Inden for OLED-belysning har dens form længe været værdsat mere end dens funktion. En ny undersøgelse foretaget af kinesiske forskere viser en farvejusterbar OLED-arkitektur, der ikke blot udvider grænserne for spektral kontrol, men også gentænker, hvordan OLED'er kan opfylde behovene for døgnrytmebelysning, specialiserede arkitektoniske designs eller havebrugsanvendelser.
I stedet for at stole på en separat hvid lyskomponent, opnåede teamet realtids farvejustering fra varme til kolde toner ved at justere spændingen, hvilket resulterede i jævne spektrale overgange over et område op til 11.411 Kelvin. Men den dybere betydning ligger bag disse tal. Disse enheder viser tegn på at overvinde nogle af de materiale- og pålidelighedsbegrænsninger, der længe har hindret anvendelsen af OLED'er i generel belysning: mere afbalanceret excitonrekombination, lavere driftsspændinger og potentielle veje til mere holdbare og fleksible belysningselementer.
OLED-belysning har endnu ikke generobret mainstream-status fra LED'er – men denne forskning repositionerer den som et pålideligt værktøj, omend en niche, der er egnet til applikationer, der kræver visuel blødhed, spektral tilpasningsevne og designprioriterede formfaktorer.
Denne artikel kan genoplive interessen inden for nogle specialiserede områder vedrørende denne teknologi, der engang blev hyldet som det næste store gennembrud inden for generel belysning - selvom det stadig er uklart, om dette repræsenterer en teknologisk genoplivning eller blot en lysende fodnote.
Farvejusterbarhed og højere effektivitet Denne nye forskning fra et team på Jilin University har afsløret en OLED, der er i stand til dynamisk at justere sin korrelerede farvetemperatur (CCT), der spænder fra varme 3451 K til kølige 8073 K. Dette gør den ideel til at matche dagslyscyklusser eller understøtte indendørs belysning, der er i overensstemmelse med menneskelige døgnrytmer. Én konfiguration opnår endda et CCT-område på 11411 K, et af de bredeste rapporterede CCT-områder for OLED'er til dato.
Disse enheder anvender en dobbeltemitterende lagstruktur adskilt af et omhyggeligt designet afstandsmateriale, der muliggør præcis bevægelse af exciton-rekombinationsområdet. Dette gør det muligt for OLED'en at udsende mere blåt eller orange lys afhængigt af den påførte spænding. Dette teknologiske gennembrud imødekommer direkte behovet for justerbar hvid belysning – som hurtigt vinder frem inden for kommerciel indretning, uddannelse og sundhedspleje.
En orange-doteret OLED-enhed opnåede en maksimal effekteffektivitet på 106 lm/W – en betydelig forbedring for OLED-enheder, men stadig under de typiske niveauer for nuværende højtydende LED-pakker. Det er vigtigt at bemærke, at denne måling blev foretaget under ideelle laboratorieforhold for et monokromt OLED-element, ikke et hvidt lys-element testet på systemniveau.
Hvorfor OLED-belysning aldrig har været udbredt
For at forstå betydningen af disse tal er det vigtigt at huske OLED-belysningens udviklingshistorie – og de vanskeligheder, den har stødt på.
I starten af 2010'erne blev OLED-paneler udråbt som fremtiden for generel belysning: ultratynde, diffuse, blændfri og æstetisk tiltalende. De har dog konsekvent ikke opnået kommerciel succes. Ifølge flere vurderinger fra det amerikanske energiministerium (DOE) er den endelige marginalisering af OLED-belysning resultatet af en kombination af faktorer:
Effektivitetsgab: Selvom OLED'er så lovende ud i teorien, var deres faktiske ydeevne utilstrækkelig. Test på DOE-laboratorier viste, at OLED-armaturer typisk kun opnår 23-45 lm/W, mens sammenlignelige LED-armaturer ofte overstiger 100 lm/W. Selv i dag er standard-LED'er stadig langt mere effektive end OLED'er.
Høje omkostninger og lavt udbytte: Det amerikanske energiministerium forudsagde, at omkostningerne ved OLED-paneler skulle holdes på omkring 100 dollars pr. kvadratmeter for at kunne konkurrere med LED-paneler. På grund af komplekse fremstillingsprocesser og udfordringer med emballagen er den faktiske pris dog meget højere.
Problemer med holdbarhed og pålidelighed: OLED'er er modtagelige for fugt og ilt, hvilket fører til for tidlige mørke pletter og kortslutninger. Standard LED-drivere anvendes typisk, men disse er uforenelige med OLED'ers egenskaber, hvilket resulterer i yderligere effektivitetsreduktion og flimmerproblemer.
Mangel på standarder og økosystem: På grund af manglen på udskiftelige komponenter, standardiserede drivere eller plug-and-play-stik er OLED'er risikable for designere og dyre for integratorer.
I mellemtiden udvikler LED-teknologien sig hurtigt. Sideemitterende LED-paneler er endelig æstetisk sammenlignelige med OLED'er og overgår dem på næsten alle tekniske og økonomiske områder.
Er dette bare en nichebevægelse, ikke en revolution?
Så hvad betyder denne nye forskning for OLED'ernes fremtid? De teknologiske fremskridt er reelle. De ydeevneniveauer, som laboratoriefremstillede enheder udviser, var engang de teoretiske mål for fortalere for OLED-belysning. Et laboratorium er dog ikke en fabrik, og ydeevne ved bordtestning er ikke ensbetydende med markedsklare løsninger.
Industriens anvendelse kræver betydelig efterspørgsel i specifikke anvendelsesscenarier. Derudover er der behov for en moden forsyningskæde, omkostningsreduktion og pålidelige levetidsdata – som alt sammen mangler i øjeblikket. Tidligere analyser fra det amerikanske energiministerium viste, at selv velstrukturerede OLED'er oplever en kraftig nedgang i levetiden, når de opererer ved høj lysstyrke. Desuden mangler OLED'er i modsætning til LED'er i øjeblikket et standardiseret levetidstestsystem svarende til LM-80.
Ikke desto mindre har OLED'er stadig en meget smal, men meget lovende vej til professionel udvikling inden for moderne belysningsapplikationer – især i applikationer, hvor visuel blødhed, designintegration og justerbarhed er vigtigere end simpel lumen/watt-økonomi. Designere værdsætter stadig OLED'ers evne til at give blændfri, visuelt rig belysning i en næsten skulpturelt tynd formfaktor.