作為新一代照明而備受好評的OLED照明,與燈泡的“點”發(fā)光不同,“面”發(fā)光的光線柔和不刺眼。價格雖然還比較高,但在店鋪陳列等用途中有望逐漸普及。
停電結(jié)束后第一盞點亮的熒光燈。走過漫漫長路后看到家中窗口透出的光亮。對于在東日本大地 震中精疲力盡的人們,一盞燈帶來了莫大的安慰。
很久很久以前,學(xué)會生火的人類祖先第一次掌握了“光”。經(jīng)過漫長的時間,隨著燈泡的發(fā)明,從熒光燈進化到LED(發(fā)光二極管)照明的光正在尋求新的“發(fā)展”。那就是跳出“點”的束縛,實現(xiàn)“面 ”發(fā)光的OLED(電致發(fā)光)照明。
“請仔細看這塊面板。不刺眼吧?”三菱化學(xué)公司OLED業(yè)務(wù)推進室室長川名真遞過來一塊邊長14cm的正方形薄板。這塊燈泡色的薄 板確實可以盯著看,就像是用透明的鮮艷水彩上色而成。“說起來,要是拿著其他照明的話,會覺得熱吧”。若不是這樣一說,筆者還完 全沒覺得熱。OLED是面發(fā)光而非點發(fā)光,因此熱量也會大面積發(fā)散,不會集中到一點發(fā)熱。
該公司和旗下的三菱化學(xué)媒體公司與先鋒公司聯(lián)手,開發(fā)出了使用這種OLED的照明。這款照明 已經(jīng)以“VELVE”的商品名從4月下旬開始供應(yīng)樣品,預(yù)定7月公開批量銷售。
OLED正如其名,是由含碳的有機物制成。由有機物制成的薄膜是光源。正負電極像三明治的面 包一樣分居兩側(cè),夾在中間的有機物相當于餡料,在電子撞擊后發(fā)出光線。為了使光發(fā)散出去,正極是透明的。
OLED照明“面”上浮現(xiàn)出若干鮮艷的光芒。由負極、上引層、有機物制成的發(fā)光層、基層 、正極、玻璃等組成的表面基板結(jié)構(gòu)可以發(fā)出光線。
正負電極之間3層的厚度僅為150納米(納為10億分之1)。均勻形成如此微細的層十分困難。一般 來說,OLED是通過氣化材料后形成薄膜的“蒸鍍”法,仔細地制成薄且均勻的膜。1997年在全球率先開始量產(chǎn)OLED的先鋒一直采用在 真空中蒸鍍材料的“真空蒸鍍法”生產(chǎn)手機屏幕使用的OLED。
在上述流程中,三菱化學(xué)與先鋒開發(fā)的VELVE在制作基層時沒有采用蒸鍍,而是采用了涂敷的方法 。專用材料由三菱化學(xué)開發(fā),只需涂抹液態(tài)材料干燥即可。這種方式與各層極薄的蒸鍍相比,易于避免電極之間短路等影響照明的問題。尤其是把有 機EL應(yīng)用于照明時,像開頭介紹的面板一樣,14cm見方的尺寸必須保證品質(zhì)均勻。
在開發(fā)階段,發(fā)光層、即有機物的涂敷也獲得了成功。其最大優(yōu)點在于減少成本。使用氣化材料 的蒸鍍方法時,雖然極為少量,但材料難免會發(fā)散到空氣中。如果以液體的形式直接涂抹,就可以毫不浪費地充分利用昂貴的材料。
1塊面板實現(xiàn)“全彩照明”
另外,VELVE還具有用1塊面板變換出各種顏色的“調(diào)光”功能。川名稱,“能夠 實現(xiàn)的顏色有1000萬種以上,是真正的全彩”。1塊面板變換顏色的OLED照明在世界上同樣史無前例。
對于調(diào)光,先鋒OLED照明業(yè)務(wù)推進室室長井田和長表示,“使用了在顯示器中培育的技術(shù) ”。上面的OLED截面圖與普通產(chǎn)品相比,有一個很大的不同。一般來說,普通產(chǎn)品是把分別發(fā)出紅、藍、綠等三原色光線的有機物重疊表現(xiàn)光 的色彩。但VELVE沒有疊加3色的有機物,而是平行排列。
當顏色接近紅色時,平行排列的發(fā)光層中,紅色層強烈發(fā)光。正是通過使用類似電視的顯示器控 制技術(shù),色彩的改變才得以實現(xiàn)。
但不同于價格明顯下跌的平板電視,從4月上市的VELVE的樣品價格來看,接通電源即可使用的全 套器具為1塊9萬日元。雖說是“全彩照明”,但價格還是太高。
OLED正如名稱中的“有機”那樣,材料制造是化學(xué)廠商的長項。
KANEKA上市5種顏色
KANEKA公司在3月22日上市了OLED照明燈。包括白、紅、橙、藍、綠5種顏色。在此之前,有機 EL照明以白色居多,同時量產(chǎn)5種顏色的公司在全球還是首家。這款照明燈是尺寸為6cm見方的正方形,厚度為0.6mm。1塊僅重幾克,重量之輕幾乎難 以想象這是照明燈。
KANEKA公司在意大利米蘭召開的全球最大規(guī)模的設(shè)計活動“MILANO SALONE”上展示OLED照明。約150m2的會場內(nèi),墻壁一片漆黑,2500塊OLED照明用細黑線懸掛在天花板上。希望在現(xiàn)場展現(xiàn)出五彩繽紛的面板浮在空中的景象。KANEKA的OLED業(yè)務(wù)開發(fā)計劃市場開發(fā)部門領(lǐng)導(dǎo)河野正彥說,“希望觀眾在視線的高度感受OLED照明的薄度”。
散熱確保亮度
鑒于OLED照明前景看好,各公司正在生產(chǎn)方法的改進上相互競爭。河野稱,KANEKA產(chǎn)品的特征 是“光線明亮”。這一點歸功于易于散熱的結(jié)構(gòu)。
OLED的發(fā)光部分一旦接觸到氧氣,就會因氧化發(fā)生劣化。為了防止這種情況發(fā)生,一般來說是把包括電極在內(nèi)的發(fā)光部 分整個用薄玻璃包覆。但在這種情況下,為了避免與玻璃接觸,必須留有縫隙,熱量難以發(fā)散。傳導(dǎo)熱量的是前表面的玻璃部分。因為玻璃是不容易 導(dǎo)熱的材料,所以集中通電后容易過熱,從而損壞。從結(jié)果來看,增加功率提高亮度的難度會加大。
要想使發(fā)光部分的光線發(fā)散出來,前表面的材料必須采用透明的玻璃。在此基礎(chǔ)上,KANEKA又用 特殊的無機物包裹住了發(fā)光部分。只要在后面安裝銅和鋁等容易導(dǎo)熱的材料,使熱量能夠傳遞到整體,就可以避免部分過熱的情況。
這項成果與OLED的亮度息息相關(guān)。照明的亮度有一種表現(xiàn)方式是以1根蠟燭的亮度為單位的 “坎德拉”,普通熒光燈的亮度據(jù)說為7000坎德拉/m2。KANEKA的OLED照明最大為5000坎德拉。亮度直逼熒光燈。
但是,與三菱化學(xué)和先鋒的產(chǎn)品一樣,價格依然很高。該公司表示,一般來說,OLED的生產(chǎn)成 本約為200萬日元/m2。如果是10cm見方,價格為2萬日元。但在當今世界,技術(shù)也是日新月異。如今,KANEKA正在以1年后生產(chǎn)成本降低到一半以下, 若干年后減少到10分之1為目標,繼續(xù)進行著開發(fā)。