OLED技术近来发展火热,大都是因为其有替代其他平板显示的趋势,其实OLED作为照明光源有其独特优势.
有机发光二极管(OLED)将为节能及人眼与生理安全的最佳照明方案,OLED照明技术具十几项优异特质,为人类史上最好的照明光源。在不伤害眼睛与身体的前提之下,节能照明为必要的选择,但适合白天工作使用的照明,不一定同样适合用于夜晚休息。近来的医学发现,夜间点灯对眼睛不一定好,尤其是近30年,夜晚大量使用电子照明设备以来,特别是照射强白光或蓝光,对人体健康方面,造成快速攀升的乳癌和结肠癌等现象,已引起先进国家注意。
在欧盟带领下,许多国家已明文列出逐年禁用白炽灯泡的时间表,由于白炽灯泡每瓦能源仅产生15流明的亮度,将逐渐进入历史;白炽灯泡问世至今 130年,相对于蜡烛,算是相当短的一段时间。而60年前诞生的荧光灯管,其能量效率如今虽可达每瓦60~90流明亮度,但除节省能源外,其他诸多缺点及可能衍生的问题亦值得关注。
不过,在白炽灯泡被政策性强迫淘汰前,仍未看到更完善的灯源技术产生。白炽灯泡照明技术虽然较耗电、会产生高热,却也有光谱连续较温和、不闪烁且护眼的优点。而现阶段荧光灯虽然省电,但因含汞、含紫外线、光谱断续尖起与闪烁等问题,而即将被淘汰。
现在因不良照明而产生的问题逐一浮现,如何加速健康且节能的照明技术与产品实用研发的脚步,是科学家面临的挑战。以下将比较现有电子照明技术,并简述OLED照明兼顾节能、健康和优质的特性。
具可调色温/高演色性OLED优势明显
根据日本山形大学理工学研究所教授城户淳二的推估,使用OLED照明,到2020年,预计可减少670万吨,约2.3%的二氧化碳排放量。OLED的能量效率超过传统白炽灯泡且接近荧光灯管,并因其节能潜力,早在2000年美国能源部即每年投入3,000万美元进行研发。全球三大照明厂飞利浦 (Philips)、欧司朗(Osram)及奇异(GE)亦参与OLED照明应用的研究,2010年日本Lumiotech也接续推出试卖品。
在人体健康方面,不同于省电灯泡,OLED不含汞,且无紫外线,而荧光灯利用汞蒸气形成紫外线,再以紫外线激发荧光体发光,发光二极管(LED)也有部分是用紫外线激发出可见光,再形成白光,紫外线若有外露,将对人眼产生伤害。且OLED只需几颗小型电池,或是一颗9伏特方型电池,就可驱动发光,因其电压低,可安全随身携带。
2009年,台湾清大发表类太阳光OLED,其色温从2,000~8,000K,涵盖3,000K的早晨、5,500K的中午阳光及2,500K的落日阳光 (图1)。太阳在日出、日落与白天所发出的不同光色与色温,除给予人不同的氛围感受之外,更能调节人类与生物的生理时钟与节奏(图2)。低亮度和色温的光线,并不妨碍能抑制肿瘤的退黑激素分泌。
无论是LED、白炽灯泡或荧光灯管,都有眩光问题,其中以LED最严重,而OLED为自然平面光源,无光线集中刺眼的问题,适用于室内或车内之照明,且不会闪烁,亦可作为护眼灯具。另一方面,LED或荧光灯管,都有尖起的光色问题,当中以荧光灯最明显,但是OLED光色柔缓,较接近自然光(图3)。此外,白炽灯泡将95%的电用来产生热与红外光,因此为热光,相对的,因OLED光谱可调控,几乎不放射红外光,故又称为冷光。同时,点型光源的LED有严重高热问题,会导致组件发光效率下降、封装胶材劣化与使用寿命减短等,而OLED为薄片状,较容易散热。