知識文章

OLED照明與車燈之未來發展趨勢

2010 / 09 / 15

車輛研究測試中心 研發處 / 何耀民

有機發光二極體OLED(Organic Light-Emitting Diode),又可稱為有機電激發光(Organic Electroluminescence,簡稱OEL),和LED最大差別在於”有機”發光材料,其發光原理和LED相似,將一外加偏壓,使電子與電洞進入發光層結合,所形成一"激發光子",會將能量以光的形式進行釋放,此為OLED的發光現象,依照不同有機材料,其能量也不相同,釋放出來光的顏色也不相同。OLED元件結構,如三明治的一般,最外層為透明電極和反射電極,中間夾層為有機發光材料,此結構相較LED簡單許多,因此未來待製造技術確立後就會實現低價格。

 
 (a)  (b)
 Transparent OLED window  EDGA OLED lighting car
OLED附加價值運用實例

OLED具有輕薄、廣視角、壽命長、演色性高與環保的概念,相較於現今火紅的LED,OLED具有均勻面光源、可撓和可透明的性質,是目前LED所無法辦到的,所以在照明與車燈的燈具設計上,擁有更多樣化的選擇。根據美國能源之星(Energy Star)統計,照明佔了22%的電力使用量,若能好好利用高效率的白光OLED所獨有的面光源特性照明設備,減少不必要的能源損失,對於綠色能源的推廣及環保都有很大的助力。在世界各大廠積極投入資源之下,從2010年起陸續見到OLED照明相關產品,Philips首先推出OLED照明產品,效率為10lm/W~20lm/W左右,其顏色包含了白色與三原色,同一年第二季OSRAM也跟著推出白光OLED,效率為23lm/W。GE、日商Lumiotec以及Konica Minola 等公司,未來也將投入此塊市場競爭。

 

OLED發光效率未來發展

現階段OLED照明技術發展,與白光LED仍有大約2年的差距,但前景仍值得期待。近期OLED照明技術開始出現大幅改善,依各廠商研發進度推估,未來2年後,OLED照明發光效率將可望追上白光LED照明,預計在2012年發光效率將達到60lm/W。未來想在照明市場上推廣OLED,就必須要開拓LED和傳統光源所無法實現的用途,充分運用OLED優點,為其創造更大的優勢,以下面兩項應用案例說明OLED的使用情境之優點:
1. 透明OLED門窗照明裝置:以OLED均勻面光源與透明之特性,可嵌入門窗玻璃來使用,由於OLED關燈時為透明狀態,因此白天可作為普通門窗玻璃來使用,而在夜間則可亮燈,使門窗變為照明器具。
2. OLED車尾燈:以往LED車尾燈,由於LED指向性過高,易形成一顆顆刺眼的光源,造成後方駕駛者不適感,而OLED其發光特性為面發光源,為一個均勻的面,OLED車尾燈可降低不適感,且OLED可撓特性,可隨著車體外觀做變化,車燈不再是死板的外觀,可美化車體外型。
 

OLED車尾燈之微結構光學設計

OLED發光面光源特性,使用一般的透鏡其集光效率不佳,因此 ARTC的車輛光學設計中心在OLED車尾燈研發上,以微結構透鏡的設計增加照明區域的亮度,利用穿透光線的折射與內部全反射的原理,加上特殊週期性稜鏡結構設計,把OLED光線的角度集中在 ±30度範圍內,再搭配反射鏡的整合設計,讓照明亮度增加110%,同時符合車燈法規光型的要求。未來設計方向將考量OLED可撓與透明的特性,採用塑膠或是可撓性的透鏡,和OLED的封裝體結合,運用於擋風玻璃,未來的車尾燈勢必更具個人風格特色。
 

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