更多灯具 文章列表

您现在的位置: 正辉照明 >> 新闻中心 >> OLED在照明领域的应用(1)

OLED在照明领域的应用(1)

类别:行业资讯 发布时间:2011-10-27

一,OLED的定义
虽然LED已成为照明业者主要发展的技术,但是另一个照明新技术OLED渐露头角.OLED原先在显示器领域,无论在小尺寸可携式产品应用,或大尺寸TV显示器,已对于目前主流LCD显示器形成不小威胁.如今照明厂商进一步发挥OLED透明,轻薄,可挠等特性,开发出多样化OLED新兴照明应用,OLED在照明领域的应用将彻底颠覆照明在建筑传统意义上的概念,出现真正意义上的BIL(Building-Integrated-Lighting),十分类似太阳能中BIPV的概念.LED和OLED发光原理很接近,都是利用电子空穴在发光区再结合时,使得电子释出能量,此能量会以光子的形式被释出,也就会产生光.但是,两者结构却相差很多,LED的结构大家很熟悉,就不说了.OLED由电子传输层〈ElectronTransportLayer,ETL〉,空穴传输层〈HoleTransportLayer,HTL〉和发光材料层〈EmittingMaterialLayer,EML〉构成,OLED虽然跟LED只差一个英文字,但是它的结构比较像LCD,两侧有玻璃基板,中间有发光材料,而且发光材料是有机材质而非半导体,而OLED的电极至少有一边必须是可以透光.OLED的技术依其所使用的有机薄膜材料的不同,可分为小分子OLED被称为SMOLED,高分子LED则被称为PolymerOLED.
二,OLED在照明应用中的特点
OLED照明产品优势不胜枚举,不但具备可弯曲,柔软等特性,在薄如糖果纸的OLED照明上任意打洞,也无损其维持正常发亮,甚至可以任意裁切.OLED应用在照明上具有轻,薄,光源分布均匀,可挠,多彩等优势,打破传统照明及LED照明体积大,僵硬,厚重(当LED加上散热模块时)等印象,也因OLED具上述独有的特性,故能开拓其它照明技术尚未能进入的应用.LED对于普通用户来说,制造成本相当高,相应地LED灯具也相当昂贵.OLED照明设备解决了LED灯具成本的主要问题.同时,德国Frauhofe的科学家已经研究出了发光效率达到100lm/瓦的OLED,而产业化的OLED也达到了50-60lm/瓦,效能低的问题有了进一步改善.同样是固态照明的LED,在面光源的照明应用上,现阶段制作方式仍须使用扩散板或导光板,但这会使其高发光效率降低.反观OLED不须使用扩散版或导光板,也可达到高发光效率.另一方面,就技术层面而言,LED发热量大,需要散热机构,但OLED照明却不需要.OLED灯在透明度及散热效果,薄型化具有较高产品优势,适用于大面积面光源,开关速度快,而针对灯源所呈现的区域性现象,如欧盟地区偏好暖色系光源,亚洲地区,如日本,大陆等地则喜欢较为明亮的白色光源,OLED灯也能调整颜色符合各种颜色需求.再者,材质柔软,易于裁切,造型轻薄,及低驱动电压等特性,相当符合环保问题.然而,具备多种优势特性的OLED灯为何仍未量产,主因在于亮度,使用寿命与发光效率三大问题.再者,制作量产时仍须注意整面亮度均匀度及演色性(CRI),演色性越高,视觉所看到的色彩才越真实,因此,CRI必须做到八十以上.虽OLED仍有许多改善空间,但预估2010-2011年将小量进入商品化市场,初期若善用OLED照明在市场特殊应用开拓其它照明技术尚未能进入的领域-如狭小空间的汽车及飞机照明,与玻璃帷幕结合的透明照明,甚至可携式小型照明等,亦能发挥OLED于照明领域特有的优势.现在有一门新学科叫OLED光学,用以解决OLED中的光学问题,其于照明领域发展将不容小觑,OLED将提供与以往截然不同的照明新应用及新设计,与其它照明技术呈现显着区别.
三,OLED在照明中的应用
OLED应用在照明用途,有许多特性与OLED朝「未来显示器」发展方向有许多共通处,其中包括透明,轻薄,可挠等.在OLED朝透明化发展方面,三星电子(SamsungElectronics)已开发穿透率达30%OLED显示器,倘若该特性延伸至照明领域,亦有异曲同工之处,只是发光方式从显示彩色画面,转变为发出白色光而已.飞利浦领先业界开发透明型照明用OLED面板,而日本有机Electronics研究所亦制作出透明度达70-75%的窗型OLED照明,上述两款OLED照明产品透光度,已与一般玻璃几乎无异,透明的窗型OLED照明产品在白天不需点灯时,与一般玻璃窗无异,并可让太阳光从外面穿透进来,至夜晚时才需点灯,此设计兼具建物玻璃帷幕与照明双重功能.当然,OLED另一个众所皆知的特性为轻薄.即便OLED面板采玻璃封装方式,整体厚度仅约1.5mm,此轻薄优势应用在显示器上,如Sony已上市的11吋OLEDTV,整机最薄部亦仅3mm而已;相对的,若进入照明产品应用,则OLED照明可服贴于天花板,墙壁上,甚至于可采隐藏式设计,例如设置于抽屉内部,当开打抽屉时,里头的OLED照明即会自动发光.目前普遍使用的荧光灯管因为属于线性光源,无法提供大面积且均匀的照明光源.具备轻,薄,软,透明等特性的OLED照明适合大面积照明,拥有均匀亮度的照明新宠.有别于LED及荧光灯,OLED可以调整亮度与颜色,相当适于情境照明.在应用情境方面,OLED灯可以用于抽屉中,打开抽屉便会亮起,以便于寻找东西;或者也能运用于镜子上,将OLED灯装置于镜子外侧,用于补光以利补妆.也可以用在窗户上,白天为透明的窗户,夜晚点亮后则变为整片面光源.此外,展品照明也是OLED照明的应用市场,展览品最怕受到红外线,紫外线及热的影响,可利用OLED灯的低热特性,免除展品受到红外线,紫外线与温度的困扰,即使初期OLED照明产品价格偏高,但相较于价值更高的展览艺术品,使用OLED灯仍是展品照明的良好选择.OLED灯也可以运用在医疗环境中,像是婴儿的黄疸治疗,以往黄疸治疗采用以蓝色的荧光灯照射的方式,为了保护眼睛受伤会将其遮蔽,但OLED灯由于具备可调旋光性质,可保护接受治疗的婴儿眼睛;甚至也因柔软特点,可做成如棉被一样的黄疸治疗工具.再者,也能用于手术灯,此面光源照明不会有阴影及照明死角,且散热低,利于手术房的医疗环境.OLED朝超轻薄化设计仍持续进行中,封装技术采薄膜封装方式,使得OLED面板厚度可进一步降至0.5mm以下.薄膜封装与玻璃封装不同处在于,可减少上方玻璃使用,只使用1片下方玻璃基板而已,再者,若将下方玻璃基板改成塑料或薄膜金属基板,则OLED照明厚度不仅更薄,且可作到挠曲的程度.
四,OLED在行动
OLED于显示器的应用亮眼,其照明创新应用也不遑多让,OLED照明由于轻薄柔软,易携带,环保,透明特性,适于大面积,情境照明,而从西门子,Frauhofer,IPMS,飞利浦,Osram,GE等国际大厂相继投入该领域研发,掀起一波OLED照明的创新应用风潮,可看出OLED照明背后所蕴藏的庞大商机.由于OLED灯可望成为未来照明的新主流,不少厂商也积极投入研发,欧洲,德国,美国,日本,韩国等地都采用项目方式进行研究.项目研究主要以高效率与高寿命为研发主轴,如欧洲OLED100.eu项目,更值得注意的是,为求OLED照明早日商品化,欧洲OLED100.eu项目甚至将价格也列入研发考虑中,促使OLED照明具备市场竞争价格.参与此项目的厂商包含西门子,Frauhofer,IPMS,飞利浦,Osram等,其中不乏国际照明大厂,而这些厂商甚至还包含上游材料商与设备商,足以见得OLED照明成长力道.全球投入OLED研究的厂商,根据统计约五十六家;其中二十七家厂商投身材料的提升,占整体投资厂商48%,如此高比例数据也突显材料提升的困难性,而Osram,飞利浦和GE等国际照明大厂则投入专利布局.2007年1月飞利浦,Osram两家公司将OLED与LED专利交互授权,宣告一起开拓固态照明市场.在2004年,飞利浦就已放弃了OLED显示器的研发,改投入OLED照明研究,同时,飞利浦开始向照明设计师与艺术家说明OLED照明产品,使他们掌握OLED照明设计,以促使下游厂商采购OLED照明相关商品;而Osram则于2007年1月,结束OLED显示器工厂,专注于OLED照明的研发,Osram把OLED灯应用在玻璃基板上,可将整片OLED灯组合为一个台灯,或组成面光源的照明;GE则专注于软性的OLED灯,于2007年12月发表软性OLED照明相关产品,甚至于圣诞节时,将其产品缠绕成圣诞树形状,显示不须利用LED或灯泡当作圣诞树的灯源,可以轻薄,柔软的OLED灯代替.利用印刷技术把OLED应用在大面积,软性的物品表面,不算什么新鲜事,不过在由芬兰VTTTechnicalResearchCenter所主导的ROLLED计划中,研究人员开发出一种软性OLED物质,能利用滚动条式(roll-to-roll)印刷技术大量生产,大大降低制造成本,加快生产速度,使得OLED的成本低到能够应用在日常生活中的每一样物品上,从产品包装到名片,都不成问题.这种OLED物质压缩在阻湿性薄膜中,厚度只有三到四张白纸厚,像是用来测量产品包装内食物新鲜度的感应器,甚至是防止产品拷 ,都在其应用范围内.另外,比利时AGFA-GevaertNV,荷兰飞利浦研究所(PhilipsResearch),荷兰HolstCentre,比利时IMEC及荷兰TNO宣布,试制出了用高导电性透明树脂电极代替ITO的12cm见方柔性OLED照明面板.该成果是在以采用印刷工艺制造柔性OLED照明为目标的EU项目「Fast2Light」的协助下取得的.低温工艺下,ITO难以确保导电性的问题.而此次采用的透明树脂的导电性较高,且适合使用涂布法,因此易于采用印刷工艺.该透明树脂是AGFA作为胶卷专用的防静电材料而开发的「Orgacon」.以OLED组件也可以使用的导电性树脂PEDOT/PSS为基础.目前,三洋电机和东京工业大学等也在积极研制这种材料.一般OLED照明面板的透明电极,多为层迭ITO薄膜和PEDOT/PSS薄膜的结构.此次,通过以Orgacon代替ITO,透明电极的导电性提高了约6倍(AGFA).制成的OLED照明面板提高了印刷工艺的比例,如在透明电极上制做的布线图形也采用了喷墨印刷等,底板使用金属箔,可以任意弯曲.飞利浦乐观表示,OLED灯可于2009年正式量产,GE则认为2010年量产,另外如Lumiotec,KonicaMinolta,Osram则表示于2011年于市场见到OLED灯的商品化.