Op het gebied van OLED-verlichting wordt de vorm al lang meer gewaardeerd dan de functie. Een nieuwe studie van Chinese onderzoekers toont een OLED-architectuur met kleuraanpassing die niet alleen de grenzen van spectrale controle verlegt, maar ook een nieuwe kijk biedt op hoe OLED's kunnen voldoen aan de behoeften van circadiane ritmeverlichting, gespecialiseerde architectonische ontwerpen of tuinbouwtoepassingen.
In plaats van te vertrouwen op een aparte witte lichtcomponent, bereikte het team realtime kleuraanpassing van warme naar koele tinten door de spanning aan te passen. Dit resulteerde in vloeiende spectrale overgangen over een bereik tot 11.411 Kelvin. Maar de diepere betekenis schuilt achter deze getallen. Deze apparaten lijken een aantal van de beperkingen op het gebied van materiaal en betrouwbaarheid te hebben overwonnen die de toepassing van OLED's in algemene verlichting lange tijd hebben belemmerd: een meer gebalanceerde excitonrecombinatie, lagere bedrijfsspanningen en mogelijke paden naar duurzamere en flexibelere verlichtingselementen.
OLED-verlichting moet nog van de LED's verdwijnen, maar uit dit onderzoek blijkt dat het een betrouwbaar hulpmiddel is, zij het een nicheproduct, geschikt voor toepassingen waarbij visuele zachtheid, spectrale aanpasbaarheid en ontwerpgerichte vormfactoren vereist zijn.
Dit artikel kan de interesse in deze technologie in sommige vakgebieden nieuw leven inblazen. Ooit werd deze technologie gezien als de volgende grote doorbraak op het gebied van algemene verlichting. Het blijft echter onduidelijk of dit een technologische opleving is of slechts een lichtpuntje.
Kleuraanpassing en hogere efficiëntie. Dit nieuwe onderzoek van een team van de Universiteit van Jilin heeft een OLED onthuld die zijn gecorreleerde kleurtemperatuur (CCT) dynamisch kan aanpassen, variërend van een warme 3451 K tot een koele 8073 K. Dit maakt hem ideaal voor het aanpassen van daglichtcycli of het ondersteunen van binnenverlichting die is afgestemd op het circadiane ritme van de mens. Eén configuratie bereikt zelfs een CCT-bereik van 11411 K, een van de breedste gerapporteerde CCT-bereiken voor OLED's tot nu toe.
Deze apparaten maken gebruik van een structuur met twee emitterende lagen, gescheiden door een zorgvuldig ontworpen afstandsmateriaal, wat een nauwkeurige beweging van het excitonrecombinatiegebied mogelijk maakt. Hierdoor kan de OLED meer blauw of oranje licht uitstralen, afhankelijk van de toegepaste spanning. Deze technologische doorbraak speelt direct in op de behoefte aan instelbare witte verlichting, die snel aan populariteit wint in de commerciële interieurbouw, het onderwijs en de gezondheidszorg.
Een oranje gedoteerd OLED-element behaalde een piekvermogen van 106 lm/W – een aanzienlijke verbetering voor OLED-apparaten, maar nog steeds onder de gebruikelijke waarden voor huidige high-performance LED-behuizingen. Het is belangrijk om te vermelden dat deze meting is uitgevoerd onder ideale laboratoriumomstandigheden voor een monochroom OLED-element, niet voor een witlichtelement dat op systeemniveau is getest.
Waarom OLED-verlichting nooit wijdverbreid is geweest
Om de betekenis van deze cijfers te begrijpen, is het belangrijk om terug te denken aan de ontwikkelingsgeschiedenis van OLED-verlichting en de moeilijkheden die daarbij zijn opgetreden.
Begin jaren 2010 werden OLED-panelen aangeprezen als de toekomst van algemene verlichting: ultradun, diffuus, schitteringsvrij en esthetisch aantrekkelijk. Ze zijn echter nooit echt succesvol gebleken in de commerciële sector. Volgens meerdere onderzoeken van het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE) is de uiteindelijke marginalisering van OLED-verlichting het gevolg van een combinatie van factoren:
Efficiëntieverschil: Hoewel OLED's in theorie veelbelovend leken, bleven hun prestaties in de praktijk achter. Tests in DOE-laboratoria toonden aan dat OLED-armaturen doorgaans slechts 23-45 lm/W halen, terwijl vergelijkbare LED-armaturen vaak meer dan 100 lm/W halen. Zelfs vandaag de dag zijn standaard LED's nog steeds veel efficiënter dan OLED's.
Hoge kosten en lage opbrengst: Het Amerikaanse ministerie van Energie voorspelde dat de kosten van OLED-panelen beperkt zouden moeten blijven tot ongeveer $ 100 per vierkante meter om te kunnen concurreren met LED-panelen. Door complexe productieprocessen en verpakkingsproblemen liggen de werkelijke kosten echter veel hoger.
Problemen met duurzaamheid en betrouwbaarheid: OLED's zijn gevoelig voor vocht en zuurstof, wat leidt tot vroegtijdige donkere vlekken en kortsluiting. Standaard LED-drivers worden doorgaans gebruikt, maar deze zijn niet compatibel met de eigenschappen van OLED's, wat resulteert in verdere efficiëntievermindering en flikkerproblemen.
Gebrek aan standaarden en ecosysteem: Door het gebrek aan verwisselbare componenten, gestandaardiseerde drivers of plug-and-play-connectoren zijn OLED's riskant voor ontwerpers en duur voor integratoren.
Ondertussen ontwikkelt de ledtechnologie zich razendsnel. Zijwaarts emitterende ledpanelen zijn eindelijk esthetisch vergelijkbaar met oled's en overtreffen ze op vrijwel alle technische en economische aspecten.
Is dit slechts een nichebeweging en geen revolutie?
Dus, wat betekent dit nieuwe onderzoek voor de toekomst van OLED's? De technologische vooruitgang is reëel. De prestatieniveaus van in laboratoria vervaardigde apparaten waren ooit de theoretische doelen van voorstanders van OLED-verlichting. Een laboratorium is echter geen fabriek, en de prestaties van testbanken leiden niet automatisch tot marktklare oplossingen.
Industriële acceptatie vereist aanzienlijke vraag in specifieke toepassingsscenario's. Bovendien zijn een volwassen toeleveringsketen, kostenreductie en betrouwbare levensduurgegevens nodig – en die ontbreken momenteel allemaal. Eerdere analyses van het Amerikaanse ministerie van Energie gaven aan dat zelfs goed gestructureerde OLED's een scherpe afname van de levensduur ervaren bij gebruik op hoge helderheid. Bovendien ontbreekt bij OLED's, in tegenstelling tot LED's, momenteel een gestandaardiseerd levensduurtestsysteem zoals LM-80.
Desondanks hebben OLED's nog steeds een zeer smal maar veelbelovend pad voor professionele ontwikkeling in moderne verlichtingstoepassingen – vooral in toepassingen waar visuele zachtheid, ontwerpintegratie en aanpasbaarheid belangrijker zijn dan simpele lumen/watt-besparing. Ontwerpers waarderen nog steeds het vermogen van OLED's om schitteringsvrije, visueel rijke verlichting te bieden in een bijna sculpturaal dunne vormfactor.