美國能源部公布2012年更新的SSL制造業(yè)R&D路線圖指南研究計劃，公布了2015年和2020年的LED和OLED極具挑戰(zhàn)的生產(chǎn)成本目標。
此次路線圖計劃采納了4月份召開的OLED和LED專家小組會議，并于6月13日至14日在加利福尼亞州圣何塞市舉行的、由200人參與的第四屆SSL制造業(yè)R&D研討會上總結(jié)而成。
“路線圖”的主要目標是為制造業(yè)R&D項目直募資金、補充DOE SSL R&D多年度計劃(MYPP)、指導(dǎo)核心產(chǎn)品開發(fā)R&D項目。路線圖還提到將為符合預(yù)期演變的SSL制造業(yè)界共識基礎(chǔ)上的設(shè)備和材料供應(yīng)商提供輔助——從而降低風險、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加產(chǎn)量、降低成本。項目涉及的企業(yè)有通用顯示器公司(UDC)、Moser Baer公司、美國應(yīng)用材料公司、Veeco公司、桑迪亞國家實驗室、KLA-Tencor公司、GE照明解決方案、雅達、飛利浦Lumileds公司以及杜邦顯示器公司。
LED專家小組確定了四個優(yōu)先LED的任務(wù)，包括支持發(fā)展中的國家柔性生產(chǎn)最先進的模塊、光引擎和燈具;開發(fā)高速、無損檢測設(shè)備和生產(chǎn)各階段質(zhì)量檢測設(shè)備;識別關(guān)鍵問題及后期封裝LED處理;改善熒光粉生產(chǎn)。
路線圖指出，LED照明設(shè)備/模塊目標：
1、先進的LED封裝和模具集成到燈具(如精密封裝技術(shù)，貼片技術(shù)等);
2、更有效地利用零部件和原材料;
3、簡化的散熱設(shè)計;
4、重量的減輕;
5、優(yōu)化設(shè)計高效、低成本的制造(如易于裝配);
6、增加機械、電氣和光學功能集成;
7、降低生產(chǎn)成本，通過自動化、改進生產(chǎn)工具或產(chǎn)品設(shè)計軟件。
到2015年的具體目標包括每年增加2倍的吞吐量，減少OEM燈泡價格(從$ 50/klm 降級至$ 10/klm)，每2~3年減少50%的裝配成本，改善色彩控制(從7 SDCM至4 SDCM)。
討論集中在LED封裝制造工藝和使用成本較低的材料，具體而言，從2012年封裝LED吞吐量每年增加2倍，每2~3年減少50%的裝配成本(cost/klm)、每2~3年減少50%的包裝成本($/平方毫米)、每2~3年每包成本($ /klm)減少50%。
在測試和檢驗的討論中呼吁支持發(fā)展高速、高分辨率的、非破壞性的測試設(shè)備，標準化的測試程序和相應(yīng)的度量應(yīng)在價值鏈的每個階段內(nèi)：半導(dǎo)體晶片、外延層、LED管芯、封裝型發(fā)光二極管、模塊、燈具和光學元件。產(chǎn)品質(zhì)量保證包括設(shè)備、在現(xiàn)場的過程監(jiān)控、在線過程控制或最終產(chǎn)品的測試/分級。測試和檢驗具體目標為：到2015年實現(xiàn)單一bin單位/小時雙倍生產(chǎn)能力，并每5年減少2~3倍COO。
在工作溫度下的LED晶圓級高速監(jiān)測中特別關(guān)注為光輸出、顏色質(zhì)量和顏色的一致性的測試設(shè)備將促進LED和熒光粉匹配的自動化和加速最后的設(shè)備分級。
關(guān)于改善制造熒光粉，路線圖要求到2015年，尺寸較大的批次(從1~5公斤至20公斤)，每2-3年(成本/公斤)減少50%，磷的利用率從50%提高至90%，提高PSD范圍均勻性從30到10，提高Duv的控制從0.012 <0.002，提高厚度均勻性從5%(1sigma)到2%(1sigma)，減少50%的cost/klm，提高設(shè)備到設(shè)備的再現(xiàn)性從4 SDCM到2 SDCM。路線圖中最重要的一點變化是將降低制造成本作為重點而不是降價。
路線中對OLED的規(guī)劃為開發(fā)更好的OLED沉積設(shè)備和更好的OLED材料，發(fā)展OLED生產(chǎn)設(shè)備，可實現(xiàn)高速、低成本，實現(xiàn)的目標成本為優(yōu)質(zhì)面板每平方米小于一百美元。
在材料方面，到2015年無論是基板和封裝材料必須符合嚴格的規(guī)范，包括基板提取效率為50%、薄層電阻小于1歐姆/平方以及總成本降至每平米60美元。封裝材料必須通過透水性規(guī)范每天10-6 克/平米，氧滲透性為每天10-4 cc/m2/atm以及成本每平米35美元。
飛利浦表示，OLED照明樣品目前的價格是$ 1500~2000/klm，可購買的面板價格范圍為$ 800/klm。路線圖假設(shè)，到2015年OLED 光源降至$50/klm，OLED面板成本將降至$30/klm。 路線圖列出了最關(guān)鍵的短期挑戰(zhàn)：
1、減少基板周期批次至約1分鐘;
2、增加材料的利用率大于 70%;
3、優(yōu)質(zhì)面板產(chǎn)量提高為80%;
4、襯底部分光發(fā)射約為80%;
5、減少制造的停機時間至約20%。
總體而言，需要降低OLED的生產(chǎn)成本至20~100倍，使OLED更具競爭力(如與側(cè)面發(fā)光的LED燈具相比)。
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