Кто лидирует в технологии OLED?
На последней конференции IDTechEx Printed Electronics Europe в Кембридже представитель компании Phillips доктор Питер Виссер и общеевропейский проект OLLA представили итоговый обзор работ по OLLA. Сокращение OLLA означает «органические люминесцентные диоды высокой яркости для ICT и освещения». В программе участвуют 24 партнера из 8 европейских стран, включая 10 представителей промышленности, 7 представителей научного сообщества, 7 университетов при финансовой поддержке ЕС. Общий бюджет научных исследований и разработок составляет около 20 миллионов евро.
Проект был официально открыт 1 октября 2004 г., но фактическая работа по нему началась более чем за год до этой даты в целях подготовки плана проекта для подачи его на конкурс проектов, объявленный Европейской Комиссией. Идея проекта принадлежит компании Philips Lighting, которая решила исследовать потенциал применения технологии OLED (органических люминесцентных диодов) к освещению.
Органические LED, даже стеклянные, в целом, представляют собой интересный источник света, так как являются плоскими, обеспечивают равномерное освещение участка, обладают потенциалом высокой эффективности, а так же имеют возможности совмещения многих цветов в одном источнике. В них используются стеклянные подложки, а основной целью является производительность. Проект должен быть завершен в 2008 г.
Потребности в освещении
Потребности в освещении это:
1) Массовый, чувствительный к цене, многосегментный рынок
- Общее освещение (освещенность)
- Общее освещение (светимость)
- Автомобильное освещение
- Специальное освещение
2) Срок эксплуатации
- Общие требования: ~10,000 часов при 80% исходной яркости
- Средний срок годности: ~10 лет
3) Эффективность
- В зависимости от сегмента рынка (в среднем >10 лм/Вт)
4) Качество света и цвета
- Индекс цветопередачи >80 для освещенности
- Все цвета для светимости.
Рынок | Яркость(кд/м2) | Размер(cм2) | Эффективность | (лм/Вт) |
| Декоративное освещение | 50-500 | 10-100 | 10,000 | 10-15 |
| Автомобильное применение | 50-2,000 | 5-50 | 10,000 | 10-20 |
| Задняя подсветка LCD | 2,000-4,000 | 10-200 | 10,000 | 25-50 |
| Аварийное освещение | 300-500 | 300 | 25,000 | 25-35 |
| Освещенность больших участков | 1,000 | >1,000 | 10,000 | 35-50 |
| Общая освещенность | 5,000 | 5,000 | 10,000 | 50-100 |
Потенциальные преимущества OLED освещения
Потенциальные преимущества OLED освещения включают:
- Источник рассеянного света на большие участки
- Тонкий, плоский, легкий
- Свободная форма конструкции
- Быстрое включение, возможность полной регулировки яркости
- Многоцветность, включая белые цвета
- Прочный источник (отсутствие проводов внутри)
- Прозрачный, зеркальный, черный или белый внешний вид
- Технология низкого напряжения
- Потенциальная высокая эффективность
- «Натуральный» продукт (энергосберегающий, перерабатываемый)
- Потенциально дешевое производство
Задачи OLED освещения
Для обеспечения конкурентоспособности с существующими источниками света приведены следующие задачи:
- Высокая яркость: применение освещения требует яркости не менее 1000 кд/м2
- Длительный срок эксплуатации: необходимы длительная эксплуатация и срок годности
- Высокая эффективность: не менее 30 лм/Вт в БЕЛОМ
- Высокая гомогенность: особенно в применении к большим участкам
- Высокий индекс цветопередачи при высокой яркости: > 80 для прямого освещения
- Исключительно низкая себестоимость
Новые возможности применения для света
Однако IDTechEx отмечает, что гибкие OLED также создадут новые возможности применения для освещения, которые не могут быть обеспечены существующими технологиями. В этом отношении они являются конкурентоспособными усовершенствованному электролюминесцентному гибкому освещению переменного тока, поскольку обладают улучшенной цветовой гаммой и более низким напряжением.
IDTechEx также отмечает, что другим кандидатом для ламинарного освещения являются неорганические LED. Они успешно применяются в светильниках, автомобильных задних фарах, светофорах и т.д., но при этом излучают резкий свет из точечных источников, поэтому существует соревнование в методах решения этой проблемы. Однако многие считают, что обеспечение света многих цветов и тонов на гибких подложках наилучшим образом достигается путем усовершенствования эффективности, срока годности, расширения области производства и подложек OLED. Питер Виссер (Peter Visser) представляет следующий план-график:
Технологический оперативный план
Сегодня | 2 – 5 лет | 5 – 10 лет |
| - Стеклянная подложка- Стеклянный корпус (1,8 мм)- Ограниченная эффективность синего цвета- Высокая эффективность красного и зеленого- Ограниченный размер (15 см)²- Многоцветность и белый | - Стеклянная подложка- Сокращенная толщина (< 1 мм)- Высокая эффективность красного, зеленого и синего- Увеличенный размер (30 см)²- Все цвета и белый | - Пластиковая подложка- Гибкие OLED- Рекордная эффективность красного, зеленого, синего и белого- Большой размер (60 см)²- Прозрачные OLED- Различные состояния выключено |
На сегодняшний день во всех OLED используются дорогие и редкие металлы, как в органическом слое, так и в прозрачных электродах на оксиде индия и олова (ITO), но основным приоритетом является совмещение редких элементов в органическом слое для повышения производительности и замещение индия обычными материалами. Например, успешно применяются политиофеновые прозрачные электроды. Особенно многообещающе выглядят возбуждающие схемы и технология печатания, усовершенствованные глубокой печатью.
Современный уровень развития:
1)Konica-Minolta
- 64 лм/Вт при 1000 кд/м2; малый размер
- Оптическое усиление
- Срок эксплуатации 10 000 часов (50%)
- В марте 2007 г. Konica Minolta и GE объявили о создании в США совместного предприятия для запуска OLED освещения в серийное производство в течение трех лет.
2)Yamagata University, Prof. Kido
- 48 лм/Вт при 1000 кд/м2;
- Отсутствие оптического усиления
- Срок эксплуатации не разглашается
3) UDC (3)
- 23.8 лм/Вт при 500 кд/м2;
- Оптическое усиление (с тыльным отражателем)
- Срок эксплуатации не приводится
4) Philips/Novaled (1)
- 32 лм/Вт при 1000 кд/м2;
- С оптическим усилением
- Срок эксплуатации >20 000 часов (50%)
5) OLLA
- Устройство OLED без ITO с производительностью, аналогичной ITO (4)
- MS2: 25 лм/Вт
В освещении применяются два типа OLED:
