LED
LED是發(fā)光二極管( Light Emitting Diode)的簡稱。
1955年美國RCA公司的Rubin Braunstein發(fā)現(xiàn)了GaAs以及其他半導(dǎo)體合金的紅外線放射作用,1962年美國GE公司的Nick Holonyak Jr則開發(fā)出了可見光LED。以往LED通常僅用于指示燈和顯示板,真正的起飛是在1990年代白光LED出現(xiàn)后,應(yīng)用面越來越廣?,F(xiàn)今已主要用作白熾燈的替代光源和LCD電視的背光源以取代原先使用的冷陰極熒光管(CCFL)。
LED照明
1880年愛迪生發(fā)明了電燈泡,對人類的照明進行了革命,改善了人類的文明生活,加速了全球經(jīng)濟和照明產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。時至今日,低碳節(jié)能成為時代要求,可取代白熾燈泡的LED照明燈具,成為人類照明技術(shù)的第二次革命,被寄予厚望。據(jù)統(tǒng)計,全球2005年照明用電占總發(fā)電量的19%,花費3650億美元,占世界GDP 1.2%,共排放C02 5.55億噸。
LED用作照明始于10年前的墻腳燈,隨后用作路燈,再擴及頂燈、聚光燈和日光燈等室內(nèi)照明。LED光源具有低功耗、長壽命(可使用l0年以上)、反應(yīng)速度快、防潮、耐震、堅固,并具有易維護、輕薄短小等特性。加上先進國家已在推行禁止和銷售傳統(tǒng)白熾燈的政策,因而LED照明市場無疑佳景可期。
據(jù)日本矢野經(jīng)濟研究所的最新報告,2004年世界照明用白色LED市場不過40億日元,2008年成長到了402億日元(3.3億個),占全部白色LED市場(3440億日元,190億個)的l2%。預(yù)計2013年照明用白色LED可快速增長到4130億日元,5年翻了一番,2018年可望達到7080億日元,l0年間的年均增長率高達33%。
價格下降(以流明計算,大約每年下降30%),應(yīng)用不斷擴大,市場大致呈現(xiàn)短缺現(xiàn)象,引起眾多公司參與進來,日本即有松下、東芝、NEC、Rohm及Sharp等巨型公司相繼加入。
毋庸諱言,照明用LED還面臨不少課題有待解決,諸如LED作為點光源的直線指向工作方式必須通過努力提高其擴散性。散熱、色性、光性都還須改善,提高發(fā)光效率,改進封裝,生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生砷有害物體的問題尤須解決。
LED背光
LCD顯示器本身是不會發(fā)光的,它依靠背光源將光線穿過顯示面板,展現(xiàn)圖形圖像。因此,背光源的技術(shù)直接影響到LCD電視的畫質(zhì)。傳統(tǒng)的LCD顯示器通常采用冷陰極熒光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)作為光源,導(dǎo)致LCD顯示器顏色不夠豐富等不少缺陷。LED則具有色域廣、壽命長(CCFL5萬小時、LED 10萬小時)、運動圖像質(zhì)量高、安全(5~24V低壓工作)、環(huán)保(無射線、無砷)以及抗震等一系列優(yōu)點。因此,LED取代CCFL作為LCD電視的背光源,這一市場自2009年正式起飛,發(fā)展迅速。
早在2004年,日本Sony公司率先推出40英寸和46英寸的LED背光電視機,韓國三星公司于2006年跟進,2007年上市高對比、低價格的白色LED背光電視,從而引起了眾多公司,包括LG、Sharp、松下、日立、Phi1ips等家電巨頭先后參入市場,紛紛于2009年推出產(chǎn)品,因而這年被稱為“LED背光LCD電視元年”。
據(jù)Displaybank市場調(diào)研公司報告,2009年世界LED背光LCD電視機的銷量達360萬臺,今年即可上升到3200萬臺,占全體LCD電視機銷量的18.8%,2013年可躍增到1.56億臺,占69%,2008~2013年間的年均增長率高達27%,2016年的占有率可望超過80%。
LED背光LCD電視機推廣普及的最大問題也是價格過高,據(jù)報道,一臺LCD電視的背光板約須裝16個LED,成本約30~60美元,而安裝數(shù)達到450多個的CCFL成本僅需一二十美元,故而整臺電視機大約貴20%上下。但是,隨著生產(chǎn)的改善,預(yù)期未來LED背光模塊的成本會很快下降,預(yù)測3年內(nèi)便可接近CCFL的水平。一句話,LED替代CCFL背光已是必然的趨勢,且其替代速度就像當(dāng)年LCD替代CRT一樣,將快于預(yù)期。
OLED
OLED是有機發(fā)光二極管(0rganic Light Emitting Diod)的簡稱。它的發(fā)明始于偶然,1979年某一天的晚上,在Kodak公司從事科研工作的華裔科學(xué)家鄧青云博士,在回家途中突然想起有件東西忘在實驗室里便返了回去,在黑暗中他發(fā)現(xiàn)有個亮光,打開燈后看到原來是一塊做實驗的有機蓄電池在發(fā)光。從此,他開始了對有機體的發(fā)光研究,即今稱之為OLED的研究,他也被稱為OLED之父。OLED和LED的發(fā)光機理基本相同,但因使用的是有機材料,具有一系列優(yōu)異的特性。
作為平板顯示器件,OLED與使用最普遍的LCD相比,擁有面板薄、對比度高、響應(yīng)速度快、功耗低、視角寬、重量輕等,尤其值得一提的優(yōu)勢更在于OLED屏可以彎曲、折疊、甚至可以像一張紙一樣掛在墻上,放在口袋里,以至鑲嵌在衣服里,不用時是衣服的一部分,需要時則可顯示必要的信息。因此,OLED被公認是LCD注定的終結(jié)者,也可稱之為平板顯示領(lǐng)域的“明日之星”。
OLED顯示器
當(dāng)前從顯示器的總體發(fā)展而言,綠色(節(jié)能減碳)、3D和觸控是未來三大發(fā)展方向。在綠色方面,電子紙、OLED和LED背光 代表著發(fā)展的主流。據(jù)有關(guān)市場調(diào)研單位報告,世界電子紙市場隨著技術(shù)的改進、應(yīng)用的擴大將迅速前進,2009年銷售額不過4億美元,2015年即將增長到60億美元,2018年更可望增長到96億美元,年均增長率高達41% 。而據(jù)Disp1aySearch公司報道,世界OLED顯示器市場2006年為5億美元,2010年超過10億美元,達約13億美元,2016年可望達到62億美元(圖2)。但據(jù)英國IntertechPira市場調(diào)研公司報告,包括OLED照明和顯示器在內(nèi)的世界市場,2008年為6.15億美元,2014年可超過67億美元,年均增長率達44%。那么,電子紙和OLED市場規(guī)模相仿,好有一拼,但一般認為,電子紙目前主打電紙書,而OLED應(yīng)用更為廣泛,似更勝一籌。
另一方面,無論哪一種產(chǎn)品,相較于現(xiàn)已近千億美元市場的LCD,還不免相形見絀。
OLED屏目前仍以中小型為主,今年伊始,手機主屏將成為OLED的最大應(yīng)用。據(jù)市場調(diào)研公司iSuppli預(yù)測,手機用OLED屏的世界出貨量將從2009年的2220萬片提升到2015年的1.78億片,年均增長率高達41.1%,而全部手機用屏每年僅增長8%。還應(yīng)指出的是,2009年手機用OLED屏仍不過占全部手機用屏的2%,2013年也才占6%,發(fā)展空間十分巨大。
據(jù)DisplaySearch公司預(yù)計,到2016年世界OLED屏62億美元的銷售額中,手機用屏占30美元的市場份額,依然擁有半壁江山,而屆時OLED電視屏不過20億美元的規(guī)模。隨著OLED在手機屏上的成功應(yīng)用,勢必會順勢擴大到筆記本電腦特別是電視的應(yīng)用。實際上,日本Sony公司于2007年即推出了世界首臺11英寸的OLED電視,并計劃推出27英寸電視,不料Sony公司卻無端突然中止了這項業(yè)務(wù)。直到最近在被曝光的公司內(nèi)部發(fā)展藍圖中,OLED電視又赫然再次列入2010~2011年的新產(chǎn)品計劃中,有人推測Sony是在LCD電視市場上遭到慘敗之后,很可能打算重新借助OLED來打翻身仗。
除了Sony之外,還有三星、LG、Sharp、先鋒、三菱等巨頭公司都有推出OLED電視的計劃。LG今年在全球上市15英寸OLED電視,并堅定地計劃明年將推出30英寸、2012年40英寸電視機。LG公司并預(yù)測,到2016年OLED面板價格可望低于LCD。2011年前OLED使用熒光材料,2012年開始改用磷光材料,不過當(dāng)年OLED的材料成本仍比LCD高50%,成品率低30%,因技術(shù)的進步到2016年,OLED的材料成本方可比LCD低20%~30%,而成品率相當(dāng)。故而只有到那了個時候,OLED面板的價格才會低于LCD,進入大規(guī)模實用階段。
OLED按其自發(fā)光、功耗低(比LCD低l/3,更僅及PDP的1/10)、重量輕、視角好等優(yōu)點,適于制作大尺寸面板。目前OLED面板以中小型為主,原因在于大尺寸面板制作困難,為此,日本Epson公司正努力研發(fā)大尺寸面板,它將現(xiàn)在普遍使用的噴鍍工藝改為噴墨印刷工藝,預(yù)計2012年可生產(chǎn)出大尺寸面板。日前Sony還展示了用輪轉(zhuǎn)印刷生產(chǎn)出柔性多彩的OLED面板。
OLED照明
最近一段時間以來,LED照明被炒得沸沸揚揚,熱得不得了,對OLED照明則不甚了了,究其原因并不奇怪,蓋OLED顯示問世已約10年,人們有所了解,而OLED照明近年才剛冒頭,僅有少量生產(chǎn)。其實,OLED照明比LED更具優(yōu)越性,更適于用作照明,它表面發(fā)光,效率更高,透明輕薄,堅固耐用,可制成透明如窗,也可如鏡子反射,且柔軟可撓,為照明設(shè)計者開創(chuàng)了無限的想像,受到了特別的青睞。
歐、美、日大型電氣公司都已對OLED照明投資開發(fā),準備生產(chǎn)。著名市場調(diào)研公司Disp1aySearch最近發(fā)表的報告稱,世界OLED照明將于今年啟航,明年躍進,預(yù)計2014年市場規(guī)模可達28億美元,2018年更可望達到60億美元,絕不遜于LED在照明市場的前途,而且更為遠大。
LED背光
LCD顯示器本身是不會發(fā)光的,它依靠背光源將光線穿過顯示面板,展現(xiàn)圖形圖像。因此,背光源的技術(shù)直接影響到LCD電視的畫質(zhì)。傳統(tǒng)的LCD顯示器通常采用冷陰極熒光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)作為光源,導(dǎo)致LCD顯示器顏色不夠豐富等不少缺陷。LED則具有色域廣、壽命長(CCFL5萬小時、LED 10萬小時)、運動圖像質(zhì)量高、安全(5~24V低壓工作)、環(huán)保(無射線、無砷)以及抗震等一系列優(yōu)點。因此,LED取代CCFL作為LCD電視的背光源,這一市場自2009年正式起飛,發(fā)展迅速。
早在2004年,日本Sony公司率先推出40英寸和46英寸的LED背光電視機,韓國三星公司于2006年跟進,2007年上市高對比、低價格的白色LED背光電視,從而引起了眾多公司,包括LG、Sharp、松下、日立、Phi1ips等家電巨頭先后參入市場,紛紛于2009年推出產(chǎn)品,因而這年被稱為“LED背光LCD電視元年”。
據(jù)Displaybank市場調(diào)研公司報告,2009年世界LED背光LCD電視機的銷量達360萬臺,今年即可上升到3200萬臺,占全體LCD電視機銷量的18.8%,2013年可躍增到1.56億臺,占69%,2008~2013年間的年均增長率高達27%,2016年的占有率可望超過80%。
LED背光LCD電視機推廣普及的最大問題也是價格過高,據(jù)報道,一臺LCD電視的背光板約須裝16個LED,成本約30~60美元,而安裝數(shù)達到450多個的CCFL成本僅需一二十美元,故而整臺電視機大約貴20%上下。但是,隨著生產(chǎn)的改善,預(yù)期未來LED背光模塊的成本會很快下降,預(yù)測3年內(nèi)便可接近CCFL的水平。一句話,LED替代CCFL背光已是必然的趨勢,且其替代速度就像當(dāng)年LCD替代CRT一樣,將快于預(yù)期。
OLED
OLED是有機發(fā)光二極管(0rganic Light Emitting Diod)的簡稱。它的發(fā)明始于偶然,1979年某一天的晚上,在Kodak公司從事科研工作的華裔科學(xué)家鄧青云博士,在回家途中突然想起有件東西忘在實驗室里便返了回去,在黑暗中他發(fā)現(xiàn)有個亮光,打開燈后看到原來是一塊做實驗的有機蓄電池在發(fā)光。從此,他開始了對有機體的發(fā)光研究,即今稱之為OLED的研究,他也被稱為OLED之父。OLED和LED的發(fā)光機理基本相同,但因使用的是有機材料,具有一系列優(yōu)異的特性。
作為平板顯示器件,OLED與使用最普遍的LCD相比,擁有面板薄、對比度高、響應(yīng)速度快、功耗低、視角寬、重量輕等,尤其值得一提的優(yōu)勢更在于OLED屏可以彎曲、折疊、甚至可以像一張紙一樣掛在墻上,放在口袋里,以至鑲嵌在衣服里,不用時是衣服的一部分,需要時則可顯示必要的信息。因此,OLED被公認是LCD注定的終結(jié)者,也可稱之為平板顯示領(lǐng)域的“明日之星”。
OLED顯示器
當(dāng)前從顯示器的總體發(fā)展而言,綠色(節(jié)能減碳)、3D和觸控是未來三大發(fā)展方向。在綠色方面,電子紙、OLED和LED背光 代表著發(fā)展的主流。據(jù)有關(guān)市場調(diào)研單位報告,世界電子紙市場隨著技術(shù)的改進、應(yīng)用的擴大將迅速前進,2009年銷售額不過4億美元,2015年即將增長到60億美元,2018年更可望增長到96億美元,年均增長率高達41% 。而據(jù)Disp1aySearch公司報道,世界OLED顯示器市場2006年為5億美元,2010年超過10億美元,達約13億美元,2016年可望達到62億美元(圖2)。但據(jù)英國IntertechPira市場調(diào)研公司報告,包括OLED照明和顯示器在內(nèi)的世界市場,2008年為6.15億美元,2014年可超過67億美元,年均增長率達44%。那么,電子紙和OLED市場規(guī)模相仿,好有一拼,但一般認為,電子紙目前主打電紙書,而OLED應(yīng)用更為廣泛,似更勝一籌。
另一方面,無論哪一種產(chǎn)品,相較于現(xiàn)已近千億美元市場的LCD,還不免相形見絀。
最早供應(yīng)OLED照明的看來會是Philips公司,接著是GE和Konica Minolta等,但其他如Lumiotec和0sram等公司都將于2012年前投產(chǎn)上市(圖4)。
結(jié)語
隨著生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性能的改善,OLED技術(shù)再度受到了人們的關(guān)注。Sony的回歸,韓國三星、LG的奮起,以及中國大陸從臺灣廠商購買技術(shù)入手的后發(fā)勢力,OLED重現(xiàn)光明,2010年將成為轉(zhuǎn)折點,可稱OLED起飛元年。OLED從中小顯示屏切入應(yīng)用,并將經(jīng)由技術(shù)改進等途徑,攻入大尺寸顯示屏領(lǐng)域,而亮度的提高,將使OLED成為殺進綠色照明市場的一匹大黑馬。
與此同時,我們也必須看到,OLED在前進的道路上還面臨若干艱難險阻,主要有三:其一,價格昂貴,原因在于生產(chǎn)規(guī)模尚小,導(dǎo)致制造和材料成本難于下降,例如,LG的15英寸OLED標(biāo)清電視,售價高達2600美元,這樣的價格可以買到LG全清55英寸LCD電視了;其二,壽命短,目前OLED壽命只有2萬小時,商用化至少應(yīng)有5萬小時;其三,OLED屏當(dāng)下主要仍是中小尺寸的,大約有六成用于手機,四成用于MP3,用于電視的大尺寸屏還有待突破。