OLED:開辟照明領(lǐng)域新天地
摘要: 根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)NanoMarkets的數(shù)據(jù),Philips、GE、Konica Minolta、Lumiotec、OSRAM等國際大廠將于 2010-2011年推出OLED照明產(chǎn)品,OLED照明市場在2013年將會(huì)達(dá)到45億美元的規(guī)模,到2015年將增加到59億美元。
有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)是近年來開發(fā)出的一種新的發(fā)光二極管,其簡單的制備工藝、低的工作電壓,豐富的材料來源、高效能、低能耗、色彩豐富及平面發(fā)光、超薄等諸多優(yōu)異特性,受到全球顯示和照明產(chǎn)業(yè)界的普遍關(guān)注。
OLED的獨(dú)特優(yōu)勢
OLED作為照明光源,除了和無機(jī)LED一樣具有綠色、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)越性能外,實(shí)際上,OLED還具有有別于無機(jī)LED的獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
面光源: OLED是目前唯一的面光源,同比較發(fā)散的無機(jī)LED點(diǎn)光源相比,OLED的光利用率會(huì)大大提高;
大面積: OLED非常容易用簡單的工藝如印刷技術(shù)做成大面積,工藝簡單,成本也會(huì)大大降低;
柔性彎曲:OLED可以做在塑料等超薄、輕質(zhì)量的柔性可彎曲的基板上,具有輕、薄、可彎曲等特點(diǎn),應(yīng)用更加靈活、方便;
全波長白光: 有機(jī)材料豐富的發(fā)光特性使制備的OLED很容易進(jìn)行顏色調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)高顯色指數(shù)的CRI大于80,最好可大于90、更加自然的白光;
沒有散熱問題: LED要作為照明光源必須解決散熱問題,相比之下,OLED不存在這個(gè)問題;
簡單的加工設(shè)備: OLED可以用旋涂、印刷等簡單的加工工藝制備,即使是用蒸鍍的方法,也只需要最一般的真空鍍膜設(shè)備,因此設(shè)備投入成本低。
除了作為照明光源所顯示的巨大應(yīng)用市場,OLED還是液晶顯示LCD的最理想的背光源,同無機(jī)LED作為背光源相比,OLED的平面發(fā)光特性使它避免了導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)的使用,在減少厚度和質(zhì)量的同時(shí),也大大降低了功率損耗,提高了光的使用率。
另外,與LED顯示相比,作為背景光源和照明用的OLED在制備工藝上更簡單,因?yàn)楸彻庠春驼彰饔玫腛LED不需要復(fù)雜的IC驅(qū)動(dòng)電路和TFT,也不需要復(fù)雜的像素圖案化技術(shù),可以彌補(bǔ)我國IC業(yè)不足和大型精密儀器設(shè)備欠缺的問題,更有利于產(chǎn)業(yè)化。
研發(fā)加速OLED作為照明光源應(yīng)用步伐
由于OLED照明技術(shù)潛藏著巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,美、日、歐及我國臺(tái)灣地區(qū)均推出了固體光源的發(fā)展計(jì)劃,并且美國和歐盟都把白光OLED納入發(fā)展計(jì)劃中。
根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)NanoMarkets的數(shù)據(jù),Philips、GE、Konica Minolta、Lumiotec、OSRAM等國際大廠將于 2010-2011年推出OLED照明產(chǎn)品,OLED照明市場在2013年將會(huì)達(dá)到45億美元的規(guī)模,到2015年將增加到59億美元。其中用于普通照明的OLED燈市場到2015年將達(dá)到23億美元,背光市場將達(dá)到11億美元,用于建筑和特殊工業(yè)應(yīng)用照明的OLED會(huì)達(dá)到19億美元的市場規(guī)模。
目前,白光OLED的研發(fā)已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展,早在2006年,日本Konica公司就已經(jīng)成功地開發(fā)出了在 1000cd/m2初始亮度下,發(fā)光效率為64 lm/W,壽命達(dá)到1萬小時(shí)的白光OLED器件;2007年,美國科學(xué)家Forrest組研制出了在1000cd/m2亮度下光效率達(dá)64lm/W,顯色指數(shù)(CRI)為81的白光OLED,并于2008年把效率提高到了102lm/W;還有德國Novaled公司和Osram公司也分別開發(fā)出了在 1000cd/m2亮度下效率為50lm/W的白光OLED,其壽命都超過了5000小時(shí);而最近德國科學(xué)家Leo組通過采用新型耦合技術(shù)實(shí)現(xiàn)了其功率效率達(dá)到熒光燈的白光OLED。這無疑加速了OLED作為照明光源應(yīng)用的步伐及其應(yīng)用的可能性。
為了加速我國在白光OLED的發(fā)展,科技部和基金委在OLED方面都有相關(guān)的項(xiàng)目支持,“十一五”期間國家“863計(jì)劃”新材料技術(shù)領(lǐng)域重大項(xiàng)目“半導(dǎo)體照明工程”中還專門啟動(dòng)了“OLED照明光源開發(fā)”項(xiàng)目,并給予了一定的資助。
目前,我國在白光OLED方面也取得了顯著進(jìn)展,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、華南理工大學(xué)、吉林大學(xué)、清華大學(xué)、香港大學(xué)等單位都在開展白光OLED,除了開發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的白光OLED材料,更是在器件結(jié)構(gòu)和工藝方面開展了大量工作,如華南理工大學(xué)用工藝簡單的印刷技術(shù)制備出了功率效率超過20lm/W的白光PLED,還制備出了3.5英寸白光PLED照明板;維信諾(Visionox)公司與清華大學(xué)合作也制備出了效率超過20lm/W的全熒光白光OLED,并試制了白光OLED燈;還有吉林大學(xué)和香港大學(xué)也分別制備除了效率超過15 lm/W的白光OLED。
在白光OLED方面,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所更是取得了顯著進(jìn)展,不但開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的白光OLED用紅、綠、藍(lán)電磷光發(fā)光材料、電子傳輸材料、主體材料和空穴傳輸材料以及界面材料,還開發(fā)出了高效率的全熒光型、熒光/磷光復(fù)合型和全磷光型白光OLED。如開發(fā)的全熒光型白光OLED,最大亮度超過了40000cd/m2,最大效率達(dá)到了20.8 cd/A和16.8 lm/W,壽命在500cd/m2的亮度下超過了3500小時(shí);開發(fā)的全磷光型白光OLED,最大效率超過了50lm/W,在1000cd/m2亮度下效率超過了40lm/W,如果使用輸出耦合膜,則效率超過了60lm/W,達(dá)到了國際水平,還開發(fā)出了2英寸白光OLED照明板。
抓住機(jī)遇 加快OLED照明發(fā)展布局
同LED一樣,OLED照明也是一個(gè)大的產(chǎn)業(yè),其研究在國外已經(jīng)受到極大關(guān)注,如2008年,美國固態(tài)照明共有 51個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃,總經(jīng)費(fèi)為7470萬美元,其中25個(gè)項(xiàng)目則用來OLED照明技術(shù)的研究,總經(jīng)費(fèi)為3690萬美元,占所有項(xiàng)目的49.4%。雖然“十一五”期間國家863計(jì)劃新材料技術(shù)領(lǐng)域重大項(xiàng)目“半導(dǎo)體照明工程”中也啟動(dòng)了“OLED照明光源開發(fā)”項(xiàng)目,但同LED資助強(qiáng)度相比存在明顯不足,需要我國政府給予足夠的重視。
實(shí)際上,OLED在產(chǎn)業(yè)方面都處在不成熟階段,針對(duì)OLED照明在高亮度下高效率、高顯色指數(shù)、高穩(wěn)定性以及實(shí)際應(yīng)用的要求,在材料、量產(chǎn)技術(shù)和成本等方面還需要我們做更多的工作,這無疑給我們開展OLED照明技術(shù)的研究提供了難得的機(jī)會(huì),也為我們?cè)贠LED照明技術(shù)領(lǐng)域取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)提供了難得的機(jī)遇。因此,我們應(yīng)該抓住機(jī)遇,盡快開展OLED照明技術(shù)的研究,促進(jìn)OLED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
總之,發(fā)展OLED照明產(chǎn)業(yè),對(duì)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境,帶動(dòng)傳統(tǒng)顯示與照明產(chǎn)業(yè)升級(jí)和新型制造業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展具有巨大的推動(dòng)作用。(編輯:ZQY)
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