光源系统模块设计等高困难度议题。并能协助产业进行OLED照明客制化,以创造新兴事物的能力扩散至新场域应用。
此技术目前已与台湾地区14间设计灯具厂商、15所学校、9处商转场域进行合作,今年更是与6家厂商包括帝宝、经昌、亚帝欧、琭旦、宝创、张玛龙陈玉霖联合建筑师事务所等共同合作车灯、驱动、造型设计等,加速台湾地区OLED照明的推动。
交通大学光电工程学系教授陈方中指出,卷对卷制程是产学研都希望可以达成的终极目标。目前OLED显示器的产品,皆是以传统OLED制程制造,而非卷对卷制程。传统OLED制程虽能做到比较精细,以满足高端显示器的应用需求,然而传统制程不足以满足如照明的低成本需求。待卷对卷生产技术于照明领域成熟之后,未来OLED显示器也有望往卷对卷制程发展。
由于OLED照明低眩光与轻薄可挠的特性,很适合导入车灯应用,目前奥迪(Audi)、宝马(BMW)与奔驰(Mercedes-Benz)车厂亦已导入OLED照明于车尾灯之中。胡纪平进一步分享,在全球车用后装市场,有七成以上的市占是由台湾厂商拿下,因此OLED照明在车用市场中,台湾厂商占有很大的优势,产能出海口亦已具备。
随着OLED材料与制程上的进展,OLED技术成本一下子就下降,相关的应用也更多元。胡纪平表示,OLED照明若要再进一步导入车用前装市场,会受到车用规范的限制,对于可靠度的要求将会更高,估计将到2022年才能看到OLED照明在车用前装市场大规模普及。