OLED具極佳照明優勢 發光效率與成本問題仍待突破
- 陳南宗
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OLED(Organic light-emitting diode)堪稱眾多次世代環保光源中，最具備照明優勢的一種技術形式，而OLED不含汞，產生的光無紫外線問題，且驅動電力低，但目前OLED照明相關技術仍侷限在元件的光衰壽命問題，發光效率與單位成本仍須進一步設法改善...
針對日常照明應用，要求的不應只有發光效率、光形等問題，由於照明設備幾乎是每個人經常接觸的生活應用，其是否合乎安全、健康原則，應是照明設備受到關注的重點。
照明設備必須在不傷害眼睛與人體的前提下使用，但從目前的應用形式觀察，多數適用於日間照明的光源，並不見得適用於夜間照明時段。例如，每瓦可產生60~90流明的螢光燈具，雖具備節省能源優勢，但有更多攸關健康的重大問題，目前已被民眾密切關注。
照明應用攸關健康 光源技術超越效率需求
近來醫學研究發現，人體的反應會依環境的照明波長而有對應的變化，夜間使用的大量照明設備，可能破壞人體感受環境波長變化進入休息狀態的生理反應，此現象尤其在近數十年夜間大量應用電子照明設備(尤其是強白光)的情況下，對人體產生莫大的影響。
目前已面臨淘汰的白熾燈泡，雖然發光效能不彰，但其照明產生的色溫表現與波長較連續、溫和，同時也有不閃爍的優點，相較目前為了節能大量使用的螢光燈具、省電燈泡，後者的發光效率雖較具優勢，但生產過程免不了添加會毒害環境的「汞」，光源會發出部分紫外線、光譜表現斷續等問題，使用上看似無明顯差異，但實際上正分分秒秒影響著用戶的健康。
即便是目前發展最熱門的LED固態光源照明技術，礙於發光形式為透過半導體PN接面偏壓產生的電轉換為光的特性，也存在著紫外線與光譜斷續問題，即便透過物理透鏡或是添加螢光粉改善輸出，能做到的光品質改善仍相當有限。反觀目前持續發展中的有機發光二極體(OLED)，則具備光譜表現較和緩、擁有面光源的照明特性，有機會成為相對安全、健康的光源選擇。
OLED具可調色溫優勢 無紫外線問題
照明光源較常見的問題就是「紫外線」，因為紫外線對人體最直接的傷害就是造成皮膚癌或是其他皮膚病變！
不同於螢光燈管、省電燈泡，OLED發光原理不需利用汞蒸汽施加電壓形成紫外線來激發燈管內的螢光粉進行發光。大量使用此種技術的螢光燈管、省電燈泡，即便於燈具玻璃上追加阻隔紫外線的設計，但實際上仍可能產生阻隔效益漏失，造成照明的諸多安全隱憂，相反地，OLED則完全沒有紫外線問題。LED發光二極體這類固態光源，多數也是利用紫外線激發呈現可見光，再透過處理形成白光或其他色光，若元件在紫外線處理方面出現外露，也會對人眼產生傷害。
目前開發的類太陽光OLED元件，色溫表現從2,000~8,000K，色溫可涵蓋3,000K(早晨日光)、5,500K(午間陽光)及2,500~3,000K(傍晚陽光)效果，若用於製作燈具，可使產品提供如同日出、日落的不同光色、色溫，極寬的色溫表現，可產生多元的照明氛圍變化，亦可利用照明調節使用者的人體生理時鐘節奏。類太陽光OLED可廣泛應用於白天與夜間照明情境，OLED具超高演色性的照明設計，其色溫表現與演色性還可透過不同製程或是電壓改變燈具照明的表現特徵。
OLED具可撓曲特性 搭配透明電極提供多元應用
白熾燈泡最常見的應用即調光功能，而調光功能始終是螢光燈管、省電燈泡這類燈具的罩門，因為無法調整亮度，也失去多數環境氣氛、情境燈具的應用市場。但OLED技術製作的照明燈具，可以提供任意調光的功能，甚至還可利用兩種透明電極來開發兼具隱私或照明應用的特殊設計。
例如，OLED照明可開發成透明狀大面積板材，在關閉照明(即關燈)時，可以產生直接透視的視覺效果，提供擴展視野的應用，而當使用者開燈時，同一塊大面積光源板材即處於「照明」應用形式，同時具備照明效果與遮斷視線的隱私效果，這是以往的燈具技術所無法提供的。
此外，在LED固態光源積極發展後，過去白熾燈泡、螢光燈管或省電燈泡無法想像的摺疊、撓曲應用，在軟性OLED技術問世後，早已不是純粹幻想的未來科技。軟性OLED元件具備材質可撓、不易破裂的特性，這種材質特性將會讓照明燈具與相關周邊應用出現劃時代的想像空間，而OLED材質元件相對輕薄，更適用於飛航器或穿戴式照明等創新應用場合。
OLED壽命、效率、成本挑戰待克服
LED固態光源、白熾燈泡、螢光燈管或省電燈泡都具有眩光問題，而OLED的照明元件為較自然的平面光源，產品體積亦可做得更薄，同時OLED發光時無光線過度集中、刺眼問題，可適用於車內、室內照明，同時也具備光形穩定的優點。
白熾燈泡會將95%的電能用來加熱鎢絲產生熱與紅外光，因此白熾燈為一種發熱光源，而OLED光源元件的光譜為可調控，幾乎不會放射紅外光，因此又有冷光說法。一般的LED固態光源為求高亮度表現，往往會有散熱問題，OLED元件為薄片設計，相較LED更具散熱優勢。
實務上，OLED發光元件的使用壽命與亮度的平方成反比，即亮度提升兩倍、壽命將減為原來的4分之1。不過，OLED發光元件利用材料技術與發光結構多重改善，目前發光效率已有倍數的提升，其元件壽命經改善後，可自10萬小時增至20萬小時，惟量產技術與成本效益仍需持續改進。
