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OLED照明或將與LED照明“爭寵”

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　　OLED照明的發(fā)展正日益茁壯。由于OLED照明具有平坦式發(fā)光，且不傷眼的優(yōu)勢，因而吸引面板、材料和設備業(yè)者相繼投入發(fā)展，并積極研發(fā)新材料、設備與制程方案，期克服材料劣化與大尺寸發(fā)展挑戰，進(jìn)而瓜分照明市場(chǎng)龐大商機。
　　有機發(fā)光二極體(OLED)在2009年僅有5億美元市場(chǎng)規模，但后續幾年卻不斷吸引業(yè)者投入資金發(fā)展，著(zhù)實(shí)耐人尋味。事實(shí)上，OLED之所以掀起開(kāi)發(fā)熱潮，部分原因是可用在手機螢幕上，如三星(Samsung)Galaxy系列產(chǎn)品；手機螢幕的導入助長(cháng)OLED營(yíng)收于2011年攀升至30億美元，并于2012年達到60億美元。
　　除手機螢幕外，照明亦是OLED另一個(gè)極有潛力的應用，雖目前OLED照明只占整體產(chǎn)值的一小部分，但龐大的潛在照明市場(chǎng)將有望為OLED業(yè)者帶來(lái)新的營(yíng)收契機？
　　LED效能/成本占盡優(yōu)勢OLED照明還須時(shí)間發(fā)展
　　現階段，LED照明發(fā)光效率為110每瓦流明(lm/W)，而商用OLED產(chǎn)品最多達到60lm/W；至于成本方面，LED技術(shù)成本差不多是5美元/千流明(klm)，OLED則約350美元/klm，足見(jiàn)兩種技術(shù)在照明應用的發(fā)展上仍有一段明顯差距。如此一來(lái)，OLED技術(shù)勢必要利用其光線(xiàn)不刺眼、燈具尺寸可做大且平坦化的獨特優(yōu)勢，才能順利搶占照明市場(chǎng)一席之地。
　　相較于標準LED和其他燈源均需要遮光物覆蓋強光，可能造成視力減退的問(wèn)題，OLED發(fā)光源不須遮蔽即可提供照明，是還在發(fā)展中的另一個(gè)照明未來(lái)；此外，OLED可使用許多不同樣式的材料組合及結構，在發(fā)光效能上有機會(huì )大幅躍升。
　　目前OLED制造商已透過(guò)提高驅動(dòng)電流的方式增加功效，但代價(jià)是元件壽命將變短；同時(shí)，藉由串聯(lián)堆疊OLED結構亦能提升發(fā)光效率，如將兩個(gè)不同結構在沈積過(guò)程中堆疊在一起，以同樣電流驅動(dòng)將產(chǎn)生幾乎強兩倍的光。如此一來(lái)，相關(guān)業(yè)者亦可選用較低電流驅動(dòng)堆疊型OLED面板，可產(chǎn)生同樣的光度并增加可靠度，克服因調高電流而影響OLED壽命的問(wèn)題。
　　OLED照明雖有發(fā)展潛力，但若被視為L(cháng)ED在照明市場(chǎng)的直接對手，效能和成本差異可能讓OLED在可預見(jiàn)的未來(lái)出局。然而，在OLED照明技術(shù)和燈具設計迭有進(jìn)展的情況下，兩種固態(tài)照明技術(shù)還是有必要同時(shí)存在，這跟OLED是否要和LED競爭，或是不是更好的技術(shù)沒(méi)有關(guān)系，因為兩者鎖定的應用并不完全相同。
　　考量成本及發(fā)光效率以外的技術(shù)差異，如果OLED完全達到與LED相同的水準，將會(huì )是很大的成就。一般來(lái)說(shuō)，商用LED產(chǎn)品有20～25年保證壽命，OLED則僅有5～10年，主因系OLED中某些材料銷(xiāo)蝕的速度比其他材料快，顏色也會(huì )改變，這在一些工業(yè)或汽車(chē)應用上令人無(wú)法接受。
　　材料成本/阻隔層設計成OLED突破重點(diǎn)
　　OLED材料的銷(xiāo)蝕是因為有機材料層對氧氣及濕氣很敏感，須采用滲入阻隔層(PermeationBarrier)小心包覆及保護，這對OLED面板的彈性設計將形成嚴重挑戰，目前制造商很難做出具成本效益，并兼顧透明、可彎曲，且在制造過(guò)程中可耐高溫的滲入阻隔層。
　　現階段，100%的商用照明OLED使用玻璃做為薄膜層的基板，并放上一片玻璃板，當做物理保護層及水分/氧氣阻隔層(圖1)，然而，即便采用這些元件，OLED有機材料還是會(huì )在高溫環(huán)境中銷(xiāo)蝕，此一情形在車(chē)規溫度85°C以上的加速壓力測試將造成問(wèn)題。
　　另一方面，對具傳統照明背景的制造商來(lái)說(shuō)，難以用OLED專(zhuān)業(yè)技術(shù)做照明設備，因此OLED業(yè)者也須提出對策，克服用在照明的商業(yè)及技術(shù)挑戰。尤其現在OLED面板和傳統照明設備制造商各自為政，短時(shí)間內OLED將很難滲透照明市場(chǎng)，未來(lái)可能的解決之道是由OLED面板制造商生產(chǎn)自己的照明設備，由技術(shù)推動(dòng)商用化，而非采取傳統的行銷(xiāo)策略。
　　但另一個(gè)挑戰是如何減少OLED制造支出，從商用OLED面板成本細項中可發(fā)現三個(gè)主要問(wèn)題。第一，OLED制造良率很低，制造商在高良率制程上沒(méi)有足夠控制能力、技術(shù)或經(jīng)驗；第二，建構OLED生產(chǎn)線(xiàn)的成本很大，例如歐司朗(OSRAM)已投資2，000萬(wàn)英鎊在德國雷根斯堡(Regensburg)的OLED試產(chǎn)線(xiàn)。第三則是材料和設備成本高昂，OLED產(chǎn)線(xiàn)成本居高不下主因為這是新興技術(shù)，因此沒(méi)有標準設備。
　　由于每一條OLED試產(chǎn)線(xiàn)須時(shí)好幾個(gè)月建置，因此設備制造商也要分擔費用。雖然OLED制造商聲稱(chēng)改用超薄層，可抵銷(xiāo)復雜分子材料的高成本，但多數分析師皆認為只說(shuō)對了一半，因材料成本和制造及發(fā)光面板內的材料有關(guān)，大部分生產(chǎn)用的材料是沈積于反應器壁上或根本就沒(méi)沈積，造成材料浪費。
　　無(wú)論如何，OLED照明具有一定的應用優(yōu)勢，且制造技術(shù)未來(lái)還有很多改善的機會(huì )，因此，YoleDeveloppement預測未來(lái)2年OLED成本可望降到目前的三分之一水準，主要是業(yè)者導入更新世代的生產(chǎn)設備，將更大的母玻璃基板用于沈積反應器中，提升量產(chǎn)效益。目前制造商最常用47公分×37公分的第二代母玻璃板，可產(chǎn)出幾個(gè)標準10公分×10公分的OLED發(fā)光面板。
　　供應鏈全力扶植大尺寸OLED商用可期
　　未來(lái)母玻璃和OLED面板成品將持續朝大尺寸方向演進(jìn)，主要考量10公分×10公分OLED面板不足以照亮一個(gè)房間，可能要十片或更多片，將導致每片面板將產(chǎn)生額外成本，如裁切及所需的連接組件，如果只是一片較大面板，那些制造成本自然會(huì )減少。
　　不過(guò)，對大尺寸OLED面板而言，如何在整個(gè)面板表面取得相同發(fā)光度將是一大挑戰，不少企業(yè)已著(zhù)手解決這個(gè)問(wèn)題，例如歐司朗在電極導入金屬網(wǎng)，以改善發(fā)光均衡性。據YoleDeveloppement最新研究報告指出，在大尺寸OLED面板的發(fā)展出現重大突破前，OLED照明只能取得一小塊市場(chǎng)，聚焦于一般照明及汽車(chē)應用。
　　初期整合OLED技術(shù)的將是特殊照明，再來(lái)是高階辦公室及商業(yè)用途；中期來(lái)說(shuō)，高階住宅照明設備也會(huì )逐漸使用OLED，整體市場(chǎng)滲透率到2020年將有接近1.5%的水準，產(chǎn)值為17億美元(圖2)，其中80%為一般照明應用。
　　對OLED來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)新材料是首要重點(diǎn)，因此化學(xué)很強的國家或區域可能是較強勁企業(yè)誕生地的第一個(gè)觀(guān)察點(diǎn)。第二，帶動(dòng)有機OLED市場(chǎng)的實(shí)際上是螢幕，而亞洲國家在這方面的投資動(dòng)作很大，特別是韓國，目前SamsungSDI和樂(lè )金顯示(LGD)是OLED螢幕的兩大生產(chǎn)商，而韓國的化學(xué)實(shí)力也很強。值得注意的是，德國亦具備非常堅強的化學(xué)研究背景，且已有OLED新興業(yè)者，未來(lái)發(fā)展可期。
　　由于OLED未來(lái)展望是這樣的狀況，包括設備制造商、螢光及磷光發(fā)光材料供應商、聚合物材料開(kāi)發(fā)商，以及軟性基板的玻璃、塑膠或金屬箔片制造商均已大舉投入發(fā)展，甚至有幾家企業(yè)正積極開(kāi)發(fā)新的OLED結構、封裝、滲入阻隔及新款電極的塑膠或特殊技術(shù)方案。有如此眾多的企業(yè)涉及OLED照明領(lǐng)域可能頗令人意外，但這與有多少業(yè)者涉入整個(gè)價(jià)值鏈有關(guān)，而不只是有多少廠(chǎng)商在制造OLED面板。

　　也因此，當科技歷史學(xué)家回顧及評估OLED照明的貢獻時(shí)，可能發(fā)現其影響所及超越市占率的表現，目前許多推動(dòng)此技術(shù)的業(yè)者即強調，正在發(fā)展中的OLED照明新材料將使世界更美好。不過(guò)，并非全數廠(chǎng)商都絕對相信OLED照明市場(chǎng)規模會(huì )很大，他們采取分散風(fēng)險的策略，運用投資資金開(kāi)發(fā)不同的應用，將研究結果同步用于開(kāi)發(fā)有機電子或有機太陽(yáng)能電池，此外，良好的OLED水分滲入阻隔層或軟性超薄玻璃亦可開(kāi)創(chuàng )許多新的應用。

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