海外巨頭積極布局 OLED開啟照明新時(shí)代
OLED在顯示方面的應(yīng)用表現(xiàn)搶眼,其照明創(chuàng)新應(yīng)用也不遑多讓,OLED照明由于輕薄柔軟、透明特性,適于大面積、情境照明,而從西門子、Frauhofer、IPMS、飛利浦(Phillips)、歐司朗等國(guó)際大廠相繼投入該領(lǐng)域研發(fā),可嗅出OLED照明背后所蘊(yùn)藏的龐大商機(jī)。
自清華大學(xué)/北京唯信諾2000年首次推出2.7英寸PMOLED,2003年,清華大學(xué)完成了OLED關(guān)鍵技術(shù)的突破和生產(chǎn)技術(shù)的集成,實(shí)現(xiàn)了OLED屏幕以及模塊的小批量生產(chǎn)和銷售,宣告我國(guó)軟性顯示器的重大技術(shù)突破。透過薄如糖果紙一般的軟性塑料屏幕,可收看動(dòng)畫影片等創(chuàng)舉,讓人驚艷OLED于顯示器的應(yīng)用,不過由于OLED具備輕薄、易攜帶、環(huán)保等特性,OLED也開始運(yùn)用于照明市場(chǎng),進(jìn)而掀起一波照明的創(chuàng)新應(yīng)用風(fēng)潮,從飛利浦(Philips)、歐司朗(Osram)、通用(GE)等照明大廠相繼投入OLED照明技術(shù)研發(fā),更突顯了未來照明市場(chǎng)勢(shì)必出現(xiàn)革新。
滿足高度照明需求 發(fā)光效率/使用壽命成發(fā)展重點(diǎn)
以美國(guó)太空總署夜晚的空照?qǐng)D為例,空照?qǐng)D中顯示的亮點(diǎn)為人造光源,而美國(guó)、日本與中國(guó)都可以發(fā)現(xiàn)擁有許多亮點(diǎn)。以美國(guó)為例,電力消耗占有美國(guó)整體能源供應(yīng)三分之一,其中照明占電力的比重約是五分之一,也就是照明需求在整體能源供應(yīng)上占了十五分之一。
又以消耗能源比重來看,美國(guó)空調(diào)耗電比重最大,其次便是照明。同樣地,我國(guó)地處溫帶/亞熱帶,一般建筑物夏天空調(diào)需求大,空調(diào)耗電比重居能源供應(yīng)首位,照明位居第二,占了21.5~30.5%耗電比重,從上述數(shù)據(jù)觀察,不難發(fā)現(xiàn)照明耗電量之大。
為節(jié)省能源消耗,高發(fā)光率與長(zhǎng)壽命照明工具顯得更為迫切,回顧以往燈泡使用往往無法符合需求且容易燒壞;而目前普遍使用的熒光燈管又因?yàn)閷儆诰€性光源,無法提供大面積且均勻的照明光源。此刻,具備輕、薄、軟、透明等特性的OLED照明變成為適合大面積照明、擁有均勻亮度的照明新寵。有別于發(fā)光二極管(LED)及熒光燈,OLED可以調(diào)整亮度與顏色,且相當(dāng)適于情境照明。
依光發(fā)射方向,可將燈分類為指向性光源(Directional Lighting)與擴(kuò)散式光源(Diffusive Lighting)。前者應(yīng)用于車燈、展示燈;后者則是適用一般公共場(chǎng)合。
而依據(jù)照明需求的劃分,擴(kuò)散性照明需求屬于大面積環(huán)境的照明需求,OLED正好適合此類的應(yīng)用。另一發(fā)面,以發(fā)光效率來說,專家指出,效率越高就越省電,燈泡發(fā)光效率只有20lm/W以下;省電燈泡發(fā)光效率為約為20~40lm/W;而目前普遍使用的熒光燈為40~100lm/W左右,上述燈源產(chǎn)品屬于氣態(tài)式燈源,而未來則是走向固態(tài)式照明燈源的時(shí)代,所謂的固態(tài)式燈源就是指如發(fā)光二極管(LED)或OLED。
根據(jù)統(tǒng)計(jì),LED發(fā)光效率可以達(dá)到100lm/W,OLED目前還在研發(fā)階段,最大可達(dá)到102lm/W,兩者固態(tài)照明最高甚至可達(dá)200lm/W的高發(fā)光效率,具備如此高發(fā)光效率特性,可望成為未來照明主流。
眾多優(yōu)勢(shì)集OLED照明一身
OLED照明產(chǎn)品雖仍處研發(fā)階段,但其優(yōu)勢(shì)仍不勝枚舉,不但具備可彎曲、柔軟等特性,在薄如糖果紙的OLED照明上任意打洞,也無損其維持正常發(fā)亮,甚至可以任意裁切,也因此往后就能免于打破燈泡一再發(fā)生。
專家表示,同樣是固態(tài)照明的LED,在面光源的照明應(yīng)用上,現(xiàn)階段制作方式仍須使用擴(kuò)散板或?qū)Ч獍?,但這會(huì)使其高發(fā)光效率從100lm/W降低為30~70lm/W。反觀,OLED Lighting不須使用擴(kuò)散版或?qū)Ч獍澹部蛇_(dá)到高發(fā)光效率,此為一大優(yōu)勢(shì)。
另一方面,就技術(shù)層面而言,LED發(fā)熱量大,需要散熱機(jī)制,但OLED照明卻不需要。若觀察OLED 燈與熒光燈一起點(diǎn)亮情形,可以發(fā)現(xiàn)熒光燈溫度會(huì)從室溫升高至50℃;OLED燈點(diǎn)亮后溫度僅從20℃升高為30℃,可免除使用者燙手的危險(xiǎn),較符合安全考慮。
OLED燈在透明度及散熱效果、薄型化具有較高產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),LED目前具有較高的發(fā)光效率且量產(chǎn),但發(fā)光效率與使用壽命比OLED差。整體來看,OLED燈的優(yōu)勢(shì)在于具備高發(fā)光效率,適用于大面積面光源,開關(guān)速度快,而針對(duì)燈源所呈現(xiàn)的區(qū)域性現(xiàn)象,如歐盟地區(qū)偏好暖色系光源,亞洲地區(qū),如日本、中國(guó)等地則喜歡較為明亮的白色光源,OLED燈也能調(diào)整顏色符合各種顏色需求。再者,材質(zhì)柔軟、易于裁切、造型輕薄,及低驅(qū)動(dòng)電壓等特性,相當(dāng)符合環(huán)保要求。
然而,具備多種優(yōu)勢(shì)特性的OLED燈為何仍未量產(chǎn),主因在于亮度、使用壽命與發(fā)光效率三大問題。一般照明需求須達(dá)到1,000cd/m2亮度以上,但OLED 燈未達(dá)此標(biāo)準(zhǔn),仍須增加其亮度,且提高發(fā)光使用壽命達(dá)10,000小時(shí)以上,發(fā)光效率則必須提高至30lm/W。再者,制作量產(chǎn)時(shí)仍須注意整面亮度均勻度及演色性(CRI),演色性越高,視覺所看到的色彩才越真實(shí),因此,CRI必須做到八十以上,此外,售價(jià)也須降低,才能在市場(chǎng)普及。
OLED 燈商機(jī)誘人 吸引照明大廠目光
由于OLED燈可望成為未來照明的新主流,不少?gòu)S商也積極投入研發(fā),專家指出,歐洲、德國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)等地都采用項(xiàng)目方式進(jìn)行研究。項(xiàng)目研究主要以高效率與高壽命為研發(fā)主軸,如歐洲OLED 100.eu項(xiàng)目,更值得注意的是,為求OLED照明早日商品化,歐洲OLED 100.eu項(xiàng)目甚至將價(jià)格也列入研發(fā)考慮中。強(qiáng)調(diào)每秒平方OLED照明售價(jià)為100歐元,促使OLED照明具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)價(jià)格。參與此項(xiàng)目的廠商包含西門子(Siemens)、Frauhofer、IPMS、飛利浦、歐司朗等,其中不乏國(guó)際照明大廠,而這些廠商甚至還包含上游材料商與設(shè)備商,足以見得OLED照明增長(zhǎng)力道。
LED雖然是目前發(fā)光效率較高的照明光源,但美國(guó)預(yù)測(cè),LED發(fā)光效率的增加已漸趨緩,OLED照明發(fā)光效率即使量產(chǎn)時(shí)間比LED晚,頗有迎頭趕上的趨勢(shì)。
但美國(guó)預(yù)測(cè)2010年后OLED照明可真正量產(chǎn),于2016年趕上LED發(fā)光效率。
專家解釋,全球投入OLED研究的廠商,根據(jù)統(tǒng)計(jì)約五十六家;其中,二十七家廠商投身材料的提升,占整體投資廠商48%,如此高比例數(shù)據(jù)也突顯材料提升的困難性,而歐司朗、飛利浦和通用等國(guó)際照明大廠則投入專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局。
此外,2007年1月飛利浦、歐司朗兩家公司將OLED與LED專利交互授權(quán),宣告一起開拓固態(tài)照明市場(chǎng)。而在2004年,飛利浦就已放棄了OLED顯示器的研發(fā),改投入OLED照明研究;而歐司朗則于2007年1月,專注于照明的研發(fā),甚至結(jié)束OLED顯示器工廠,由國(guó)際大廠動(dòng)態(tài)可嗅出固態(tài)照明的主流商機(jī)與增加趨勢(shì)。
飛利浦早從2007年開始教育照明的設(shè)計(jì)師與藝術(shù)家,說明OLED照明產(chǎn)品,使他們更可掌握在照明需求設(shè)計(jì)時(shí)間,以促使下游廠商采購(gòu)OLED照明相關(guān)商品,也因此飛利浦樂觀表示,OLED燈可于2009年正式量產(chǎn),并在2009年4月舉行在意大利米蘭國(guó)際照明燈飾展上展示了被稱為“世界上第一個(gè)OLED互動(dòng)式照明”的新概念燈具。通用則認(rèn)為2010年量產(chǎn),另外如Lumiotec、Konica Minolta、歐司朗則表示于2011年才得以于市場(chǎng)見到OLED燈的商品化。
OLED照明獨(dú)特優(yōu)勢(shì) 適于多種應(yīng)用情境
專家進(jìn)一步解釋,OLED燈必須找出獨(dú)特的照明市場(chǎng),才有市場(chǎng)發(fā)展性。國(guó)際大廠歐司朗把OLED燈應(yīng)用在玻璃基板上,可將整片OLED燈組合為一個(gè)臺(tái)燈,或組成面光源的照明。通用則專注于軟性的OLED燈,于2007年12月發(fā)表軟性O(shè)LED照明相關(guān)產(chǎn)品,甚至于圣誕節(jié)時(shí),將其產(chǎn)品纏繞成圣誕樹形狀,顯示不須利用LED或燈泡當(dāng)作圣誕樹的燈源,可以輕薄、柔軟的OLED燈代替。
在應(yīng)用情境方面,OLED燈可以用于抽屜中,打開抽屜便會(huì)亮起,以便于尋找東西;或者也能運(yùn)用于鏡子上,將OLED燈裝置于鏡子外側(cè),用于補(bǔ)光以利補(bǔ)妝。
也可以用在窗戶上,白天為透明的窗戶,夜晚點(diǎn)亮后則變?yōu)檎婀庠础?
此外,展品照明也是OLED照明的應(yīng)用市場(chǎng),展覽品最怕受到紅外線、紫外線及熱的影響,可利用OLED燈的低熱特性,免除展品受到紅外線、紫外線與溫度的困擾,專家強(qiáng)調(diào),即使初期OLED 照明產(chǎn)品價(jià)格偏高,但相比價(jià)值億元甚至更高的展覽藝術(shù)品,使用OLED燈仍是展品照明的良好選擇。
OLED燈也可以運(yùn)用在醫(yī)療環(huán)境中,像是嬰兒的黃疸治療,以往黃疸治療采用以藍(lán)色的熒光燈照射的方式,為了保護(hù)眼睛受傷會(huì)將其遮蔽,但OLED燈由于具備可調(diào)光性質(zhì),可保護(hù)接受治療的嬰兒眼睛;甚至也因柔軟特點(diǎn),可做成如棉被一樣的黃疸治療工具。再者,也能用于手術(shù)燈,此面光源照明不會(huì)有陰影及照明死角,且散熱低,利于手術(shù)房的醫(yī)療環(huán)境。
由全球照明應(yīng)用分布可以發(fā)現(xiàn),早期燈泡占有主要比重,而隨著LED量產(chǎn)后逐漸霸占照明市場(chǎng),但專家預(yù)測(cè),2011年OLED開始進(jìn)入照明環(huán)境 將于2020年可望占據(jù)整體照明市場(chǎng)14.3%。而OLED燈與LED兩者固態(tài)照明比重也將躍居燈源一半以上的照明市場(chǎng),其高發(fā)光效率與長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命將為市場(chǎng)照明帶來革新,2020年OLED燈將在照明市場(chǎng)上看140億美元的產(chǎn)值,成為照明新霸主。
-小麥