OLED照亮汽車與穿戴應用前景

有機LED(OLED)如今常用於電視和手機屏幕，但它有望成為固態照明(SSL)技術的下一件大事，而且還可能適於其他更多應用。從許多應用來看，無機LED仍然較具經濟效益和技術意義，但OLED則有無機LED所缺少的一些有趣特性，再加上新的生產技術可望降低OLED的製造成本，從而使二者變得更具成本競爭力。

OLED經由向有機小分子或聚合物製成的電致發光層施加電流而發光，而且可以製造成剛性或軟性的薄片。OLED極其適於需要光均勻分布的應用，例如屏幕和智能型手機的數字顯示器。如下圖顯示典型的OLED結構——除了電子和電洞(hole)傳輸層，還有用於發射紅光、綠光與藍光的發光層。

OLED的典型架構（來源：DSCC）

當施加電壓使得陽極相對於陰極為正時，電子流過OLED。OLED中的靜電力使得電子和電洞彼此相對，並在每個電子與電洞結合時發光。

OLED的效率明顯落後於無機LED，其量產的發光效率約為60-90流明/瓦(lm/W)。各種商用LED燈泡的發光效率範圍大約從100lm/W到200lm/W以上。就像無機LED的情況一樣，其光效率和顯色性之間存在權衡折衷。因此，無論是在電流作業(類似於無機LED)或是儲存期間(罪魁禍首是氧氣和濕氣滲透)，都可能導致OLED的流明衰減。

OLED廣泛用於顯示器市場，以取代液晶顯示器(LCD)。雖然LCD顯示器已經有20多年的歷史，但OLED商用大約只有5年之久。這兩者都算是平面顯示技術，而且採用透過背板定址的畫素矩陣。此外，兩種技術的每個畫素中都包括了紅、藍和綠色光源，而且也都可以製造成各種不同的尺寸。然而，二者之間也存在重要的差異。

儘管OLED需要更複雜的電路結構，LCD則需要更多光學層。LCD顯示器需要背光，而OLED顯示器則否。而且，如上所述，OLED在使用軟性基板進行生產時更具有優勢。因此，OLED正逐漸發展成為首選的顯示技術。

功耗方面說起來則有點複雜。雖然LCD顯示器的功耗取決於背光，OLED顯示器的功耗則取決於屏幕的內容；因此，OLED在這方面並不一定比LCD更具有優勢。

根據DSCC預測，到2022年，OLED將取代智能型手機中所使用的LCD技術，這主要得益於OLED技術的先進外形尺寸，包括採用OLED實現的可折迭顯示器。

除了顯示應用以外，歐盟(EU)支持的『Horizon 2020』研究最近展現的創新成果承諾將使OLED的製造成本降低90%，使其成本達到相當於無機LED照明產品。這些創新包括使用平面化軟性鋼作為生產基板、透明頂部觸點以及薄膜封裝，讓OLED生產不再依賴玻璃基板和封裝。雖然業界至今尚未出現使用這種新生產技術的產品，但預計其潛在應用領域包括一般照明、汽車照明以及穿戴式裝置。

最近，在歐洲Lyteus計劃主持的產業合作下——目標在於促進OLED技術的商用化，荷蘭的霍爾斯特中心(Holst Centre)和德國的弗勞恩霍夫研究所(Fraunhofer FEP)發表在生產方法上取得了創新，能夠實現其所聲稱的「全球最長的OLED產品」(15公尺)。這項成果展示使得「量身打造」的OLED客制化照明成為可能，使其適於從運輸到室內設計等各種應用。但該技術的主要缺點就在於發光效率，僅約15lm/W——這對於OLED技術而言確是太低了。

最後，針對一般照明領域，美國連鎖超市Wegmans Food Markets去年宣布，為了向客戶和員工提供最佳質量的照明，將在特定商店和該公司總部(Rochester, NY)的懸吊燈具中安裝OLED/LED照明組合。這種混合燈具的OLED組件將由美國OLED照明製造商OLEDWorks進行製造。

基於OLED的照明應用已經廣泛用於顯示器產品中，現在正開始進軍其他照明市場。然而，生產成本和發光效率至今仍是其落實更廣泛採用的主要障礙。隨著相關研究的持續進行，可望最終克服這些限制。我們期待很快就會在生活中看到OLED照明產品。

編譯：Susan Hong

(參考原文：OLEDs heading for lighting, automotive, wearables，by Yoelit Hiebert)

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