[Autoritativer Bericht] OLED-Beleuchtung, der Hit auf der Frankfurter Messe – Wie wird sie sich in Zukunft entwickeln?

OLED-Beleuchtung macht seit einiger Zeit von sich reden, und ihre Zukunftsaussichten sind spannend und transformativ. Einige Institutionen prognostizieren, dass der OLED-Beleuchtungsmarkt bis 2021 ein Volumen von 1,5 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Auf der laufenden Frankfurter Light+Building 2016 hat OLED-Beleuchtung erneut hitzige Diskussionen ausgelöst. Die Zukunft der OLED-Beleuchtung bleibt jedoch ungewiss, und einige Branchenkenner stehen ihren Entwicklungsaussichten weiterhin skeptisch gegenüber. Wie also werden sich Technologie, Industrie und Markt der OLED-Beleuchtung im Jahr 2016 und in den kommenden Jahren tatsächlich entwickeln? Die folgende Analyse wird dies beleuchten.

(Auf der Frankfurter Light+Building 2016 gezeigte OLED-Beleuchtung)

Automobilbeleuchtung wird zur neuen Richtung für die OLED-Technologieentwicklung

Der Umsatz des OLED-Marktes wird hauptsächlich von Display-Anwendungen wie Smartphone-Bildschirmen und Smartwatches angetrieben. Aufgrund technischer Merkmale wie OLED-Design, Formfaktor und Effizienz sowie zahlreicher Wettbewerber und der Schwierigkeit, Gewinne zu steigern, haben die Hersteller der Branche jedoch seit Jahren intensiv an der Entwicklung von OLED-Beleuchtungsanwendungen gearbeitet.

Jedoch sind die derzeit hohen Kosten der OLED-Technologie nicht förderlich für die Marktentwicklung, und die relativ geringe Beleuchtungseffizienz hat auch die Marktanwendung verlangsamt. Die von OLED-Beleuchtungsherstellern beanspruchten Produktvorteile haben bei den Verbrauchern keine Anerkennung gefunden. Daher muss die OLED-Technologie Nischenmärkte oder 'Leitmärkte' finden, um den Produktumfang zu erweitern und Marktfenster zu öffnen, damit die OLED-Technologie den Verbrauchern ihre technischen Vorteile und Fähigkeiten demonstrieren kann.

Automobilbeleuchtung kann als der erste relativ anerkannte 'Leitmarkt' für OLED-Beleuchtungstechnologieanwendungen bezeichnet werden. Tatsächlich hat sich die Automobilbeleuchtung mit der jüngsten Reife der LED-Integrationstechnologie allmählich von einer Grundfunktion zu einem Fahrzeugmerkmal mit potenziell hohem Wert entwickelt. Osram-CEO Olaf Berlie sagte einmal: 'OLED-Technologie ist eine Schlüsseltechnologie in Nischenmärkten wie Automobilbeleuchtung wie Rücklichter. Das Automobilgeschäft ist ein wichtiger Markt für Osram. Seit 2013 widmet sich Osram der F&E von OLED-Technologie für grafiknahe Displays für Automobilbeleuchtungsanwendungen.' Die OLED-Technologie hat das Potenzial, sich aus dem Wettbewerb mit der LED-Technologie hervorzuheben und den Produkten einen neuen Mehrwert zu verleihen.

Der BMW M4 GTS, der 2016 auf den Markt kam, verwendete OLED-Beleuchtungstechnologie in seinen Rücklichtern. Es war das erste in Massenproduktion hergestellte Fahrzeug, das OLED-Beleuchtungstechnologie einsetzte, und diese Technologie wurde anschließend in den Rücklichtern vieler Konzeptfahrzeuge der Hersteller verwendet. Die Frage ist nun, wie groß das Interesse der Automobil-OEMs und Tier-1-Zulieferer an dieser Technologie sein wird.

Osram erwartet, dass OLED im Bereich der Automobilbeleuchtung eine wichtige Rolle spielen wird.

Um in traditionelle, aber nachfragestabile Beleuchtungsmärkte wie gewerbliche Beleuchtung und Bürobeleuchtung einzutreten, muss die OLED-Technologie genügend differenzierte Nischenmärkte oder „Leitmärkte“ integrieren, um Skaleneffekte zu erzielen und so die Kosten zu senken. In diesen Bereichen haben OLED-Technologiehersteller eingehende Forschungen zu einigen Beleuchtungsanwendungen durchgeführt, wie z. B. medizinische Beleuchtung und eingebettete Beleuchtung.

Die OLED-Technologie wird auch in der Beleuchtung eingesetzt, und viele Unternehmen investieren aktiv in die Forschung, Entwicklung und Industrialisierung von OLED-Beleuchtungspanels. Es wird geschätzt, dass der Markt für OLED-Beleuchtungspanels im Jahr 2015 fast 30 Millionen US-Dollar erreicht hat und bis 2021 voraussichtlich auf etwa 1,5 Milliarden US-Dollar anwachsen wird. Trotz vieler Schwierigkeiten wird die Entwicklung des Allgemeinbeleuchtungsmarktes das Wachstum des OLED-Beleuchtungsmarktes vorantreiben.

OLED-Beleuchtungshersteller sehen sich nicht nur vielen technischen Herausforderungen gegenüber, sondern auch einer schwachen Marktnachfrage nach OLED-Beleuchtungsprodukten. Viele Hersteller haben begonnen, ihre OLED-Beleuchtungsproduktpläne anzupassen. Einige Hersteller haben bereits beschlossen, aus dem OLED-Beleuchtungsmarkt auszutreten. Beispielsweise hat Philips Lighting seine OLED-bezogenen Vermögenswerte verkauft, und Panasonic hat ebenfalls seinen Ausstieg aus dem OLED-Beleuchtungsmarkt angekündigt. Die meisten jüngsten industriellen Umstrukturierungen und Neupositionierungen stehen jedoch im Zusammenhang mit Fusionen und Übernahmen, wie zum Beispiel: Das amerikanische Unternehmen OLED Works hat die OLED-bezogenen Vermögenswerte von Philips Lighting übernommen, und LG Display hat die OLED-Beleuchtungsabteilung von LG Chem übernommen und mit ihr fusioniert. Einige andere Unternehmen befinden sich ebenfalls in oder werden voraussichtlich in den nächsten Jahren einer Umstrukturierung durch Fusionen und Übernahmen unterzogen.

Einige Unternehmen haben beschlossen, einen Teil ihrer OLED-Produktpläne auf die Automobilbeleuchtung zu konzentrieren, wie das oben erwähnte Osram, oder sich auf einige Nischen-Beleuchtungsanwendungen zu konzentrieren, die es OLED ermöglichen, im Vergleich zu LED oder anderen Lichtquellen von einem höheren Mehrwert zu profitieren, wie Alkilu, Polyphotonix und Takahata.

Jüngste Fusionen, Übernahmen und Ausstiege in der OLED-Beleuchtungsindustrie

Auch Startups und kleine Unternehmen sehen sich aufgrund von Investitionsknappheit einem gedrückten Marktumfeld ausgesetzt. Daher suchen Unternehmen, die innovative Materialien und Verfahren entwickeln, nach gut finanzierten Industriepartnern, um ihre Produkte durch kooperative F&E zu kommerzialisieren. Aus einer anderen Perspektive betrachtet, ist dieser Trend auch eine Chance für Industriegrößen, die vor technischen Herausforderungen stehen. Tatsächlich sind diese Industriegiganten sehr daran interessiert, mit diesen Unternehmen zusammenzuarbeiten, die "knappe Technologien" mitbringen, um ihre Produktentwicklung zu beschleunigen. In diesem Kontext sind Partnerschaften, die gemeinsam technische Barrieren überwinden und Marktchancen für OLED-Beleuchtung schaffen, wichtiger denn je.

Abschließend ist auch erwähnenswert, dass in den letzten Jahren einige neue Unternehmen in die OLED-Beleuchtungsindustrie eingetreten sind. Die meisten der neu in den OLED-Bereich eintretenden Unternehmen haben ihre strategischen Ziele auf OLED-Display-Anwendungen ausgerichtet. Andere Unternehmen, die möglicherweise über OLED-Beleuchtungstechnologie verfügen, aber noch nicht in diese Branche eingetreten sind, warten auf eine Gelegenheit, wenn die Marktnachfrage in diesem Bereich explodiert. Derzeit beteiligen sich Unternehmen wie Osram, GE, Visionox, Nanjing First Organic Lighting und BOE an der Forschung zu OLED-Beleuchtungsanwendungen.

Jüngste Entwicklungen in der OLED-Industrie

OLED-Beleuchtungsprodukte können in Massenproduktion hergestellt werden

Effiziente Lösungen müssen noch aktiv erörtert werden

OLED-Beleuchtungshersteller stehen derzeit vor einem „Henne-Ei-Problem": Kostensenkungen bzw. Preissenkungen können nur durch Massenproduktion erreicht werden, aber gerade die hohen Produktionskosten von OLED-Beleuchtungspanels sind die Barriere für den Eintritt in den Massenmarkt. Zu den derzeit diskutierten Lösungsansätzen gehören hauptsächlich: (1) Verbesserung der Synergie mit der OLED-Display-Technologie, um eine optimierte Lieferkette zu erhalten, gemeinsame Produktforschung und -entwicklung sowie die effektive Nutzung der OLED-Display-Produktionsanlagen. (2) Konzentration der F&E auf innovative Technologien, die die Kosten schnell senken und die Leistung verbessern können.

Im Jahr 2015 entwickelte sich die OLED-Beleuchtungstechnologie rasant, mit der erfolgreichen Entwicklung leistungsfähigerer Materialien, wie z. B. blauer Phosphor-Anregungssubstanzen; Innovationen bei der Substrat- und Lichtauskopplungstechnologie verbesserten die Lichtauskopplungseffizienz; und auch die Ansteuerung wurde deutlich verbessert. Bahnbrechende Technologien, die die Produktionskosten senken und/oder mehr Designfreiheit für OLED-Beleuchtung bringen können, stehen nun kurz vor der Kommerzialisierung: Konica Minolta baute 2014/2015 eine Produktionsanlage für den Roll-to-Roll (R2R)-Prozess, LG Display begann 2015 mit der Kommerzialisierung seiner flexiblen OLED-Beleuchtungspanels, und Sumitomo Chemical lieferte kürzlich erste Kleinserien seiner polymerbedruckten OLED-Beleuchtungspanels.

Beziehungsdiagramm zwischen flexiblen Bauelementen und OLED-Beleuchtungselementen

In Bezug auf flexible OLEDs, ein potenzielles Killerprodukt für OLED-Beleuchtung, hat LG Display im Jahr 2015 mit der Kommerzialisierung begonnen. Kostengünstige Feuchtigkeitsbarriere-Technologielösungen, wie Substrat-/Verkapselungsqualitäten, bleiben jedoch eine zentrale Herausforderung für die fortschrittliche OLED-Entwicklung. Tatsächlich kann flexibles OLED auf verschiedenen Substraten verarbeitet werden, die jeweils Vor- und Nachteile haben – so bieten Metallfolien gute Barriereeigenschaften, sind jedoch undurchsichtig; ultradünnes Glas ist transparent und bietet hervorragende Barriereeigenschaften, ist jedoch relativ zerbrechlich; Kunststoffsubstrate sind transparent und flexibel, erfordern jedoch gute Barrierelösungen.

Um Zuverlässigkeits- und Lebensdauerprobleme bei der Verpackung von OLED-Bauelementen zu vermeiden, müssen Barrierelösungen daher oft speziell angepasst werden. Im Jahr 2016 gab es auf dem Markt noch keine Mainstream-Lösung, und viele Unternehmen entwickelten jeweils ihre eigenen Barrierelösungen.

Ebenso wichtig und hervorzuheben ist der zusätzliche Vorteil der Verwendung flexibler Substrate in Rolle-zu-Rolle-Verfahren, löslich verarbeitbarer Materialien und lösungsmittelbasierter Technologien wie Schlitzdüsenbeschichtung oder Tintenstrahltechnologie, die das Potenzial haben, die OLED-Produktionskosten zu senken.

Diese Probleme, Fortschritte und Innovationen treiben die OLED-Beleuchtung Schritt für Schritt zu einer effizienten Beleuchtungslösung für die Gegenwart und Zukunft.

Der größte Unterschied zwischen OLED Lighting und herkömmlicher LED-Beleuchtung liegt in der Eigenschaft der flächigen Lichtemission. Im Vergleich zur Punktlichtquellen-Emission von LEDs benötigt OLED Lighting keine zusätzlichen Komponenten wie Lichtleiterplatten und ist somit relativ einfach. Bei guter Leuchteffizienz des Materials erreicht OLED Lighting im Betrieb eine Temperatur nahe der menschlichen Körpertemperatur und ist bei Berührung weniger anfällig für Verbrennungen. Das Spektrum ähnelt dem Sonnenlicht, ohne grell zu sein, und eignet sich daher für den Heimbereich, Museen und andere Umgebungen mit strenger Kontrolle der Lichtquellen.

Die Eigenschaften der Oberflächenlichtemission von OLED Lighting können auf Flexible-Substrate angewendet werden, wodurch faltbare und biegbare Formen entstehen, die mehr Designflexibilität und künstlerischen Ausdruck in Beleuchtungsinstallationen ermöglichen. Die Biegsamkeit und Bruchfestigkeit wird es Beleuchtungsprodukten und Anwendungstechnologien ermöglichen, sich weiterzuentwickeln und bestehende Vorstellungen zu übertreffen. Laut Schätzungen von Professor Junji Kido vom Forschungsinstitut für Wissenschaft und Ingenieurwesen der Universität Yamagata in Japan wird erwartet, dass der Einsatz von OLED-Beleuchtung die CO2-Emissionen bis 2020 um 6,7 Millionen Tonnen, etwa 2,3 %, reduzieren wird.

Dieser Artikel wurde von MEMS Consulting referenziert und vom China Light Network zusammengestellt.