歐司朗暢談白色LED前景和對(duì)OLED照明的展望
[導(dǎo)讀]白色LED的發(fā)光效率在不斷提高，超過(guò)100lm/W（與高效熒光燈相當(dāng)）的產(chǎn)品也已亮相。在照明器具上使用白色LED時(shí)，照明器具的電源電路、反射板及透鏡等的損失通常會(huì)使器具效率（加入電源電路等的損失后的效率）低于單純光
白色LED的發(fā)光效率在不斷提高，超過(guò)100lm/W（與高效熒光燈相當(dāng)）的產(chǎn)品也已亮相。在照明器具上使用白色LED時(shí)，照明器具的電源電路、反射板及透鏡等的損失通常會(huì)使器具效率（加入電源電路等的損失后的效率）低于單純光源效率，但最近已經(jīng)出現(xiàn)號(hào)稱(chēng)器具效率達(dá)到100lm/W的LED照明器具。白色LED今后會(huì)實(shí)現(xiàn)何種程度的亮度，又會(huì)具備哪些特性？日前，記者采訪了從事高功率、高效率白色LED業(yè)務(wù)的德國(guó)歐司朗光電半導(dǎo)體（OSRAMOptoSemiconductorsGmbH）總裁兼首席執(zhí)行官RuedigerMueller，請(qǐng)他談了對(duì)白色LED的技術(shù)展望，以及對(duì)該公司推進(jìn)開(kāi)發(fā)的OLED照明的期待。
記者：白色LED的發(fā)光效率目前提高到了什么程度？
Mueller：色溫度高達(dá)5000～9000K的產(chǎn)品已超過(guò)100lm/W，受照明用途歡迎的燈泡色產(chǎn)品在80～85lm/W左右。另外，平均演色指數(shù)（Ra）為90的高演色產(chǎn)品在70lm/W左右。雖說(shuō)白色LED的發(fā)光效率已達(dá)到了超過(guò)100lm/W的水平，但是受色溫度、演色性及輸入電流等條件的影響，還有很多時(shí)候達(dá)不到100lm/W。
從研發(fā)水平來(lái)看，基于白色LED的藍(lán)色LED芯片的能量轉(zhuǎn)換效率（輸入功率與輸出光能量的比）達(dá)到了50％。使用該芯片的話(huà)有望實(shí)現(xiàn)大幅超過(guò)100lm/W的白色LED。但能量轉(zhuǎn)換效率不可能超過(guò)100％。因?yàn)榇嬖谖锢順O限。就像半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在集成度的提高上存在極限一樣，能量轉(zhuǎn)換效率及白色LED的發(fā)光效率今后也不可能一直提高下去。較為合理的看法是產(chǎn)品發(fā)光效率會(huì)停留在150～200lm/W之間。
記者：對(duì)LED廠商而言，今后需要提高白色LED的哪些特性？
Mueller：今后重要的是如何在高電流密度下保持高水平的發(fā)光效率。LED存在向芯片輸入的電流密度越高，發(fā)光效率反而越低的衰退（Droop）現(xiàn)象。雖然衰退現(xiàn)象無(wú)法消除，但卻可以減輕。衰退現(xiàn)象減輕的話(huà)，在提高電流密度時(shí)亮度就會(huì)更高。也就是說(shuō)，這樣便可減小能夠以相同輸入電流獲得相同亮度（光通量）時(shí)需要的LED芯片數(shù)量。如果原來(lái)使用了大量LED芯片，今后便可利用較少的LED芯片數(shù)量來(lái)獲得相同的光通量。
LED芯片的單位面積亮度（光通量）越高，亮度單價(jià)就會(huì)越低，白色LED的成本競(jìng)爭(zhēng)力也就越強(qiáng)。能否提高這一成本競(jìng)爭(zhēng)力，關(guān)鍵要看LED廠商的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力如何。衰退現(xiàn)象越輕，這一成本競(jìng)爭(zhēng)力就會(huì)越高。原因是減少LED芯片的面積可降低芯片的成本。而且對(duì)顧客也有好處。能夠增加向每個(gè)白色LED輸入的電流的話(huà)便可提高每個(gè)LED的亮度，因此可使照明器具及LED背照燈光源使用的白色LED個(gè)數(shù)得到減少。
記者：成本降低的話(huà)，對(duì)LED背照燈液晶電視及LED照明器具的確是福音。
Mueller：隨著時(shí)間的推移，液晶電視LED背照燈及照明器具等使用的LED需要推出成本更低的產(chǎn)品。LED背照燈最初配備RGB三種LED，憑借出色的色彩表現(xiàn)力獲得的高畫(huà)質(zhì)為賣(mài)點(diǎn)。而如今不同，可以說(shuō)采用LED是為了以超薄而非畫(huà)質(zhì)為賣(mài)點(diǎn)。要想降低成本就要使用白色LED，而不是RGB三種LED。而且，為了進(jìn)一步降低成本，希望減少白色LED個(gè)數(shù)的要求也越來(lái)越強(qiáng)烈?？梢哉f(shuō)，與品質(zhì)相比，成本被擺到了更重要的位置上。而可減少配備數(shù)量的白色LED最適于滿(mǎn)足這些要求。
雖說(shuō)是個(gè)人觀點(diǎn)，但我認(rèn)為今后再過(guò)2～3年，LED照明也將出現(xiàn)同樣的趨勢(shì)。提及LED照明，目前受歡迎的是Ra達(dá)到80～90的高演色性產(chǎn)品。雖然高品質(zhì)白色LED受到的咨詢(xún)較多，但今后估計(jì)會(huì)有大量以成本優(yōu)先而非品質(zhì)優(yōu)先的LED照明亮相。Ra有70就足已、只要便宜即可的白色LED需求將會(huì)增加。
記者：歐司朗光電半導(dǎo)體還涉足照明用OLED，并已開(kāi)始小規(guī)模的銷(xiāo)售。請(qǐng)談一下進(jìn)展情況。
Mueller：目前本公司正致力于提高發(fā)光效率及延長(zhǎng)元件壽命。有望在近期實(shí)現(xiàn)50lm/W的發(fā)光效率和1萬(wàn)小時(shí)的壽命。
與OLED的特性相比，制造成本與其說(shuō)更重要不如說(shuō)是一大問(wèn)題。OLED由于元件構(gòu)造簡(jiǎn)單，因此在制造技術(shù)確立后就會(huì)實(shí)現(xiàn)低價(jià)格。不過(guò)現(xiàn)階段可通過(guò)LED與導(dǎo)光板組合，低成本實(shí)現(xiàn)OLED擅長(zhǎng)的面發(fā)光光源。LED＋導(dǎo)光板作為液晶電視LED背照燈取得了技術(shù)性進(jìn)步，而且量產(chǎn)性也在不斷提高。如果只是單純的面發(fā)光的話(huà)，也許無(wú)法與LED＋導(dǎo)光板進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。
今后要想在照明市場(chǎng)上推廣OLED，除了與LED＋導(dǎo)光板競(jìng)爭(zhēng)的用途之外，還必須要開(kāi)拓LED＋導(dǎo)光板無(wú)法實(shí)現(xiàn)的用途。比如可嵌入門(mén)窗玻璃來(lái)使用。這時(shí)由于關(guān)燈時(shí)為透明狀態(tài)，因此可作為普通門(mén)窗玻璃來(lái)使用，而在夜間則可亮燈，使門(mén)窗變?yōu)檎彰髌骶摺Ｓ捎诳梢允褂萌嵝缘装?，因此還可考慮推出能夠用作窗簾的OLED照明。如果沒(méi)有這些有機(jī)照明所特有的用途，OLED照明市場(chǎng)就不會(huì)擴(kuò)大。這些新用途也許要在5年以后才會(huì)在市場(chǎng)上亮相。
記者：白色LED的發(fā)光效率目前提高到了什么程度？
Mueller：色溫度高達(dá)5000～9000K的產(chǎn)品已超過(guò)100lm/W，受照明用途歡迎的燈泡色產(chǎn)品在80～85lm/W左右。另外，平均演色指數(shù)（Ra）為90的高演色產(chǎn)品在70lm/W左右。雖說(shuō)白色LED的發(fā)光效率已達(dá)到了超過(guò)100lm/W的水平，但是受色溫度、演色性及輸入電流等條件的影響，還有很多時(shí)候達(dá)不到100lm/W。
從研發(fā)水平來(lái)看，基于白色LED的藍(lán)色LED芯片的能量轉(zhuǎn)換效率（輸入功率與輸出光能量的比）達(dá)到了50％。使用該芯片的話(huà)有望實(shí)現(xiàn)大幅超過(guò)100lm/W的白色LED。但能量轉(zhuǎn)換效率不可能超過(guò)100％。因?yàn)榇嬖谖锢順O限。就像半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在集成度的提高上存在極限一樣，能量轉(zhuǎn)換效率及白色LED的發(fā)光效率今后也不可能一直提高下去。較為合理的看法是產(chǎn)品發(fā)光效率會(huì)停留在150～200lm/W之間。
記者：對(duì)LED廠商而言，今后需要提高白色LED的哪些特性？
Mueller：今后重要的是如何在高電流密度下保持高水平的發(fā)光效率。LED存在向芯片輸入的電流密度越高，發(fā)光效率反而越低的衰退（Droop）現(xiàn)象。雖然衰退現(xiàn)象無(wú)法消除，但卻可以減輕。衰退現(xiàn)象減輕的話(huà)，在提高電流密度時(shí)亮度就會(huì)更高。也就是說(shuō)，這樣便可減小能夠以相同輸入電流獲得相同亮度（光通量）時(shí)需要的LED芯片數(shù)量。如果原來(lái)使用了大量LED芯片，今后便可利用較少的LED芯片數(shù)量來(lái)獲得相同的光通量。
LED芯片的單位面積亮度（光通量）越高，亮度單價(jià)就會(huì)越低，白色LED的成本競(jìng)爭(zhēng)力也就越強(qiáng)。能否提高這一成本競(jìng)爭(zhēng)力，關(guān)鍵要看LED廠商的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力如何。衰退現(xiàn)象越輕，這一成本競(jìng)爭(zhēng)力就會(huì)越高。原因是減少LED芯片的面積可降低芯片的成本。而且對(duì)顧客也有好處。能夠增加向每個(gè)白色LED輸入的電流的話(huà)便可提高每個(gè)LED的亮度，因此可使照明器具及LED背照燈光源使用的白色LED個(gè)數(shù)得到減少。
記者：成本降低的話(huà)，對(duì)LED背照燈液晶電視及LED照明器具的確是福音。
Mueller：隨著時(shí)間的推移，液晶電視LED背照燈及照明器具等使用的LED需要推出成本更低的產(chǎn)品。LED背照燈最初配備RGB三種LED，憑借出色的色彩表現(xiàn)力獲得的高畫(huà)質(zhì)為賣(mài)點(diǎn)。而如今不同，可以說(shuō)采用LED是為了以超薄而非畫(huà)質(zhì)為賣(mài)點(diǎn)。要想降低成本就要使用白色LED，而不是RGB三種LED。而且，為了進(jìn)一步降低成本，希望減少白色LED個(gè)數(shù)的要求也越來(lái)越強(qiáng)烈?？梢哉f(shuō)，與品質(zhì)相比，成本被擺到了更重要的位置上。而可減少配備數(shù)量的白色LED最適于滿(mǎn)足這些要求。
雖說(shuō)是個(gè)人觀點(diǎn)，但我認(rèn)為今后再過(guò)2～3年，LED照明也將出現(xiàn)同樣的趨勢(shì)。提及LED照明，目前受歡迎的是Ra達(dá)到80～90的高演色性產(chǎn)品。雖然高品質(zhì)白色LED受到的咨詢(xún)較多，但今后估計(jì)會(huì)有大量以成本優(yōu)先而非品質(zhì)優(yōu)先的LED照明亮相。Ra有70就足已、只要便宜即可的白色LED需求將會(huì)增加。
記者：歐司朗光電半導(dǎo)體還涉足照明用OLED，并已開(kāi)始小規(guī)模的銷(xiāo)售。請(qǐng)談一下進(jìn)展情況。
Mueller：目前本公司正致力于提高發(fā)光效率及延長(zhǎng)元件壽命。有望在近期實(shí)現(xiàn)50lm/W的發(fā)光效率和1萬(wàn)小時(shí)的壽命。
與OLED的特性相比，制造成本與其說(shuō)更重要不如說(shuō)是一大問(wèn)題。OLED由于元件構(gòu)造簡(jiǎn)單，因此在制造技術(shù)確立后就會(huì)實(shí)現(xiàn)低價(jià)格。不過(guò)現(xiàn)階段可通過(guò)LED與導(dǎo)光板組合，低成本實(shí)現(xiàn)OLED擅長(zhǎng)的面發(fā)光光源。LED＋導(dǎo)光板作為液晶電視LED背照燈取得了技術(shù)性進(jìn)步，而且量產(chǎn)性也在不斷提高。如果只是單純的面發(fā)光的話(huà)，也許無(wú)法與LED＋導(dǎo)光板進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。
今后要想在照明市場(chǎng)上推廣OLED，除了與LED＋導(dǎo)光板競(jìng)爭(zhēng)的用途之外，還必須要開(kāi)拓LED＋導(dǎo)光板無(wú)法實(shí)現(xiàn)的用途。比如可嵌入門(mén)窗玻璃來(lái)使用。這時(shí)由于關(guān)燈時(shí)為透明狀態(tài)，因此可作為普通門(mén)窗玻璃來(lái)使用，而在夜間則可亮燈，使門(mén)窗變?yōu)檎彰髌骶摺Ｓ捎诳梢允褂萌嵝缘装?，因此還可考慮推出能夠用作窗簾的OLED照明。如果沒(méi)有這些有機(jī)照明所特有的用途，OLED照明市場(chǎng)就不會(huì)擴(kuò)大。這些新用途也許要在5年以后才會(huì)在市場(chǎng)上亮相。
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