【新一代照明的实力】有机EL照明开始争夺6万亿日元市场
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照明已经开始更新换代。随着作为新一代照明最被看好的有机EL照明投入实用,全面普及进入了视野。而另一方面,LED照明将从过去的“仅是照明”步入竞争附加值的新阶段。
在日本的车站和餐厅等场所,已经开始采用有机EL照明。着眼于3年后的全面普及,各公司展开了开发竞争。
3月30日,在东京急行电铁公司的“自由丘站”内,采用最新技术的照明登场亮相。站台和大厅共设置了1174盏LED(发光二极管)照明。这是通过组合使用照度传感器和人感传感器,同时实现节能和舒适性的尝试。据称采用LED照明后,整个车站的用电量能够减少约25%,每年可减排二氧化碳131吨。
此次的亮点在于公共设施首次采用有机EL(电致发光)照明。检票窗口和月票销售点安装了29台照明器具,共使用了276枚8cm见方的有机EL面板。
LED性能占优
有机EL照明利用的是向有机材料加载电压时材料发光的现象。继目前在普及的LED照明之后,作为新一代照明最为看好。
有机EL照明令人关注的地方在于节能性和价格。就结论而言,截至目前,LED照明在这两个方面都是优胜。
自由丘站安装的有机EL面板为松下公司生产。表示1W电能光照强度的发光效率为30lm(流明)/W。与普通白炽灯的发光效率15~20lm/W相当。不及荧光灯(70~90lm/W)和LED照明(70~100lm/W)。
寿命大约为1万小时,与荧光灯基本相同。但距离LED照明的3万~6万小时还相差甚远。
价格方面,1枚8cm见方的面板约为3万日元,价格偏高。自由丘站的计划其实属于日本环境省的业务委托,安装费用全部由环境省补助。松下照明业务部门有机EL业务策划组住山重次表示,实际上“有机EL照明还不足以作为照明器具销售,进行商业化”。
整个天花板和墙面作为照明
有机EL照明之所以受到关注,是因为其蕴藏着颠覆传统照明概念的可能性。如能够像纸和板片一样轻薄的“灵活性”、材料整体发光的“面发光”等等,拥有传统照明不具备的特性。整个顶部发光的汽车和整面墙壁发光的办公室也成为可能。
目前全球的照明市场规模约为4万亿日元。2020年预计将扩大至大约6万亿日元。松下的产品投放可谓是为开拓巨大市场的布局。
从2011年4月开始销售有机EL面板的KANEKA公司将向餐厅等场所推广产品。该公司计划促进在店面和显示器等用途采用有机EL面板,在2015年向住宅和写字楼的普通照明推广。并提出在2020年使销售额达到1000亿日元的目标。
到2015年赶上现在的LED
有机EL照明要想一跃成为照明市场的主角,提高发光效率和降低成本是必不可少的前提。各公司为此展开了开发竞争。
三菱重工和罗姆等企业投资成立的Lumiotec公司已经从2012年3月开始销售发光效率是以往产品4倍的有机EL面板。2010年11月向市场投放的旧产品的发光效率为10lm/W左右,与之相比,新产品为40lm/W。而14.5cm见方的有机EL面板仅售3万日元,价格保持不变。
提高发光效率的决定性因素是采用了“磷光”技术。有机材料的发光方式分为“萤光”和“磷光”两种。萤光能够释放的光能约为25%,而磷光则几乎为100%。Lumiotec成功释放出了全部光的三原色——红色、绿色和蓝色的磷光,通过实现“全磷光”提高了发光效率。
NEC照明公司也通过开发全磷光材料,开发出了发光效率达到60lm/W的有机EL面板。计划在2012财年内将之应用于面向家庭的普通照明并上市销售。经营管理本部高级专家田口亨雄心勃勃地表示:“要使价格低于10万日元。”
发光效率在技术上仍然有提升的空间。
有机EL照明在发光部位(发光层)和组成其周边部分的层,光的折射率不同,因此产生的光线多数会发生反射,聚集在内部。现在,绝大多数有机EL面板释放到玻璃基板之外的光线仅占整体的20~30%左右。
因此,释放光线的技术也在开发之中。松下开发出了在玻璃基板上添加改变光线角度的“光学调整层”,把释放光线的效率提高到40%以上的技术。到2015年有望达到现有LED照明的水平,实现发光效率100lm/W、使用寿命2万小时。
制造成本有望减至10分之1
制造有机EL面板是以“真空蒸镀”技术为主流。这是在真空状态下加热有机材料,使其转化成气体并贴附在基板上的方法。该方法一直被用于制造有机EL显示器、太阳能电池板,有机EL照明面板转用了这些技术。
真空蒸镀虽然能够利用现有的技术,但需要制造真空状态、在其中蒸镀有机材料的昂贵制造装置。因此很难降低成本。
目前,最有希望降低有机EL面板制造成本的技术是“涂布”技术。顾名思义,就是像印刷一样涂布有机材料。面板的大面积化和制造LED照明无法实现的“单薄照明”也变得容易。
柯尼卡美能达集团在2010年的国际照明展上展示了使用涂布技术制造的“弯曲照明”。目前正在为量产化进行技术开发。
销售有机EL面板“VELVE”的三菱化学公司在有机EL的部分构层上采用了涂布技术。目前正在作为样品套件销售,14cm见方的售价高达9万日元。有机EL业务推进室室长川名真称:“如果也能够以涂布形成发光层,成本将降低到10分之1。”
住友化学公司将摸索使用高分子发光材料,将其制成墨水进行印刷的制造方法。开发从设有缝隙的容器挤出墨水,沿基材表面单向移动进行涂布的“Slit Die”方法。
该公司将来要力争实现在卷成筒状的树脂基板上印刷有机材料,然后重新卷成筒状的“卷对卷”方式。有机EL商业化室担当小川育三也认为:“到2015年,涂布量产将成为主流,制造成本将降低到10分之1以下。”
全球厂商将展开竞争
到2015年,有机EL照明的性能和价格似会赶上如今的LED照明。有机电子研究的领军人物——山形大学有机电子研究中心教授城户淳二说:“技术已经有了眉目,2015年不一定是幻想。”
荷兰飞利浦、德国欧司朗、美国通用电气以及韩国LG化学等海外照明企业都在全力开发有机EL照明。城户教授说:“大力发展节能的中国估计也将以国家为主导,积极开展有机EL照明的开发和招商。”
以往,包括液晶显示器和太阳能电池板在内,日本企业频频遭遇虽拥有优秀技术,却最终却被迫放弃或缩小业务的局面。如今,有机EL照明可以说是由日本引领世界的技术。
城户教授指出:“日本企业需要发挥领先的优势,通过收购和技术合作等先发制人,采取保持领先地位的经营战略。”
有机EL照明有可能大大地改变照明市场。围绕这一巨大市场的战斗已经打响。
Sophy