În domeniul iluminatului OLED, forma sa a fost mult timp apreciată mai mult decât funcția sa. Un nou studiu realizat de cercetători chinezi prezintă o arhitectură OLED reglabilă în funcție de culoare, care nu numai că extinde limitele controlului spectral, dar și reimaginează modul în care OLED-urile pot satisface nevoile de iluminare a ritmului circadian, designuri arhitecturale specializate sau aplicații horticole.
În loc să se bazeze pe o componentă separată a luminii albe, echipa a obținut o reglare a culorilor în timp real, de la tonuri calde la cele reci, prin ajustarea tensiunii, rezultând tranziții spectrale line pe o gamă de până la 11.411 Kelvin. Însă semnificația mai profundă se află în spatele acestor cifre. Aceste dispozitive prezintă semne că au depășit unele dintre limitările materialelor și ale fiabilității care au împiedicat mult timp aplicarea OLED-urilor în iluminatul general: o recombinare a excitonilor mai echilibrată, tensiuni de funcționare mai mici și căi potențiale către elemente de iluminat mai durabile și mai flexibile.
Iluminatul OLED nu a recuperat încă statutul de instrument principal de la LED-uri, dar această cercetare îl repoziționează ca un instrument fiabil, deși de nișă, potrivit pentru aplicații care necesită finețe vizuală, adaptabilitate spectrală și factori de formă prioritari pentru design.
Acest articol ar putea reaprinde interesul în anumite domenii specializate cu privire la această tehnologie, cândva aclamată drept următoarea descoperire majoră în iluminatul general - deși rămâne neclar dacă aceasta reprezintă o renaștere tehnologică sau doar o notă de subsol luminoasă.
Reglarea culorilor și eficiență sporită Această nouă cercetare realizată de o echipă de la Universitatea Jilin a dezvăluit un OLED capabil să își ajusteze dinamic temperatura de culoare corelată (CCT), variind de la o temperatură caldă de 3451 K la o temperatură rece de 8073 K. Acest lucru îl face ideal pentru potrivirea ciclurilor de lumină naturală sau pentru susținerea iluminatului interior care se aliniază cu ritmurile circadiene umane. O configurație atinge chiar și un interval CCT de 11411 K, unul dintre cele mai largi intervale CCT raportate pentru OLED-uri până în prezent.
Aceste dispozitive utilizează o structură cu strat dublu de emisie, separată de un material distanțier atent conceput, permițând mișcarea precisă a regiunii de recombinare a excitonilor. Acest lucru permite OLED-ului să emită mai multă lumină albastră sau portocalie, în funcție de tensiunea aplicată. Această descoperire tehnologică răspunde direct nevoii de iluminare albă reglabilă - care câștigă rapid teren în designul interior comercial, educație și asistență medicală.
Un dispozitiv OLED dopat cu portocaliu a atins o eficiență energetică maximă de 106 lm/W - o îmbunătățire semnificativă pentru dispozitivele OLED, dar totuși sub nivelurile tipice pentru pachetele LED de înaltă performanță actuale. Este important de menționat că această măsurătoare a fost efectuată în condiții ideale de laborator pentru un element OLED monocrom, nu pentru un element cu lumină albă testat la nivel de sistem.
De ce iluminatul OLED nu a fost niciodată răspândit pe scară largă
Pentru a înțelege semnificația acestor cifre, este important să ne amintim istoricul dezvoltării iluminatului OLED și dificultățile pe care le-a întâmpinat.
La începutul anilor 2010, panourile OLED erau prezentate ca viitorul iluminatului general: ultra-subțiri, difuze, fără strălucire și plăcute din punct de vedere estetic. Cu toate acestea, acestea nu au reușit în mod constant să obțină succes comercial. Conform mai multor evaluări realizate de Departamentul Energiei din SUA (DOE), marginalizarea finală a iluminatului OLED este rezultatul unei combinații de factori:
Decalaj de eficiență: Deși OLED-urile păreau promițătoare în teorie, performanța lor reală a fost insuficientă. Testele efectuate în laboratoarele DOE au arătat că corpurile de iluminat OLED ating de obicei doar 23-45 lm/W, în timp ce corpurile de iluminat LED comparabile depășesc adesea 100 lm/W. Chiar și astăzi, LED-urile standard rămân mult mai eficiente decât OLED-urile.
Cost ridicat și randament scăzut: Departamentul Energiei din SUA a prezis că panourile OLED ar trebui să fie controlate la aproximativ 100 USD pe metru pătrat pentru a concura cu panourile LED. Cu toate acestea, din cauza proceselor complexe de fabricație și a provocărilor legate de ambalare, costul real este mult mai mare.
Probleme de durabilitate și fiabilitate: OLED-urile sunt sensibile la umiditate și oxigen, ceea ce duce la apariția prematură a petelor întunecate și a scurtcircuitelor. De obicei, se utilizează drivere LED standard, dar acestea sunt incompatibile cu caracteristicile OLED-urilor, ceea ce duce la o reducere suplimentară a eficienței și la probleme de pâlpâire.
Lipsa standardelor și a ecosistemului: Din cauza lipsei componentelor interschimbabile, a driverelor standardizate sau a conectorilor plug-and-play, OLED-urile sunt riscante pentru proiectanți și costisitoare pentru integratori.
Între timp, tehnologia LED avansează rapid. Panourile LED cu emisie laterală sunt în sfârșit comparabile din punct de vedere estetic cu OLED-urile și le depășesc în aproape toate aspectele tehnice și economice.
Este aceasta doar o mișcare de nișă, nu o revoluție?
Așadar, ce înseamnă această nouă cercetare pentru viitorul OLED-urilor? Progresul tehnologic este real. Nivelurile de performanță afișate de dispozitivele fabricate în laborator au fost cândva obiectivele teoretice ale susținătorilor iluminării OLED. Cu toate acestea, un laborator nu este o fabrică, iar performanța testelor pe banc de lucru nu este echivalentă cu soluții gata de comercializare.
Adoptarea în industrie necesită o cerere substanțială în scenarii specifice de aplicații. În plus, sunt necesare un lanț de aprovizionare matur, reducerea costurilor și date fiabile privind durata de viață - toate acestea lipsind în prezent. Analizele anterioare ale Departamentului de Energie al SUA au indicat faptul că, până și OLED-urile bine structurate înregistrează o scădere bruscă a duratei de viață atunci când funcționează la luminozitate ridicată. Mai mult, spre deosebire de LED-uri, OLED-urile nu au în prezent un sistem standardizat de testare a duratei de viață, similar cu LM-80.
Cu toate acestea, OLED-urile au încă o cale foarte îngustă, dar foarte promițătoare, pentru dezvoltarea profesională în aplicațiile moderne de iluminat - în special în aplicațiile în care finețea vizuală, integrarea designului și ajustabilitatea sunt mai importante decât simpla economie lumen/watt. Designerii încă apreciază capacitatea OLED-urilor de a oferi o iluminare bogată din punct de vedere vizual, fără strălucire, într-un factor de formă aproape sculptural subțire.