OLED – új lépés a fényforrások evolúciójában

A világítástechnikai ipar legújabb vívmánya az OLED-es (Organic Light-Emitting Diodes – organikus fénykibocsátó dióda) világítás. A félvezetők által generált fény sokkal hatékonyabb és fenntarthatóbb, mint az eddigi megoldások. A kisméretű LED-ek és OLED-ek teljesen új lehetőséget nyitnak a fény használatában, a világítás integrálásában és abban, hogy hogyan „játszunk” a fénnyel otthonainkban, autónkban vagy a városokban. Sokéves tapasztalatát a LED technológia terén a Philips most az OLED fejlesztésben hasznosítja.

LED és OLED – a különbség

Mind a LED-ek, mind az OLED-ek a fényt félvezetők segítségével hozzák létre – gyakorlatilag elektronokat stimulálnak elektromos töltéssel. Különböző színek előállítására is képesek, ami eddig más technológiákkal nem volt lehetséges. A hasonlóság azonban ennyi – a LED-ek és OLED-ek között rengeteg eltérés van felépítésükben, az előállított fény típusában és alkalmazásukban.

Az alapvető különbség, hogy az OLED-ek a fényt szerves félvezetők segítségével állítják elő (ilyen anyagokat használnak például az organikus napelemekben is), míg a LED-ek szervetlen anyagok kristályaiból állnak. Látható különbségek is vannak – a LED-ek kicsi csillogó pontok, lényegében kisméretű LED „izzók”, míg az OLED-ek extrém vékony panelek, melyek a teljes felületükön egyenletesen sugározzák a fényt. Az általuk generált fény sokkal „nyugodtabb”, diffúzabb és nem kápráztat. Az OLED-ek lapos kialakítása újfajta integrálási lehetőségeket is nyújt, ami más világító eszközzel nem megoldható. A LED-ek kompakt méretüknek köszönhetően éles, határozott fénysugarakat és erős kiemelő fényt tudnak előállítani, így kiválóan integrálhatók pl. a régi izzókat kiváltó LED fényforrásokba. Az OLED-ek nem váltják ki a LED-eket – speciális, sajátos alkalmazási lehetőségeket nyújtanak. A két technológia azonban kiválóan egészíti ki egymást egy újfajta, digitális világításban egy egyre inkább energiatudatos világban.

A LED-ek és OLED-ek előnyei a hagyományos világítási megoldásokkal szemben

A szilárdtest világítási technológia a fogyasztók és a tervezők számára sokkal több lehetőséget kínál, mint bármilyen hagyományos technológia a tervezési szabadság, az alkalmazási területek és a fenntarthatóság szempontjából. A főbb előnyök:

A világítás élménye

• bármely szín előállítása lehetséges (az OLED esetében még kísérleti fázisban)
• játék a dinamikákkal, programozási lehetőségek
• lágy fény káprázás nélkül (OLED)

Fenntarthatóság

• energiahatékony
• környezetbarát
• könnyen újrahasznosítható
• hosszú élettartam
• minimális karbantartási igény
• kisfeszültség: biztonságos alkalmazás, pl. gyermekek környezetében
• higanymentes
• kiváló rendszerhatékonyság az OLED esetében (nincs veszteség másodlagos optikákon)

Dizájn

• nagyobb tervezési szabadág a kis méret (LED) illetve laposság (OLED) miatt
• minimális tömeg – kiváló a tömegre érzékeny alkalmazásokban
• integrálható számos olyan anyagba, mint a fa, az üveg vagy a szövet
• a LED-ek pixelként is használhatók – szövegek, képek megjelenítése

Az OLED-ek működési elve

Az izzólámpa esetében a fény az izzószálon átmenő és azt hevítő, míg a fénycsövek esetében a fényforrásban lévő gázon áthaladó áramnak köszönhetően keletkezik. Az OLED-ek esetében a fényt egy vagy több, hihetetlenül vékony, organikus félvezető rétegeken áthaladó áram állítja elő. Ezek a rétegek szendvicsszerűen helyezkednek el két elektróda között – az egyik pozitív, a másik negatív töltetű. A „szendvics” egy vékony átlátszó lapon vagy üvegen helyezkedik el. Áram hatására az elektródák pozitív vagy negatív töltetű lyukakat és elektronokat sugároznak – ezek a szendvics középső rétegében egyesülve rövid ideig nagy energiájú gerjesztett állapotba kerülnek. Amint a réteg visszatér normális, nem gerjesztett állapotába, az energia egyenletesen áramlik át az organikus filmen, mely így fényt bocsát ki. Más-más anyag felhasználásával eltérő színű OLED-ek állíthatók elő.

Az OLED-ek ma

A Philips az OLED kutatást 1991-ben kezdte, az OLED kijelzők fejlesztése kapcsán. Speciálisan az OLED világítási alkalmazások kutatása 2004-ben kezdődött. A Philips azóta élen jár az újabb és újabb OLED innovációk bevezetésében, mely ismét radikális változást eredményez a világítástechnikai iparban. Elsőként mutatta be 2009 áprilisában a kereskedelmi forgalomban is kapható Lumiblade terméket, majd az egyszerűen integrálható szabványos világító OLED panelt fejelés/foglalat rendszerrel együtt – a Philips Lumiblade modult. Ugyanezen évben, vezető dizájnerekkel együttműködve számos OLED koncepció került bemutatásra Londonban és Milánóban. Ezen sikerekre alapozva például Tom Dixon, Jason Bruges és Amanda Levete tervezőkkel dolgozunk újabb megoldásokon aacheni Lumiblade Creative laboratóriumunkban.

Méret

A Lumiblade panelek eddigi maximális mérete 15 x 15 cm volt. Több panel egyesítésével nagyobb felületek kialakítása is lehetséges. A szimmetrikus formák mellett ovális, kerek, háromszög és egyéb alakú elemek is készíthetők. A Lumiblade modul 12 x 4 cm-es (illetve ha a fém házat is hozzávesszük, 15x5 cm-es).

Teljesítmény

A hatékonyság nagyban függ a színtől. A kék színű OLED-ek előtt még nagy fejlődési lehetőség áll, miközben a zöld vagy piros panelek már nagymértékű hatékonyságot tudnak felmutatni. A fehér színű Lumiblade akár 20W/lm hatékonyságra is képes. Az élettartamot pedig a fényerő befolyásolja leginkább. 3000 cd/m² mellett a Lumiblade élettartam elérheti a 10.000 órát is (ekkor avul fényereje a kezdeti fényerő 50%-ra).

Gyártásra készen

A Philips már számos OLED panelt hozott kereskedelmi forgalomba és elsőként létesített gyártósort OLED-ek számára Aachenben, Németországban, ami lehetővé teszi a különleges gyártási körülményeket igénylő OLED panelek sorozatgyártását. A Lumiblade néven futó lapok akár 50cm² méretűek is lehetnek és számos formában, színben rendelhetők.

OLED tükör

Egyik első, idén szeptembertől kereskedelemben is elérhető OLED termékünk az interaktív OLED tükör – kikapcsolt állapotban egy rendkívül elegáns, modern formatervezésű tükör, míg bekapcsolva decens világítótest. Bekapcsolt állapotban a tükröt pl. sminkeléshez használva csak a tükörképet körülvevő OLED-ek világítanak, míg az arcra szabad a rálátás – a szemből érkező fény egyenletes megvilágítást nyújt, ami fontos a szépen felvitt smink kialakításához.

Az OLED jövője

A fejlett OLED-alapú koncepciók demonstrálják, hogy a technológia már ma készen áll számtalan otthoni és professzionális alkalmazásra. Sok formatervező dolgozik OLED elemekkel, a fejlesztés pedig hihetetlen iramban halad, újabb, eddig felfedezetlen területeket meghódítva. Képzeljünk el világító mennyezeteket vagy üvegfalakat, melyek a kezünk intésére akár színesben felvilágítanak. Vagy ablakokat, melyek sötétedés után fényt bocsátanak a szobába. Számtalan olyan felület képzelhető el, melyen a fényerő vagy a szín állítható – szinte bármilyen felületen és formában. Ez az OLED-ek izgalmas jövője.

Láthatatlan fény

Az OLED-ek felülete jelenleg fényvisszaverő, tükörszerű, amikor nem világítanak. A kutatás egyik irányvonala az átlátszó OLED kifejlesztése, mely kaput nyit újabb alkalmazási területekre – az OLED-ek működhetnek szokványos ablakként nappal és világíthatnak éjszaka, akár a természetes fényt utánozva, akár kellemes, meghitt belső világítást létrehozva. Nappal működhetnek vizuális védőpajzsként is otthonokban, irodákban – 3-5 éven belül ezek már nemcsak álmok lesznek.

A világításon túl

Az OLED-ek jelenleg üvegfelületre szerelve kaphatók. Az üveg jelenleg az egyetlen olyan anyag, amely megfelelően védi az OLED-et a nedvesség és a levegő hatásaitól. Kutatások zajlanak jelenleg az új alkalmazási lehetőségeket nyújtó rugalmas, hajlítható vagy összehajtható műanyag lapok használatával kapcsolatban – ezekkel rugalmas, íves világító felületek lennének létrehozhatók. Kísérletek zajlanak világító falak, függönyök, mennyezetek és bútorok kialakítására. A flexibilis OLED panelek várhatóan 5-8 éven belül lesznek széleskörűen elérhetők.