Nel campo dell'illuminazione OLED, la sua forma è stata a lungo apprezzata più della sua funzione. Un nuovo studio condotto da ricercatori cinesi presenta un'architettura OLED con regolazione del colore che non solo amplia i confini del controllo spettrale, ma reinventa anche il modo in cui gli OLED possono soddisfare le esigenze dell'illuminazione basata sul ritmo circadiano, di progetti architettonici specializzati o di applicazioni orticole.
Invece di affidarsi a un componente separato di luce bianca, il team ha ottenuto una regolazione del colore in tempo reale da toni caldi a freddi regolando la tensione, ottenendo transizioni spettrali fluide in un intervallo fino a 11.411 Kelvin. Ma il significato più profondo si cela dietro questi numeri. Questi dispositivi mostrano segnali di superamento di alcuni dei limiti di materiali e affidabilità che hanno a lungo ostacolato l'applicazione degli OLED nell'illuminazione generale: una ricombinazione degli eccitoni più bilanciata, tensioni operative più basse e potenziali percorsi verso elementi di illuminazione più durevoli e flessibili.
L'illuminazione OLED deve ancora riconquistare lo status di tecnologia mainstream rispetto ai LED, ma questa ricerca la riposiziona come uno strumento affidabile, seppur di nicchia, adatto ad applicazioni che richiedono morbidezza visiva, adattabilità spettrale e fattori di forma con priorità di progettazione.
Questo articolo potrebbe riaccendere l'interesse in alcuni settori specializzati riguardo a questa tecnologia, un tempo salutata come la prossima grande svolta nell'illuminazione generale, anche se non è ancora chiaro se ciò rappresenti una rinascita tecnologica o semplicemente una nota a piè di pagina.
Regolazione del colore e maggiore efficienza Questa nuova ricerca di un team dell'Università di Jilin ha svelato un OLED in grado di regolare dinamicamente la sua temperatura di colore correlata (CCT), che va da un caldo 3451 K a un freddo 8073 K. Questo lo rende ideale per adattarsi ai cicli di luce diurna o supportare l'illuminazione interna che si allinea con i ritmi circadiani umani. Una configurazione raggiunge persino un intervallo CCT di 11411 K, uno degli intervalli CCT più ampi finora riportati per gli OLED.
Questi dispositivi utilizzano una struttura a doppio strato emettitore, separato da un materiale distanziatore accuratamente progettato, che consente un movimento preciso della regione di ricombinazione degli eccitoni. Ciò consente all'OLED di emettere più luce blu o arancione a seconda della tensione applicata. Questa innovazione tecnologica risponde direttamente all'esigenza di un'illuminazione bianca regolabile, che sta rapidamente guadagnando terreno nell'interior design commerciale, nell'istruzione e nell'assistenza sanitaria.
Un dispositivo OLED drogato con colorante arancione ha raggiunto un'efficienza energetica di picco di 106 lm/W, un miglioramento significativo per i dispositivi OLED, ma comunque al di sotto dei livelli tipici degli attuali pacchetti LED ad alte prestazioni. È importante notare che questa misurazione è stata effettuata in condizioni di laboratorio ideali per un elemento OLED monocromatico, non per un elemento a luce bianca testato a livello di sistema.
Perché l'illuminazione OLED non è mai stata diffusa
Per comprendere il significato di queste cifre, è importante ricordare la storia dello sviluppo dell'illuminazione OLED e le difficoltà che ha incontrato.
All'inizio degli anni 2010, i pannelli OLED venivano pubblicizzati come il futuro dell'illuminazione generale: ultrasottili, diffusi, antiriflesso ed esteticamente gradevoli. Tuttavia, hanno costantemente fallito nel raggiungere il successo commerciale. Secondo molteplici valutazioni del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), l'eventuale marginalizzazione dell'illuminazione OLED è il risultato di una combinazione di fattori:
Divario di efficienza: sebbene gli OLED sembrassero promettenti in teoria, le loro prestazioni effettive si sono rivelate insufficienti. I test presso i laboratori del DOE hanno dimostrato che gli apparecchi di illuminazione OLED raggiungono in genere solo 23-45 lm/W, mentre gli apparecchi di illuminazione LED comparabili spesso superano i 100 lm/W. Ancora oggi, i LED standard rimangono molto più efficienti degli OLED.
Costi elevati e bassa resa: il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti prevedeva che i costi dei pannelli OLED avrebbero dovuto essere contenuti intorno ai 100 dollari al metro quadro per competere con i pannelli LED. Tuttavia, a causa della complessità dei processi di produzione e delle sfide legate al confezionamento, il costo effettivo è molto più elevato.
Problemi di durata e affidabilità: gli OLED sono sensibili all'umidità e all'ossigeno, causando la formazione prematura di punti neri e cortocircuiti. In genere vengono utilizzati driver LED standard, ma questi sono incompatibili con le caratteristiche degli OLED, con conseguente ulteriore riduzione dell'efficienza e problemi di sfarfallio.
Mancanza di standard ed ecosistema: a causa della mancanza di componenti intercambiabili, driver standardizzati o connettori plug-and-play, gli OLED sono rischiosi per i progettisti e costosi per gli integratori.
Nel frattempo, la tecnologia LED sta rapidamente avanzando. I pannelli LED a emissione laterale sono finalmente esteticamente paragonabili agli OLED e li superano in quasi tutti i parametri tecnici ed economici.
Si tratta solo di un movimento di nicchia e non di una rivoluzione?
Quindi, cosa significa questa nuova ricerca per il futuro degli OLED? Il progresso tecnologico è reale. I livelli prestazionali mostrati dai dispositivi prodotti in laboratorio erano un tempo gli obiettivi teorici dei sostenitori dell'illuminazione OLED. Tuttavia, un laboratorio non è una fabbrica e le prestazioni dei test su banco non sono sinonimo di soluzioni pronte per il mercato.
L'adozione industriale richiede una domanda sostanziale in specifici scenari applicativi. Inoltre, sono necessari una catena di fornitura consolidata, la riduzione dei costi e dati affidabili sulla durata di vita, tutti elementi attualmente carenti. Precedenti analisi del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti hanno indicato che anche gli OLED ben strutturati subiscono un netto calo della durata di vita quando funzionano ad alta luminosità. Inoltre, a differenza dei LED, gli OLED attualmente non dispongono di un sistema di test di durata standardizzato simile a LM-80.
Tuttavia, gli OLED hanno ancora un percorso molto ristretto ma altamente promettente per lo sviluppo professionale nelle moderne applicazioni di illuminazione, soprattutto in quelle applicazioni in cui la morbidezza visiva, l'integrazione del design e la regolazione sono più importanti del semplice rapporto lumen/watt. I progettisti apprezzano ancora la capacità degli OLED di fornire un'illuminazione priva di abbagliamento e visivamente ricca in un fattore di forma quasi scultoreo e sottile.