照明应用中LED和OLED的比较及产业发展分析.pdf

《照明应用中LED和OLED的比较及产业发展分析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《照明应用中LED和OLED的比较及产业发展分析.pdf（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 年 月第 卷第 期照明工程学报 畅 畅 照明应用中 LED 和 OLED 的比较及产业发展分析张天翼 顾磊（畅 中国电子信息产业发展研究院，赛迪顾问股份有限公司，北京；畅 麦肯锡咨询（上海）有限公司，上海）摘要：本文回顾 和 的发展史，尤其是两者在照明领域的应用进程。通过计算机模拟的方法选取国际知名厂商生产的 照明面板与 灯具进行照明效果比较，同时对两者的成本进行了讨论。在成本分析的基础上，对 和 照明市场发展进行了预测，并结合产业发展现状给出发展建议。关键词：；照明效果；成本；市场规模；发展建议中图分类号：文献标识码：DOI：畅 桙 畅 畅-畅 畅 畅 LED and OLED Devic

2、es Compare in Lighting Applicationand Industry Development （畅 CCID Consulting Co，Ltd，China Center for Information Industry Development，Beijing，China；畅 McKinsey Company，Shanghai，China）Abstract：-（，）-（，），Key words：；1引言随着照明技术的不断发展，人类在经历了白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯之后，正在步入半导体照明时代。作为新型照明技术的，拥有节能、环保、光效高以及易于控制等优点，目前已经被广

3、泛用于照明和显示领域。由 公司的 在 年所发明，当时 的光效仅为 畅 桙。六年后，和 首次生产出使用 畅 畅 桙 材料的红光。在随后的 年间，技术快速发展，发光效率的提升遵从于 定律，器件光效每 年增加一个数量级，到 年已增长 多倍，远远超过白炽灯和荧光灯。而单个 封装器件的初始亮度则遵从于 在 年前提出的 定律，即单个 光输出量每 个月翻一番，。照明应用发展如此之快，以至于其发明者 曾于 年在美国物理学报（）上发表题为“将第 卷第 期张天翼等：照明应用中 和 的比较及产业发展分析是灯的最终状态？”的文章，并预言 能够也必将不断发展直到各层级的光亮度和色彩都得以实现。在照明领域，作为面发光光源

4、，相比 而言，具有更轻、更薄、可柔性以及潜在的低成本优势。作为 的发明者，邓青云研究 可追溯到 年，并于 年发布首篇关于 的研究成果。最早的 器件呈现三明治结构，通过低于 伏的直流电驱动后可以放出高亮度的光（桙），光效为 畅 桙。年，日本的 等人首次通过 三色光源获得白光，为 照明应用带来希望。日本先锋公司最早在 年将单色 应用在汽车的音响系统上，开启了 商业化应用的新篇章。值得注意的是，磷光材料的引入使 器件能够打破内量子效率 的限制，使器件内量子效率在理论上可以达到，。经过不断努力，白光 在 年已经可以达到 桙 的初始亮度以及 万小时的寿命。目前，世界著名的几家公司，如飞利浦、欧司朗、和

5、都在不断推进 照明的产业化，而中国国内也有维信诺和第壹有机发光在积极投资 照明面板的研发和产业化。本文将从照明效果以及成本两方面入手，结合 和 的照明市场趋势及产业化应用提出发展建议。2模拟和讨论本文模拟和讨论的基本研究思路如下：（）从市场上各选择一款 照明面板和 灯的样品；（）将两个样品进行等照度模拟比较；（）比较 和 产品的成本发展趋势；（）分析进一步降低产品成本的途径。2畅 1OLED 照明面板和 LED 灯样品的参数 照明面板由飞利浦提供，可在市场上获得，公司网站公布的售价是每片 欧元。面板拥有一个正方形的发光区域，所有发光材料均为磷光材料。其他的参数如表 所示。灯同样来自于飞利浦公司

6、，型号为。其他参数如表 所示。表1OLED 照明面板的参数Table 1OLED parameter参数 照明面板面板尺寸 照明区域 畅 亖畅 驱动电压怂怂畅 驱动电流侣侣畅 亮度 桙 行发光效率 桙 总照度 寿命 色温 色坐标（g g畅，Y畅）表 2LED 灯样品的参数Table 2LED lamp parameter参数 灯样品发光效率 桙 总照度 色温 2畅 2配光曲线模拟基于表、表 的参数，图 给出通过 软件获得的配光曲线。值得注意的是，在模拟中，为了达到可比拟的模拟效果，选择使用 个 面板与 个 灯进行匹配。亮度分布模拟中作者进行了一定的假设，主要包括灯样品被放置在桌面上方 毫米处，

7、且桌面足够宽阔并且其上没有其他物品。图 所示分别为 和 样品的等照度图。图 表明在前文模拟中的 和 样品能够实现相近的照明效果。在表 中更进一步通过数据验证了上述结果，即模拟中的 面板和 灯样品能够实现相近的照明效果。表3等照度图中的主要参数Table 3Main parameter in iso-illuminance plot亮度参数 照明面板 灯产品平均值（）悙c最小值（）|c最大值（）悙c最小值 平均值 畅 腚腚畅 最大值 平均值 畅 腚腚畅 2畅 3成本分析从以上的模拟结果我们可以看出，虽然 产品已经成为业界心目中未来的选择，但在现阶段，其与 产品的差距还非常悬殊。产品在业界的共同推

8、动下，将继续保持快速发展，而 仍然面临成本过高，关键技术有待解决的发展瓶颈。照明工程学报 年 月图 配光曲线模拟畅 图 等照度图（单位：，比例：）畅 （：，）根据美国能源部的预测，到 年，产品的成本将降至现在的 ，而发光效率将突破，详见表。表4美国能源部预测 LED 产品发展趋势Table 4LED product development tread by DOE参数?5+!觋价格（美元千流明）殚殚畅 哌哌畅 照照畅 怂怂畅 畅 畅 媼媼畅 发光效率（）篌篌畅 殚殚畅 哌哌畅 照照畅 揶 揶畅 栽 栽畅 适适畅 北北畅 本文在表 中对 面板的成本进行了分解，其中设备、劳动力、良品率以及材料成本

9、所占比例远高于其他因素。而当生产线由 畅 代升级为 代线时，其单位成本由每平方米畅 美元下降到畅 美元。除了考虑增加基板尺寸因素以外，还有几种降低成本的可行方案：（）加强低成本量产设备研发；（）改善各生产环节所用设备的可靠性和生产能力；第 卷第 期张天翼等：照明应用中 和 的比较及产业发展分析表5G4畅 5 和 G6 代 OLED 面板成本构成比较Table 5G4畅 5 and G6 OLED cost comparison成本分解吵吵畅 设备劳动力良品率有机材料基板封装电极总平均成本（美元桙 平方米）览览畅 蜒蜒畅（）提高材料利用率降低材料成本；（）提高产品良品率；（）引进低成本的配套工艺

10、，如封装技术等；（）开发具有自主知识产权的新一代量产设备，如卷对卷成膜工艺。3产业发展动态3畅 1LED 产业发展趋势预测由于政府对价格不敏感且自身具有推动节能产品普及的需求，因此公共照明领域将成为 市场发展的主要增长点。就我国市场而言，由于国家相继出台了一系列的政策，如十城万盏专项、城市照明工程等，以及一些新的市场需求的快速成长，如 背光、显示屏等的共同推动下，我国 市场在未来也将取得了快速发展。以广东省为例，按照广东省政府印发的 枟广东省推广使用 照明产品实施方案枠 规定，全省道路、公共场所、政府机关、国有企事业单位等财政或国有资本投资建设的照明工程以及南沙、前海、横琴等新规划建设的新区一

11、律使用 照明产品。珠三角地区要力争在 年底前，东西北地区在 年底前，普及 公共照明，带动全社会普及 照明，实现全省同比口径下照明节能 以上，拉动 产业“十二五”期末实现年产值 亿元以上。虽然广东省的这一举措有点行政强推的味道，但毕竟对推动 产品市场发展具有积极意义，在全国也具有积极的示范推动作用。据赛迪顾问预测，到 年我国 市场规模将达到 畅 亿元（图）。3畅 2OLED 照明产业发展趋势预测尽管 还没有发展到产业化的阶段，但其图 年中国 照明市场规模及预测畅 前进的步伐却没有减缓，包括欧洲、美国与日本等国家在内，都已有厂商投入大量资金研发 照明技术。在最近召开的 展会上，松下和东芝分别展出了

12、最新的 照明面板，发光效率已经达到桙 水平，详见表。表6SID2012 展会上松下和东芝 OLED 照明产品参数对比Table 6OLED Parameter comparison参数松下东芝发光效率（）（）发光面积栽（）有机发光材料全磷光白色材料红绿 蓝色叠加白色磷光材料关键核心技术光线提取技术（）采用了能提高电子迁移率的新型电子输送材料（）条状辅助布线，可在更大面积的面板上获得均匀的亮度分布（）以采用新材料和构造的阴极电极取代了原来的铝阴极电极，提高阴极电极的反射率根据 的报道，目前已经有很多厂商都在计划或已经量产 照明产品，到 年，全球 照明市场总规模将达到 亿美元，并保持年均畅 的增长

13、（图）。由于 照明还处于起步阶段，因此处于发展中国家的中国，市场份额应比重较小，本文以全球市场为范围进行规模预测。4产业发展建议由上述数据可以看出，和 都拥有广阔的市场发展空间，我国企业如何在其中获得更多的市场份额，本文首先针对 在照明领域的发照明工程学报 年 月图 年全球 照明市场规模及预测畅 展给出以下建议：（）由于 成本过高，在短期内还不足以在照明领域替代。尽管 已经能够显现出低成本优势，但在科学家和研究人员面前仍有一条漫长的路，要去改善器件生产工艺。成熟的产业化技术能够有效降低 面板的成本。（）白光 材料仍需要进行深入研究，以获得更佳的照明参数。其中磷光材料分子结构以及不同颜色材料的配

14、比将成为 照明面板寿命和效率的决定因素。（）在 和 之间最值得关注的差别是 具有柔性和透明的特征。具有制备柔性透明器件的潜力，因此作者建议研究人员和相关企业在未来应该更多关注 照明器件的功能型应用，如纸一样的灯、透明台灯或者柔性显示器等。（）对于我国政府而言，全球经济衰退时期正是引进国际先进 技术的关键时期，为我国 产业引入核心技术人才，集中财力攻克关键技术环节，能够推动我国 产业持续快速发展。对于 产业，我国的 产业在过去一段时间已经获得跨越式发展，有众多中小企业涉足 封装及终端产品的生产。但是我国的 企业，尤其是广东省的企业，由于不具有核心专利和技术而无法满足终端市场（如液晶电视的 背光源

15、），只能在低端的照明市场展开竞争。另一方面，中小企业的 产品质量不够稳定，往往几年之后就无法点亮，从而导致退货而对现金流产生严重影响。为了能够改变这一现状，作者建议行业主管部门应正确规划产业发展方向，有效进行资源要素配置，集中力量重点发展。同时，积极推动行业标准出台，增强行业自律。对企业而言，更应立足长远发展，以维护行业健康发展为己任，增强企业的社会责任感。5结论 和 分别吸引了全世界的关注，照明应用是他们最为重要的应用领域。本文比较了 和 器件的照明效果，尽管从模拟实验的结果上他们显示出相近的照明效果（包括配光曲线和等照度图曲线），但 器件的价格远远高于。面对未来巨大的市场机会，照明产品的制

16、造者和研究者应不断改进生产工艺和技术以降低产品成本，而 产品制造商应该稳定产品质量，维持并进一步扩大市场份额。在本文的模拟和讨论之后，作者也分别对 和 产业提出发展建议。致谢：作者感谢徐庆辉先生在计算机模拟方面提供的帮助和有意义的探讨。参 考 文 献 ，（）（-），：，：-：，（）：，：，：，（）？，（）：，（）：（下转第 页）第 卷第 期陈文林等：大功率 汽车前照灯散热装置的设计与分析图 在强制对流下均温板在 和 温度分布图畅 4结论本文采用 软件对三种 车前照灯散热模型进行了热仿真分析，并对其在自然对流和强制对流情况下散热方式进行热仿真分析。通过分析比较得出采用风扇强制对流散热加强了车灯的

17、周围空气流动，使其更易于散热，结温更低。对均温板式散热板进行加工制造，做成车灯进行实际测试，测试连续工作 个小时，的结温始终低于，实验验证了采用均温板式强制对流能够保证 前照灯稳定工作。此散热器具有结构简单、实用价值高等优点，拥有广阔的市场空间。参 考 文 献 刘木清，周德成，梅毅 与传统光源光效比较分析照明工程学报，（）：，：，黄秉钧高亮度 照明技术发展与太阳能照明应用台大机械系新能源中心，-，罗小兵，刘胜，江小平，程婷基于微喷射流的高功率 散热方案的数值和实验研究 中国科学 辑：技术科学，（）：桙 桙 桙-桙-畅（上接第 页），-（-），（）：，-，：，-，：，-桙 ，（）：照明应用中LED和OLED的比较及产业发展分析照明应用中LED和OLED的比较及产业发展分析作者：张天翼，顾磊，Zhang Tianyi，Gu Lei作者单位：张天翼,Zhang Tianyi(中国电子信息产业发展研究院，赛迪顾问股份有限公司，北京100048)，顾磊,Gu Lei(麦肯锡咨询 上海 有限公司,上海,200020)刊名：照明工程学报 英文刊名：China Illuminating Engineering Journal 年，卷(期)：2013(6)本文链接：http:/