歐司朗暢談白色LED前景和對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，照明器具的電源電路、反射板及透鏡等的損失通常會使器具效率（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，照明器具的電源電路、反射板及透鏡等的損失通常會使器具效率（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)號稱器具效率達(dá)到100lm/W的LED照明器具。白色LED今后會實(shí)現(xiàn)何種程度的亮度，又會具備哪些特性？日前，記者采訪了從事高功率、高效率白色LED業(yè)務(wù)的德國歐司朗光電半導(dǎo)體（OSRAMOptoSemiconductorsGmbH）總裁兼首席執(zhí)行官RuedigerMueller，請他談了對白色LED的技術(shù)展望，以及對該公司推進(jìn)開發(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。雖說白色LED的發(fā)光效率已達(dá)到了超過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，還有很多時候達(dá)不到100lm/W。
從研發(fā)水平來看，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％。使用該芯片的話有望實(shí)現(xiàn)大幅超過100lm/W的白色LED。但能量轉(zhuǎn)換效率不可能超過100％。因?yàn)榇嬖谖锢順O限。就像半導(dǎo)體存儲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)光效率會停留在150～200lm/W之間。
記者：對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)象無法消除，但卻可以減輕。衰退現(xiàn)象減輕的話，在提高電流密度時亮度就會更高。也就是說，這樣便可減小能夠以相同輸入電流獲得相同亮度（光通量）時需要的LED芯片數(shù)量。如果原來使用了大量LED芯片，今后便可利用較少的LED芯片數(shù)量來獲得相同的光通量。
LED芯片的單位面積亮度（光通量）越高，亮度單價就會越低，白色LED的成本競爭力也就越強(qiáng)。能否提高這一成本競爭力，關(guān)鍵要看LED廠商的技術(shù)競爭力如何。衰退現(xiàn)象越輕，這一成本競爭力就會越高。原因是減少LED芯片的面積可降低芯片的成本。而且對顧客也有好處。能夠增加向每個白色LED輸入的電流的話便可提高每個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個數(shù)得到減少。
記者：成本降低的話，對LED背照燈液晶電視及LED照明器具的確是福音。
Mueller：隨著時間的推移，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)力獲得的高畫質(zhì)為賣點(diǎn)。而如今不同，可以說采用LED是為了以超薄而非畫質(zhì)為賣點(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個數(shù)的要求也越來越強(qiáng)烈?？梢哉f，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最適于滿足這些要求。
雖說是個人觀點(diǎn)，但我認(rèn)為今后再過2～3年，LED照明也將出現(xiàn)同樣的趨勢。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受到的咨詢較多，但今后估計(jì)會有大量以成本優(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需求將會增加。
記者：歐司朗光電半導(dǎo)體還涉足照明用OLED，并已開始小規(guī)模的銷售。請談一下進(jìn)展情況。
Mueller：目前本公司正致力于提高發(fā)光效率及延長元件壽命。有望在近期實(shí)現(xiàn)50lm/W的發(fā)光效率和1萬小時的壽命。
與OLED的特性相比，制造成本與其說更重要不如說是一大問題。OLED由于元件構(gòu)造簡單，因此在制造技術(shù)確立后就會實(shí)現(xiàn)低價格。不過現(xiàn)階段可通過LED與導(dǎo)光板組合，低成本實(shí)現(xiàn)OLED擅長的面發(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，也許無法與LED＋導(dǎo)光板進(jìn)行競爭。
今后要想在照明市場上推廣OLED，除了與LED＋導(dǎo)光板競爭的用途之外，還必須要開拓LED＋導(dǎo)光板無法實(shí)現(xiàn)的用途。比如可嵌入門窗玻璃來使用。這時由于關(guān)燈時為透明狀態(tài)，因此可作為普通門窗玻璃來使用，而在夜間則可亮燈，使門窗變?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。如果沒有這些有機(jī)照明所特有的用途，OLED照明市場就不會擴(kuò)大。這些新用途也許要在5年以后才會在市場上亮相。
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。雖說白色LED的發(fā)光效率已達(dá)到了超過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，還有很多時候達(dá)不到100lm/W。
從研發(fā)水平來看，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％。使用該芯片的話有望實(shí)現(xiàn)大幅超過100lm/W的白色LED。但能量轉(zhuǎn)換效率不可能超過100％。因?yàn)榇嬖谖锢順O限。就像半導(dǎo)體存儲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)光效率會停留在150～200lm/W之間。
記者：對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)象無法消除，但卻可以減輕。衰退現(xiàn)象減輕的話，在提高電流密度時亮度就會更高。也就是說，這樣便可減小能夠以相同輸入電流獲得相同亮度（光通量）時需要的LED芯片數(shù)量。如果原來使用了大量LED芯片，今后便可利用較少的LED芯片數(shù)量來獲得相同的光通量。
LED芯片的單位面積亮度（光通量）越高，亮度單價就會越低，白色LED的成本競爭力也就越強(qiáng)。能否提高這一成本競爭力，關(guān)鍵要看LED廠商的技術(shù)競爭力如何。衰退現(xiàn)象越輕，這一成本競爭力就會越高。原因是減少LED芯片的面積可降低芯片的成本。而且對顧客也有好處。能夠增加向每個白色LED輸入的電流的話便可提高每個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個數(shù)得到減少。
記者：成本降低的話，對LED背照燈液晶電視及LED照明器具的確是福音。
Mueller：隨著時間的推移，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)力獲得的高畫質(zhì)為賣點(diǎn)。而如今不同，可以說采用LED是為了以超薄而非畫質(zhì)為賣點(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個數(shù)的要求也越來越強(qiáng)烈?？梢哉f，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最適于滿足這些要求。
雖說是個人觀點(diǎn)，但我認(rèn)為今后再過2～3年，LED照明也將出現(xiàn)同樣的趨勢。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受到的咨詢較多，但今后估計(jì)會有大量以成本優(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需求將會增加。
記者：歐司朗光電半導(dǎo)體還涉足照明用OLED，并已開始小規(guī)模的銷售。請談一下進(jìn)展情況。
Mueller：目前本公司正致力于提高發(fā)光效率及延長元件壽命。有望在近期實(shí)現(xiàn)50lm/W的發(fā)光效率和1萬小時的壽命。
與OLED的特性相比，制造成本與其說更重要不如說是一大問題。OLED由于元件構(gòu)造簡單，因此在制造技術(shù)確立后就會實(shí)現(xiàn)低價格。不過現(xiàn)階段可通過LED與導(dǎo)光板組合，低成本實(shí)現(xiàn)OLED擅長的面發(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，也許無法與LED＋導(dǎo)光板進(jìn)行競爭。
今后要想在照明市場上推廣OLED，除了與LED＋導(dǎo)光板競爭的用途之外，還必須要開拓LED＋導(dǎo)光板無法實(shí)現(xiàn)的用途。比如可嵌入門窗玻璃來使用。這時由于關(guān)燈時為透明狀態(tài)，因此可作為普通門窗玻璃來使用，而在夜間則可亮燈，使門窗變?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。如果沒有這些有機(jī)照明所特有的用途，OLED照明市場就不會擴(kuò)大。這些新用途也許要在5年以后才會在市場上亮相。
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