『您的瀏覽器不支援JavaScript功能,若網頁功能無法正常使用時,請開啟瀏覽器JavaScript狀態』

跳到主要內容區塊

工業技術研究院

:::

工業技術與資訊月刊

294期2016年04月號

出版日期:2016/04/15

正方形 Icon 封面故事 Features

建構完整體系 展現創新與自主優勢

撰文/李幸宜 攝影/蔡世豪

OLED照明被視為是繼LED照明後,最具潛力的未來照明光源。尤其OLED讓照明成為超薄的平面光源,一體成型的設計截然不同於傳統燈具,因此設計勢必是OLED的發展趨勢,也是凸顯其特色和多樣性的要件。工研院和臺灣產業攜手打整體戰,以過去在固態照明累積的基礎,結合技術自主、設備自製、應用整合等作法,掌握未來決勝點。

全球大廠紛紛搶進OLED市場,歐洲廠商的起步最早,多數以車用為主;日本則有許多知名企業成立合資公司,很注重展示應用的推動;韓國廠商的腳步則最積極,像是LG就把照明併入顯示器事業部。

工研院電子與光電系統研究所所長吳志毅表示,為了避免陷入大量生產模式及生產代工的框架,工研院特別強調與應用端整合,輕量化的生產特性和技術創新則是工研院的領先優勢,希望營造完整的基礎環境,全面帶動臺灣廠商在設備、材料及應用面的發展。

 OLED讓照明成為超薄的平面光源,所以設計勢必是OLED的發展趨勢,也是凸顯其特色和多樣性的要件。
OLED讓照明成為超薄的平面光源,所以設計勢必是OLED的發展趨勢,也是凸顯其特色和多樣性的要件。

產業界與設計界的攜手

由設計啟動的第四次照明革命,注重所謂的健康照明,不但要類自然光,還有無炫光、高演色性、無藍害等特色,甚至還要省電及高質化,這正是OLED專擅的領域。
尤其OLED讓照明成為超薄的平面光源,一體成型的設計截然不同於傳統燈具必須由光源、燈具、燈罩等不同組件構成,所以設計勢必是OLED的發展趨勢,也是凸顯其特色和多樣性的要件,例如:與環境的融合。這對設計師而言是一場革命。

2014年成立的OLED照明聯盟(OLED Lighting Commercialization Alliance; OLCA)正是推動OLED與設計理念結合的動力,在照明公會與設計師團體的齊心協力下,整合材料、設備、燈源模組、燈具廠商、照明設計,以及室內設計業者,從最貼近消費者的應用端來推動。

工研院電光所副所長胡紀平指出,OLED在技術水準的表現已經很穩定,接下來的最後一哩路就是如何連接消費者。換言之,OLED照明的設計和使用將是重點。

然而,設計師和產業供應鏈的觀點南轅北轍,產業供應鏈注重的是價格、成本和效率,設計師看重的是如何呈現光源、呈現價值,透過OLED照明聯盟每季的活動,一方面讓產業學習設計師的觀點,另一方面協助設計師展現OLED照明的特性,甚至共同開發新產品,像是在去年的照明展裡,就展出了多達34件OLED燈具,今年的展場更從燈具進化為場域情境的應用展示。

全新生產線 領先邁向量產

工研院電子與光電系統研究所所長吳志毅表示,工研院希望營造完整的基礎環境,全面帶動臺灣廠商在設備、材料及應用面的發展。
工研院電子與光電系統研究所所長吳志毅表示,工研院希望營造完整的基礎環境,全面帶動臺灣廠商在設備、材料及應用面的發展。

OLED的量產技術是另一項挑戰,也是工研院投注許多心力的方向。在三年前開始的第一階段計畫裡,以研發線的布建為重,涵蓋材料、元件和結構的驗證;接下來的第二階段是建立小量試產線,藉由小量試產的驗證找出未來量產可能的問題。

去年開始的第三階段正式進入試量產,這也是領先全球的創舉。事實上,推動OLED照明的關鍵,不僅在於市場面的應用,技術面也必須達到可商用化的價格。目前,由於顯示器廠商是投入OLED的主力,所以全球OLED照明多為顯示器生產線的價格,難以達到最佳化成本。

相對地,工研院自主研發的輕量化生產系統技術,製造價格相較顯示器生產線具有顯著的優勢。輕量化的生產系統技術採用連續式生產,優勢是可自由調整尺寸長度,最能符合照明產品多為客製化的特色,不同於以顯示器生產線產出的OLED產品,會受限於不同生產線世代的規格。

輕量化生產系統技術的另一個優勢是低碳及節能生產,無論是廠房的建立、設備所需面積,以及材料利用率,都優於片型生產線。從製造工序來看,就能說明輕量化生產系統技術所需要的廠房面積與設施,遠遠小於片型生產線。

第三階段計畫必須花費二至三年的時間布建,現已執行一年,整個生產流程有10個步驟,每個步驟都有不同的專門技術,像是塗布、壓合、測試、真空設備與材料,所以是很大的挑戰。目前,整條生產線有五成已在實驗室驗證完成,另外五成還必須持續努力的包含組裝、切割與封裝等,目標是今年底將整備度推進到七至八成,明年開始進行小量生產。

胡紀平指出,在試量產的過程裡,工研院持續與設計師、設備廠商、公會等產業界成員合作,進行許多技術面的合作與推廣。工研院的目標不只是建立兩條產線,而是要帶動整體基礎架構的發展,未來技術移轉的合作對象才能遍及各個領域。

研發與應用並進 探路高單價市場

隨著OLED良率的提升,接下來更要著重的將是製造工藝,將先進製程的概念導入設備產線的整合,讓臺灣廠商不只做生產線,還有設備自主的能力,有助於未來的技術掌控、提升成本優勢,及研發設計的能力。

因此,工研院從一開始研發OLED照明生產系統技術,就希望儘可能地帶入國內的設備商,以改變目前臺灣半導體產業的設備絕大部分購自國外的現況。吳志毅表示,設備是工業之母,掌握設備就等於掌握了未來的決勝點,除了協助臺灣廠商推出成品,希望設備也能掌握在臺灣廠商的手上。

除了打造生產線,應用面也要同步並進,舉例來說,化妝品業者就是第一波的合作對象,因為OLED是柔和的自然光,能讓顧客看起來更漂亮。事實上,傳統燈具受限於電源輸入、反光、距離等問題,多達一半的光源都被浪費了,但OLED照明的柔和光線可以更靠近人,也不需要二次設計的燈罩,即使流明/瓦數稍低於傳統燈具,但因為不會浪費光源,所以已可符合室內照明的燈具需求,而且更能對燈具做統合設計。

此外,汽車產業對於OLED的採用也很積極,最能展現技術指標和流行造型的車尾燈成為OLED登場的舞台,像是BMW在歐洲限量推出的車款,就是以OLED車尾燈來表現具有立體感的設計理念,OLED讓設計變得更多樣化,甚至可根據車身線條做特殊設計,這是傳統照明花費更大工夫仍難以達成的效果。

工研院研發輕量化的生產系統技術採用連續式生產,可自由調整尺寸長度,最能符合照明產品多為客製化的特色。
工研院研發輕量化的生產系統技術採用連續式生產,可自由調整尺寸長度,最能符合照明產品多為客製化的特色。

看準家用潛力 掌握普及時機

根據美國的研究指出,混用OLED和LED照明會比只使用LED照明節省10%的能源消耗率,OLED和LED的設計理念不同,但應用面可以互補,所以全球都在大力擴建OLED生產線,預估2019年至2020年左右,將是家用市場普及化的時間點。

OLED照明技術的挑戰之一,在於各種應用需求所衍生的新規格,像是美妝注重自然柔和的照明,車用則看重亮度,家用需要的是多樣化造型,甚至是與各種建材融合的照明設計。

吳志毅指出,OLED的特色在於它本身就是燈具,而不只是光源,所以如果用燈具的價格來看,OLED很有機會攻進市場。雖然OLED照明推展之初,鎖定在美妝與汽車這類高單價市場,但愈來愈普及後,生產成本下降,就會進入大量使用的家用照明,這也是OLED一定要攻進的主力市場。

目前推動OLED照明主要的障礙之一,在於材料成本居高不下,原因不在原物料的昂貴或稀有,因為OLED的材料是化學合成的有機材料,因為需求少而導致合成的成本過高,只要有大量製造的需求,成本自然就會快速下降。

臺灣發展OLED有兩大優勢,第一是在LED的基礎架構很強,從生產、組裝、測試、整合,一應俱全;第二是有許多歐美日的高階燈具在臺灣生產,這就是推動產業發展最不可或缺的出海口。胡紀平表示,出海口加上過去在固態照明累積的基礎,以及從工研院一開始就投入應用及設備的策略,改變許多產業設備掌握在國外廠商手上的困局,將可讓臺灣在OLED的發展取得先機。

下載全文PDF Icon下載全文PDF


[{"text":"企業網","weight":13.0},{"text":"材化所","weight":11.5},{"text":"機械所","weight":10.0},{"text":"綠能所","weight":9.4},{"text":"生醫所","weight":8.0},{"text":"半導體","weight":6.2},{"text":"南分院","weight":5.0},{"text":"太陽能","weight":5.0},{"text":"課程","weight":5.0},{"text":"遠紅外線","weight":5.0},{"text":"雷射","weight":4.0},{"text":"LED","weight":4.0},{"text":"LED可見光","weight":3.0},{"text":"5G","weight":3.0},{"text":"工研人","weight":3.0},{"text":"電光所","weight":3.0},{"text":"綠能與環境研究所","weight":3.0},{"text":"機械","weight":3.0},{"text":"資通所","weight":2.0},{"text":"面板","weight":2.0},{"text":"文字轉語音","weight":2.0},{"text":"實習","weight":2.0},{"text":"無人機","weight":2.0},{"text":"生醫","weight":2.0},{"text":"3D","weight":2.0},{"text":"v2x","weight":2.0},{"text":"員工","weight":2.0},{"text":"地圖","weight":2.0},{"text":"太陽光電","weight":2.0},{"text":"材料與化工研究所","weight":1.0}]