編者按：在2019年12月5-6日在上海舉辦的“中國國際車燈技術(shù)峰會”上，來自主機廠、車燈及光源廠家的技術(shù)專家熱烈討論未來車燈發(fā)展趨勢及各種新型光源在車載中的應(yīng)用。翌光科技副總經(jīng)理張國輝發(fā)表了題為《OLED技術(shù)在汽車尾燈中的應(yīng)用》的演講。OLED尾燈技術(shù)獲得了與會者的極大關(guān)注，會后我們不斷收到希望詳細(xì)了解相關(guān)信息的需求。因此我們編輯整理了相關(guān)報告資料，以饗讀者。
圖1、OLED在汽車尾燈中的應(yīng)用
- 美好生活對更優(yōu)質(zhì)光源的需求
在歷史的很長世間內(nèi)，“足夠亮”一直是對光源的第一需求。隨著電光源乃至后續(xù)的無機半導(dǎo)體光源的出現(xiàn)，”亮“已經(jīng)成為一個被完全滿足甚至過分滿足的需求。
在日常行車時我們或多或少都有被道路上方的監(jiān)控補光燈“閃“了一下的感受，也都曾經(jīng)有過會車時如果對方開啟遠(yuǎn)光燈帶來的視覺困擾。如果在夜間、瞬間的強光造成的短暫”失明“會對行車造成潛在的交通事故風(fēng)險。同樣作為起到警示后車人員作用的尾燈，隨著LED光源的廣泛使用，如果設(shè)計不當(dāng)、尾燈過亮/局部炫光等問題會造成后車人員的視覺不舒服及疲勞，也成為生活中的一個普遍被吐槽的痛點。車燈的一大功能就是為人類的視覺服務(wù)，因此未來追求視覺舒適化是車燈發(fā)展的方向之一。
同時對于一輛汽車來說，外觀表達(dá)了品牌的審美、品味，體現(xiàn)了品牌的獨特性。而作為重要的視覺組件車燈，更是成為進(jìn)行品牌區(qū)隔的符號和載體。比如在車燈領(lǐng)域不斷推陳出新、總是占據(jù)創(chuàng)新源頭的奧迪，親切地被人稱為“燈廠”，賣車只是順便的事。而注重符號化設(shè)計、通過車燈的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)造型、展示汽車本身的一些元素符號，在這方面，標(biāo)準(zhǔn)化的鹵素?zé)舯磉_(dá)能力有限，而新的半導(dǎo)體技術(shù)OLED及LED則為此提供了廣闊的全新設(shè)計空間。
另外，由于汽車智能交互技術(shù)的發(fā)展，車燈的顯示化成為將來的重要發(fā)展趨勢，例如前大燈可通過智能投影方式，為駕駛者以及路上其他相關(guān)方提供相應(yīng)的信息；而尾燈將來的顯示化設(shè)計，更多在于在尾燈本身上做顯示設(shè)計。
車燈的舒適化、顯示化及符號化，也對車燈光源本身提出了新的要求。
圖2、業(yè)界四種光源
圖2是目前業(yè)界四種光源。其中前三種均為點光源。前兩者在使用時，均需要用到散射及勻光板等組件。而激光大燈在組成車燈時，也需要濾光鏡及反射鏡部分。而OLED先天就是發(fā)光均勻的面光源，無需其余光學(xué)組件。從應(yīng)用領(lǐng)域來看，前兩者是大燈、尾燈、內(nèi)飾通用型的。而激光大燈因為其光線準(zhǔn)直性好，重點應(yīng)用于前照燈的遠(yuǎn)光部分，而OLED因其柔和，更多定位與尾燈的位置燈及內(nèi)飾照明部分。
- OLED光源對車燈設(shè)計帶來的獨特優(yōu)勢
首先從最直觀的表現(xiàn)看，OLED的形體比較美。形體美主要表現(xiàn)在發(fā)光均勻帶來的舒適感、邊界清晰帶來的爽利感、厚度薄帶來的輕盈感。其次，可以通過顯示化實現(xiàn)智能交互。這主要得益于OLED的高響應(yīng)速度、單屏像素化設(shè)計以及可實現(xiàn)灰度顯示。如圖3視頻所示，,奧迪發(fā)布的數(shù)字化OLED技術(shù)，展示了像素化及灰度顯示設(shè)計。
圖3、奧迪發(fā)布的數(shù)字化OLED屏體
第三，OLED可實現(xiàn)透明化，之前曾與客戶設(shè)計了透明的OLED尾燈，透過前面燈片，可以看到后面疊加燈片的發(fā)光。疊加效果非常漂亮。第四、如果未來將現(xiàn)在用的玻璃基板，更換為柔性塑料襯底，還可以實現(xiàn)柔性照明。
圖4、翌光柔性O(shè)LED屏體
圖4是我們做的一個柔性樣品的視頻。大家可以看到，可以做二維的彎曲，表面非常均勻、而且燈片非常薄僅在0.1-0.2mm之間。第五、OLED屏體可以實現(xiàn)變色設(shè)計。當(dāng)然，應(yīng)用與尾燈領(lǐng)域，因為法規(guī)要求僅需要紅色就可以。但在內(nèi)飾等應(yīng)用，就可以用到變色功能。我們通過屏體設(shè)計，可以實現(xiàn)CIE坐標(biāo)圖上，藍(lán)色坐標(biāo)與黃色坐標(biāo)間，所有直線上點的連續(xù)顏色變化，獲得變色照明的效果。
- 翌光科技在汽車尾燈方面的工作進(jìn)展
翌光科技2015年成立，技術(shù)源自于清華大學(xué)。2016年9月建設(shè)完成了國內(nèi)最先進(jìn)的OLED照明量產(chǎn)線。在OLED尾燈技術(shù)開發(fā)過程中，與華域視覺、星宇車燈、長城汽車等在OLED樣燈制備及車燈開發(fā)方面一直以來保持密切合作。在車用尾燈技術(shù)及量產(chǎn)開發(fā)項目上，OLED車載紅光壽命（LT70）2015突破3000小時、2016突破6000小時，到目前已達(dá)到20000小時以上。2017年與華域合作推出小鵬bate版尾燈及Q3尾燈售后版，實現(xiàn)小批量化。
可靠性難題的解決與保障！
OLED在顯示領(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用，最大的應(yīng)用市場為手機。根據(jù)IHS于2018年第三季度的統(tǒng)計，OLED屏幕手機銷售額，已經(jīng)在所有智能手機中占61.1%，確立了主流應(yīng)用的地位。
但是目前OLED車載尾燈的應(yīng)用占比還非常低，從技術(shù)上來看，主要在于消費電子與車載品對產(chǎn)品性能及可靠性的要求差異非常大所帶來的技術(shù)問題的解決以及產(chǎn)品導(dǎo)入周期的漫長。從價格來說由于目前成本較高，初期主要從一些高端車型上進(jìn)行應(yīng)用。
技術(shù)方面來看，例如，亮度方面，手機屏幕或電視機，亮度需求一般最高500nits，但車載尾燈一般1000-2000nits間；工作溫度范圍，手機等一般在-20℃-70℃，但車載品要求在-40℃-105℃間；壽命來看電子消費品一般2-3萬小時，而車載產(chǎn)品要求10年以上。還有輻照問題，一般消費品幾乎不用考慮太陽輻照問題，但車載品，4500MJ/m2是基本的入門門檻。
歸納來說，OLED尾燈大批量量產(chǎn)應(yīng)用的可靠性需求：從技術(shù)層面看，要解決車用環(huán)境下耐高溫、高溫高濕、震動、輻照等問題；從制造層面看，需要按車規(guī)體系進(jìn)行集成化、可追溯化生產(chǎn)，達(dá)到產(chǎn)品批量一致可靠性。
技術(shù)層面可靠性難題的解決：
耐高溫OLED的設(shè)計與選材及器件結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。一般常用OLED耐溫性能不佳，不能應(yīng)用于車載體系。我們通過耐高溫材料的選擇、特殊器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計、疊層OLED結(jié)構(gòu)的設(shè)計引入、特定的光學(xué)設(shè)計等，解決了耐高溫及抗輻照的問題。
通過參考車載行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時結(jié)合我們與車燈廠、主機廠多年來的溝通，識別對應(yīng)OLED測試項目，重點涵蓋了存儲、工作、濕熱、震動、輻照、靜電等。我們的OLED屏體均已通過對應(yīng)測試。
在整個技術(shù)研發(fā)周期中，截至2019年8月，翌光共持有專利242余件。其中大部分為發(fā)明專利，涵蓋材料、器件、電路、工藝、設(shè)備和終端等領(lǐng)域。
制造層面可靠性的系統(tǒng)保障：
車載產(chǎn)品要求制造產(chǎn)品的一致性、可靠性，制造過程的可追溯化及自動化。如圖6我們車間采用無塵室設(shè)計、整體千級局部百級；從基板來料到關(guān)鍵的蒸鍍、封裝可實現(xiàn)集成化、自動化生產(chǎn)；對于過程關(guān)鍵工藝參數(shù)，設(shè)備可做自動化的監(jiān)控與報警；并建有完善的檢驗、追溯體系。在2018年底，翌光科技已經(jīng)順利通過了IATF16949車規(guī)體系認(rèn)證。
圖7、翌光OLED照明產(chǎn)線
成本，暫時是，但并不是真正的難題
很多人對OLED尾燈的第一印象是貴，也因此目前更多的局限在高端車型上的量產(chǎn)應(yīng)用。但如果仔細(xì)分析，OLED的成本高并不是先天注定的。從屏體結(jié)構(gòu)及工藝制程來看，OLED相比LED產(chǎn)業(yè)鏈更短、工序更少、結(jié)構(gòu)更簡單，未來有很大的成本降低空間。
規(guī)模化生產(chǎn)、更高規(guī)模世代線的建設(shè)、OLED顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同降本溢出等，也都意味著OLED照明屏體降本的巨大潛力。而形成良好的應(yīng)用市場與成本降低曲線，有助于產(chǎn)業(yè)的高速、健康發(fā)展。
- 感謝及展望
最后，我想借此機會感謝一直以來，與翌光科技密切合作、溝通的主機廠及車燈廠等，正是你們的溝通、支持，使我們逐步克服OLED尾燈應(yīng)用的難題，技術(shù)獲得長足發(fā)展。
目前，OLED的應(yīng)用還主要是瞄準(zhǔn)尾燈的位置燈部分，下一步我們將持續(xù)與主機廠、車燈廠一起，進(jìn)一步挖掘發(fā)揮OLED柔性、可變色、超薄的優(yōu)點，拓展OLED在車載領(lǐng)域，如內(nèi)飾方面閱讀燈、氛圍燈等領(lǐng)域的應(yīng)用。相信通過產(chǎn)業(yè)相關(guān)方的協(xié)同合作，我們可以一起將更新、更好的技術(shù)導(dǎo)入產(chǎn)業(yè)中，為客戶、為每個人的美好生活，帶來更多的價值。
圖8、固安翌光科技有限公司位置
