Marc Ternisien將在2015年3月21-22日在復(fù)旦大學(xué)舉辦的國際先進(jìn)照明學(xué)術(shù)會議(ALST 2015)上演講《可彎折OLED:現(xiàn)有技術(shù)回顧》題目。
節(jié)能是當(dāng)今時代的重要議題,而在照明領(lǐng)域,節(jié)能意味著用新技術(shù)開發(fā)更高效的光源,替換現(xiàn)有光源。這也是為什么傳統(tǒng)照明會過渡到現(xiàn)今的固態(tài)照明(SSL),電致發(fā)光的白光LED會在市場上嶄露頭角的原因。特別是近幾年,LED光源的性能大幅提升,已經(jīng)超過傳統(tǒng)光源;同時,一些示范性的LED照明工程充分說明了其節(jié)能的優(yōu)勢。而作為固態(tài)照明的一個分支,用于普通照明的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)目前還處于實驗室研究階段。目前市場上所能見到的用于照明或顯示的有機(jī)電子器件數(shù)量較少,且其性能(效率、壽命)還遠(yuǎn)未達(dá)到普通照明的要求。盡管如此,這些器件在普通照明領(lǐng)域還是展現(xiàn)出了一些吸引人的特質(zhì)。比如,OLED是一種具有較大面積的光源,它的眩光小,厚度小(連同基板只有幾毫米厚),靈活可彎折(易與現(xiàn)有設(shè)備整合),均勻度好。
當(dāng)前市面上銷售的OLED產(chǎn)品均是基于玻璃基板,用于普通照明的可彎折OLED還少之又少。用于普通照明的可彎折OLED是不是永遠(yuǎn)都是一個夢,還是這個夢已經(jīng)實現(xiàn)了呢?這一問題的答案將在本次的演講中呈獻(xiàn)給大家。我們將回顧可彎折OLED的最近進(jìn)展,探討現(xiàn)有技術(shù)遇到的問題以及未來如何通過研究來解決這些問題。
說起OLED技術(shù),很多人印象里是其大有替代其他平板顯示技術(shù)的趨勢,其實OLED作為照明光源有其獨特優(yōu)勢。OLED照明發(fā)光原理是有機(jī)材料在電場作用下發(fā)光,有機(jī)發(fā)光層每層厚度都只有薄薄的幾十納米。“這是真正接近太陽光的白光,而且還沒有太陽光中的紫外光、紅外光。”據(jù)悉,白熾燈泡會產(chǎn)生紅外線,節(jié)能熒光燈會產(chǎn)生紫外線,而OLED光源則完全沒有。
OLED照明既不需要將燈絲加熱到上千攝氏度發(fā)光,也不需要用汞蒸氣產(chǎn)生紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光。因為沒有電能量的多次轉(zhuǎn)換過程,OLED照明要比現(xiàn)在的節(jié)能燈還要節(jié)約大約60%至70%的電能。目前OLED面板一般可達(dá)每瓦55至60流明,較好的可達(dá)每瓦80流明,因無需考慮光學(xué)損失,這提高了OLED的整體照明效率。
在人體健康方面,不同于省電燈泡,OLED不含汞,且無紫外線,而熒光燈利用汞蒸氣形成紫外線,再以紫外線激發(fā)熒光體發(fā)光,發(fā)光二極管(LED)也有部分是用紫外線激發(fā)出可見光,再形成白光,紫外線若有外露,將對人眼產(chǎn)生傷害。且OLED只需幾顆小型電池,或是一顆9伏特方型電池,就可驅(qū)動發(fā)光,因其電壓低,可安全隨身攜帶。
2009年,臺灣清大發(fā)表類太陽光OLED,其色溫從2,000~8,000K,涵蓋3,000K的早晨、5,500K的中午陽光及2,500K的落日陽光。太陽在日出、日落與白天所發(fā)出的不同光色與色溫,除給予人不同的氛圍感受之外,更能調(diào)節(jié)人類與生物的生理時鐘與節(jié)奏。低亮度和色溫的光線,并不妨礙能抑制腫瘤的退黑激素分泌。
無論是LED、白熾燈泡或熒光燈管,都有眩光問題,其中以LED最嚴(yán)重,而OLED為自然平面光源,無光線集中刺眼的問題,適用于室內(nèi)或車內(nèi)之照明,且不會閃爍,亦可作為護(hù)眼燈具。另一方面,LED或熒光燈管,都有尖起的光色問題,當(dāng)中以熒光燈最明顯,但是OLED光色柔緩,較接近自然光。此外,白熾燈泡將95%的電用來產(chǎn)生熱與紅外光,因此為熱光,相對的,因OLED光譜可調(diào)控,幾乎不放射紅外光,故又稱為冷光。同時,點型光源的LED有嚴(yán)重高熱問題,會導(dǎo)致組件發(fā)光效率下降、封裝膠材劣化與使用壽命減短等,而OLED為薄片狀,較容易散熱。
分析公司IDTechEx認(rèn)為,OLED照明營收將每年增長40%到50%,預(yù)計到2023年增至13億美元(市場研究公司NanoMarkets則認(rèn)為,預(yù)計2020年OLED的全球市場為14億美元)。