機遇與挑戰

• 昭和電工借助新結構磷光OLED器件的發光效率提升了一個檔次
• 在發光技術持續改善的趨勢下，OLED可望在2011年進入商品化量產階段
• 最近業界也陸續披露了OLED效能與亮度不斷獲得突破性進展

市場數據：

• OLED市場產值將從2007年度的5億美元與2008年度的6億美元，成長至2009年度的11億美元
• OLED市值將在2011年度達到20億美元，2012年度達到30億美元，與2015年度達到55億美元

日本昭和電工最近對外發布新聞稿宣布
，該公司通過采用新的結構(新技術)已將OLED（有機EL）器件的光提取效率提升至約40%
，達全球最高水平。新聞稿指出，借助新技術，該公司目前研發中的磷光OLED器件的發光效率已提升至30lm/W，預計後續該器件將可廣泛應用於OLED照明等用途。新聞稿也指出，該公司也將和美國非營利研究機構SRI International及Itochu Plastics Inc展開進一步合作，攜手改良上述器件的結構

，並預計於2010年針對照明市場進行樣品銷售。另外，昭和電工也計劃於2015年前將該器件發光效率提升至150lm/W、白色亮度減半壽命5萬小時的水平。

據日經BP社報道
，鬆下電工試製出了部分有機半導體采用印刷方法製作的有機EL照明麵板。發光效率和色彩表現性均獲得了較高的數值。這是在2009年2月18~20日舉行的“可印刷電子技術2009（Printable Electronics 2009）”研討會上該公司的演講中獲悉的。有機EL照明麵板的發光效率為40lm/W，表示色彩表現性的指標--CRI（Color Rendering Index）的數值為95
，外部量子效率為36.1%
，初期亮度為1000cd/m2時的亮度減半期在2萬小時以上。在製造工序中，稱為空穴注入層的半導體采用一種名為“狹縫塗布（SlitCoating）方式”的印刷方法製成。“正好該層的材料在具有出色的性能的同時還適於進行塗布”（鬆下電工）。狹縫塗布方式是製造液晶麵板的彩色濾光片時采用的技術。鬆下電工將與其合作開發有機EL照明技術的TAZMO公司所提供的裝置加以改造，使之適於有機EL用途。“采用狹縫塗布方式時，膜厚為40~50nm.膜厚均一性為±5%
，塗布速度達到100mm/s”（鬆下電工）。此次實現的40lm/W這一發光效率”與熒光燈的實際發光效率相當“（鬆下電工）。這是因為

，雖然熒光燈發光部的發光效率達到80~100lm/W

，但使用用於擴散光的燈罩以及低反射率的反射板會使實際的效率降至1/2以下。僅從發光效率來看，目前已有幾家廠商實現了更高數值。比如，美國環宇顯示技術（UDC）達到了102lm/W.不過

，該公司麵板的CRI值隻有70.而鬆下電工不同
，作為將有機EL用於照明時的條件，該公司一直很重視色彩表現性的出色程度。“色彩表現性低的話
，草莓看上去就會象爛了一樣”。

近日
，日本金澤工業大學光電磁場應用研究所三上明義教授的研究小組試製出，采用綠色發光磷光材料的OLED元件
，發光效率達210lm/W。這是通過使光提取效率（光提取效率是假設磷光材料的內部量子效率為100％計算出來的。與外部量子效率的數值相同。）超過原來的兩倍、提高至56.9％而實現的。三上明義研究小組通過詳細計算OLED元件中的光運動情況，找到實現高光提取效率的方法。針對OLED元件的厚數百nm以下的超薄半導體層以及密封層等膜厚數百μm～1mm的“厚膜層”中的光的運動情況
，按照波長及偏振光進行了分析。分析發現
，原來的OLED元件有50%-70%的光能量未從半導體層輸出，而是以熱量的形式被浪費掉。在此基礎上，三上明義研究小組將厚膜層的折射率提高至2之後
，再次對光運動進行計算，證實有2/3的de光guang能neng量liang轉zhuan移yi到dao了le厚hou膜mo層ceng。不bu過guo，這zhe隻zhi是shi直zhi接jie改gai變bian了le光guang聚ju集ji的de層ceng
，並bing無wu助zhu於yu實shi現xian高gao光guang提ti取qu效xiao率lv，向xiang元yuan件jian外wai部bu輸shu出chu的de光guang線xian比bi例li仍reng比bi較jiao低di。三san上shang明ming義yi研yan究jiu小xiao組zu在zai厚hou膜mo層ceng的de厚hou0.7mm、折射率為2.03的玻璃表麵上形成了0.3mm間距的透鏡陣列結構，由此將厚膜層中聚集的光高效提取到元件外部。在實際試製的OLED元件
，並對其進行的檢測表明，獲得了56.9％的高光提取效率。三上明義表示

，該元件理論上的光提取效率為75～80％。透鏡陣列的改進餘地也還很大。研究小組的目標是“實現無損失的光源”，除此次的厚膜層和透鏡陣列之外，如果結合索尼開發的“微腔構造”等技術
，便有望大幅接近這一目標。

據市場研究公司DisplaySearch預測，OLED市場產值將從2007年度的5億美元與2008年度的6億美元，成長至2009年度的11億美元，2011年度的20億美元，2012年度的30億美元，與2015年度的55億美元。

在發光技術持續改善的趨勢下
，產業研究機構認為

，OLED可望在2011年進入商品化量產階段。2011年OLED照明市場規模將快速增長至17.1億美元
，2020年有望上升至140億美元。由於OLED照明普及關鍵在於低成本的製造技術
，對於定位在中遊麵板模組製造的台灣OLED業者而言，具備大量生產能量，並且掌握生產良率技術，可算是已有入場門票。雖然台灣在相關領域缺乏照明品牌、自主材料

、技術與專利等加持，但台灣OLED廠仍可在產業鏈中扮演代工Turn-key角色，藉由爭取國際大廠代工OLED照明產品機會，提升本土技術與市場競爭力，台灣OLED廠若能與歐美OLED照明廠商策略聯盟，取得專利授權
、技術移轉，並以具市場競爭力的價格為其代工生產出貨，未來將可擴大全球OLED照明市場。從各廠商所規劃的OLED照明發展藍圖來看，OLED照明市場可望在2011年出現突破性進展，包括Philips
、GE、Konica Minolta、Lumiotec與OSRAM等將陸續量產。而國際大廠對OLED和LED等新光源應用的積極布局，更可在其專利交叉授權中預見端倪
，預料將有助於OLED和LED照明的市場應用推展。

據市場調研公司DisplaySearch，2011年OLED照明市場將會騰飛，2013/2014年OLED照明營業收入將超過無源矩陣OLED顯示器，在2018年以前達到60億美元。數以億計的美元已被投入到OLED照明領域，尤其是在歐洲、美國和日本。雖然OLED顯示器投入量產已經10年左右了，但OLED照明隻是剛剛開始試產和小批量生產。DisplaySearch的顯示技術總監Jennifer Colegrove表示：“這是因為OLED顯示器與OLED照明麵臨不同的挑戰。”Colegrove還指出，OLED照明的創新性特點在激發設計人員的想像力。DisplaySearch認為，OLED照明產業中的早期和主要廠商將是飛利浦、通用電氣(GE)、Konica Minolta、Lumiotec和Osram
，這些廠商都將在2012年以前開始量產。預計最先開始批量銷售相關產品的將是飛利浦

，然後是通用電氣和Konica Minolta。

盡管有機發光二極管(OLED)的de材cai料liao發fa展zhan進jin度du看kan來lai相xiang當dang良liang好hao
，最zui近jin業ye界jie也ye陸lu續xu披pi露lu了le有you關guan效xiao能neng與yu亮liang度du不bu斷duan獲huo得de突tu破po性xing進jin展zhan的de新xin聞wen，然ran而er，在zai柔rou性xing照zhao明ming與yu顯xian示shi設she備bei領ling域yu中zhong，仍reng有you一yi個ge主zhu要yao問wen題ti懸xuan而er未wei決jue：這類裝置的壽命都太短了。市場分析公司IDTechEx總監SusannReuter指(zhi)出(chu)
，無(wu)論(lun)這(zhe)些(xie)照(zhao)明(ming)顯(xian)示(shi)設(she)備(bei)多(duo)麼(me)令(ling)人(ren)印(yin)象(xiang)深(shen)刻(ke)，或(huo)是(shi)看(kan)起(qi)來(lai)有(you)多(duo)優(you)雅(ya)，消(xiao)費(fei)者(zhe)都(dou)不(bu)會(hui)願(yuan)意(yi)購(gou)買(mai)產(chan)品(pin)壽(shou)命(ming)過(guo)短(duan)的(de)產(chan)品(pin)。導(dao)致(zhi)產(chan)品(pin)壽(shou)命(ming)問(wen)題(ti)的(de)主(zhu)要(yao)在(zai)於(yu)發(fa)光(guang)材(cai)料(liao)本(ben)身(shen)，即(ji)其(qi)對(dui)水(shui)份(fen)和(he)氧(yang)氣(qi)的(de)固(gu)有(you)敏(min)感(gan)性(xing)。Reuter表示，對有機太陽能光伏(organic photovoltaics
，OPV)材料而言也是如此──盡jin管guan與yu結jie晶jing矽gui相xiang比bi

，這zhe種zhong新xin興xing材cai料liao擁yong有you潛qian在zai的de低di成cheng本ben加jia工gong法fa等deng優you勢shi，但dan即ji使shi對dui一yi些xie不bu大da要yao求qiu長chang壽shou命ming的de應ying用yong來lai說shuo，它ta的de壽shou命ming仍reng然ran不bu夠gou長chang。而er薄bo膜mo無wu機jiPV材料，如基於非晶矽、銅銦錠硒(CIGS)或碲化鎘(CdTe)的材料則較不敏感
，但同樣的，當涉及柔性或可彎曲的產品設計時，若問及20年的產品保修
，製造商通常無法響應。在OLED與OPV這兩種應用情況中，玻璃可呈現出更好的性能，因為玻璃可提供良好的阻隔性能。但在柔性、或huo是shi基ji於yu聚ju合he物wu的de基ji板ban等deng應ying用yong中zhong，情qing況kuang則ze截jie然ran不bu同tong。在zai這zhe類lei應ying用yong中zhong，需xu要yao特te殊shu的de塗tu層ceng和he層ceng壓ya技ji術shu來lai保bao護hu敏min感gan的de有you機ji材cai料liao。業ye界jie一yi直zhi針zhen對dui這zhe個ge領ling域yu進jin行xing研yan發fa，如ru位wei於yu美mei國guo加jia州zhou的deVitex Systems公司

，Reuter指出
，這家公司開發出帶有結合了聚合物與薄氧化鋁的特殊堆棧層的柔性基板。對OLED與OPV來說
，來自業界不斷進化的基礎研究，正不斷推動著這些新興應用領域的進展。