材料制程屡有突破 OLED照明商品“亮”相
来源:OFweek半导体照明网
OLED照明的材料与制程大幅跃进,激励终端商品出货量攀升。惟现阶段关键的蓝光磷光材料寿命难提升,致使OLED照明供货商转向拥抱荧光材料;制程方面,由于湿式与R2R制程窒碍难解,故蒸镀技术仍位居主流。
有机发光二极管(OLED)材料与制程技术迭有突破,不少厂商已开始贩卖OLED照明(表1),预期在2011年更多厂商投入OLED照明量产后,可望加速OLED照明市场规模扩张。
磷光材料寿命难提高OLED荧光材料居主流
开发可量产的高效率、高稳定性的蓝光磷光发光材料为现今提升OLED照明发光效率的技术挑战,成为各家厂商戮力解决的技术难题。然囿于蓝光磷光发光材料的使用寿命仍低,现阶段各厂生产OLED蓝光仍以荧光材料为主。
中华映管研发中心处长黄彦余表示,大多数OLED照明材料技术主要掌握在UDC、Idemitsu、默克(Merck)、Chisso等国外大厂手中,然尽管蓝光磷光效能已有进展,但相较于蓝光荧光材料使用寿命仍有段差距,因此目前各OLED照明供货商产品开发多以荧光材料为主。国内机光科技、昱镭光电、彩丰精技等亦已投入OLED材料生产。
以Idemitsu和UDC分别生产的最新红绿蓝(RGB)光荧光与磷光OLED材料分析(表2),尽管UDC透过延长OLED照明面板寿命与降低耗电量,蓝光磷光与荧光材料使用寿命相差数倍之多。
此外,黄彦余指出,价格、材料镀膜速率(Deposition Rate)稳定、点状(Point)/线性材料源(Linear Source)加热稳定性佳及材料使用率高为选购量产型OLED材料的主要考虑,因此若蓝光磷光材料要赢得市场青睐,亦必须要能符合上述采购条件。
除材料之外,制程亦为OLED另一大成败关键,囿于可提供湿式制程材料供货商不多,且材料效率偏低;卷对卷(R2R)制程亮度、发光效率及寿命桎梏难解,故蒸镀制程将为OLED厂商首选的量产技术,至于湿式和R2R制程则尚未有厂商投入。
R2R制程难产 OLED厂商加码蒸镀制程
R2R制程虽拥有低生产成本的优势,但碍于诸多技术瓶颈尚未克服,现阶段OLED显示面板制造商仍倾向采用蒸镀制程,并已展开大举部署,一旦小分子OLED材料成本下降与市场规模扩大,将可望实现单位成本在每平方公尺100美元以下的目标,有助于加速OLED照明普及。
台湾工研院IEK零组件研究部资深产业分析师江柏风表示,目前除传统光源之外,LED与OLED光源皆无法达成每平方公尺100美元以下的成本目标。
R2R制程是生产成本最低的OLED制程技术,且尺寸愈大,生产成本愈低,然由于采用高分子OLED材料易导致亮度、发光效率与寿命不佳的技术瓶颈迟迟难以突破,因而让OLED面板供货商积极拥抱蒸镀制程。相较于R2R制程,蒸镀制程使用小分子材料,亮度发光效率和寿命皆优于R2R制程,现已导入量产,并达成小量商品化。
据了解,包括飞利浦(Philips)、欧司朗(OSRAM)、三星行动显示(SMD)、奇异(GE)、Konica Minolta、Kaneka、柯达(Kodak)、Kenwood、Visionox、Polymertronics、Lumiotec、乐金化学(LG Chem)与华映等大厂,均已竞相投入OLED照明技术研发,并皆采用蒸镀制程进行生产,其中,飞利浦与欧司朗已抢先于2009年,开始贩卖OLED照明产品。此外,2011年,日商Kaneka也发表OLED照明终端商品,惟售价高达每平方公尺17,500欧元。
江柏风分析,根据飞利浦和欧司朗销售经验,光源生产成本须降至每平方公尺100美元以下,OLED照明方能普及,虽然,现今透过蒸镀制程量产的OLED仍无法实现这个目标,但未来藉由小分子材料单价下跌和市场需求激增,仍有机会达成。
江柏风指出,相较于传统光源与LED,OLED可实现面光源、可挠曲、发光不发热等特性,因此初期在高阶应用需求已逐步上扬,一旦创新生产技术推出并大规模量产后,预期成本可大幅下滑,从而加速市场渗透率攀升。
根据台湾工研院IEK预测,至2013年,OLED照明市场规模将高达16亿4,600万美元,首度超越OLED显示器12亿美元的产值。至2020年,OLED光源市场产值则可达140亿美元。
有鉴于此,2007年飞利浦与欧司朗已进行专利交叉授权,Global OLED Technology亦购买柯达OLED专利,成为拥有最多OLED专利公司,预期未来更多的厂商专利攻防战将陆续上演,以抢攻可观市场商机。