OLED verlichting

Uit Technotheek
Versie door Jet (Overleg | bijdragen) op 30 okt 2012 om 16:48
(wijz) ← Oudere versie | Huidige versie (wijz) | Nieuwere versie → (wijz)
Ga naar: navigatie, zoeken
OLED
250px
Eigenschappen
Categorie: Componenten
Originele auteur: Joran van Leussen en Leonieke kruims
Jaar: 2010
Wikipedia link: Oled

Inhoud

Inleiding

Een Organic Light Emitting Diode, meestal verkort tot OLED, is een halfgeleider waarin organisch materiaal is verwerkt. In tegenstelling tot een gloeilamp is een OLED geen punt-lichtbron, maar een homogeen vlak dat licht geeft.

Beschrijving en eigenschappen

Opbouw OLED

Opbouw van een OLED

Een OLED is opgebouwd uit vijf lagen (zie afbeelding van boven naar onderen):

  • Een barrière;
  • Een kathode;
  • Een laag organische polymeren;
  • Een transparante anode;
  • Een transparante toplaag, ook wel barrière of drager;

De drie middelste lagen zijn slechts 200 nanometer dik. De totale dikte van de OLED wordt daarom grotendeels bepaalt door de dikte van de barrières. Een OLED met een glazen barrière is dikker dan een OLED met een barrière van folie.

Werking

Organische laag

Er loopt een elektrische spanning van de kathode naar de anode, waarbij de elektronen door de organinsche laag heen gaan. De elektronen worden afgegeven aan de emissieve zijde van de organische laag (zie afbeelding hiernaast). De anode verwijderd elektronen van de geleidende zijde. Wanneer een elektron verwijderd wordt ontstaat er een positief ‘gat’. Het ‘gat’ moet weer worden gevuld. Wanneer een elektron in het ‘gat’ valt ontstaat er energie, deze wordt uitgezonden als licht in de vorm van een foton. Toename van de spanning resulteert in een hogere lichtopbrengst.

De barrière

De barrière wordt gemaakt van glas of folie (PET of PEN). De eigenschappen van de barrière bepalen of de OLED flexibel of rigide is. Een OLED met een barrière van folie is flexibel. Een OLED met een glazen barrière is rigide. Deze barrière beschermt de organische laag tegen oxidatie. Wanneer de organische laag in aanraking komt met water oxideert het en ontstaan er zwarte vlekken in het lichtgevende oppervlak. De barrière moet daarom volledig waterdicht zijn. Glas wordt momenteel met succes ingezet als barrière tegen oxidatie, maar het gebruik van folie bij flexibele OLEDs is nog niet optimaal. Deze barrière is nog volop in ontwikkeling. Om oxidatie uit te sluiten moet het folie namelijk een dichtheid bereiken die een miljoen keer groter is dan die van een chipzak. Men wil een barrière van folie maken omdat het produceren van OLED’s op folie goedkoper is dan het produceren van OLED’s op glas. Een positieve bijkomstigheid is dat het flexibele materiaal mogelijkheden biedt voor de ontwerper. Zo is het waarschijnlijk mogelijk om in de toekomst een OLED te knippen. Dat kan op dit moment nog niet omdat de barrière zijn beschermende functie tegen oxidatie verliest wanneer deze wordt geknipt.

De transparante anode

De transparante anode zorgt voor de verdeling van de elektrische stroom over de gehele organische laag. In de anode liggen in rechte banen elektriciteit geleidende draden. Deze draden zorgen ervoor dat niet alleen de randen van het oppervlak licht geven, maar dat het hele oppervlak homogeen licht uitstraalt. De technologie is op dit moment zover dat het mogelijk is om in een vlak van vijftien maal vijftien centimeter de elektriciteit zo te verdelen dat deze homogeen licht uitstraalt. De volgende stap (naar schatting medio 2011) is het drukken van een OLED van 30 maal 30 centimeter. De uitdaging is hierbij vooral het homogeen verdelen van de elektriciteit over het vlak. Hiervoor worden nu naast de rechte elektriciteit banen ook honingraad structuren getest. Men verwacht dat na deze stap de stap naar grotere oppervlakken minder moeilijk zal zijn. Over ongeveer tien jaar moet het mogelijk zijn om OLED als behangpapier te printen. De levensduur van de organische laag in de OLED is afhankelijk van lichtintensiteit en kleur, maar deze gaat waarschijnlijk langer mee dan andere componenten.

Productie

OLEDs worden in vijf stappen gemaakt. Van deze vijf stappen worden er op dit moment drie roll to roll gemaakt met een snelheid van 30m/min. De twee overgebleven stappen worden met de hand uitgevoerd. Deze handmatige bewerkingen maken de OLED duur. Een flexibele OLED van tien maal vijftien centimeter kost op dit moment tienduizend euro. Een rigide OLED van vijf maal vijf centimeter is commercieel verkrijgbaar en kost momenteel ongeveer 75 euro.

Toepassingen

De flexibele OLED is geintroduceerd tijdens de Le Mans 2010 waarbij de OLED werd geïntegreerd in de zijspiegels van een racewagen. De OLED werd gebruikt als reclamemateriaal voor een bedrijf. De ontwikkeling van het logo kostte het bedrijf 60 duizend euro. Andere mogelijkheden liggen in de toepassing van OLED in de gezondheidszorg. Uit onderzoek is gebleken dat het in de toekomst mogelijk is om huidkanker te behandelen met behulp van OLED. Wanneer de kostprijs van OLEDs omlaag is gebracht wordt het interessant om deze toe te passen als verlichting in en om het huis. Ook kan worden gedacht aan signalering in het verkeer.

Een variant op de OLED is de AMOLED (Active Matrix OLED). Deze worden toegepast in displays. De kathode van de AMOLED bevat een thin film transistor (TFT). Deze laag stuurt de verschillende pixels aan. De AMOLED is op dit moment op de markt verkrijgbaar in displays van elektronische apparatuur zoals TV’s, mobiele telefoons en fototoestellen. De grootste display die momenteel van AMOLED wordt gemaakt heeft een afmeting van 15 inch.

Voordelen

  • Zeer schokbestendig door het ontbreken van rigide delen (bij flexibele OLED);
  • Een OLED heeft een zeer groot kleurenspectrum (17 miljoen kleuren);
  • Zeer dun;
  • Een kijkhoek tot 170 graden;
  • Minder last van tegenlicht;
  • Geen schadelijke stoffen ;
  • Dimbaar.

Nadelen

  • Het optreden van vermoeing door buigen (bij flexibele OLED);
  • Flexibele barrière nog niet ver genoeg ontwikkeld(gevoelig voor oxidatie);
  • Stroomverdeling van grotere vlakken (>15 x 15cm) nog niet ver genoeg ontwikkeld.

Milieuaspecten

Een spaarlamp is wat betreft licht opbrengst per Watt op dit moment vergelijkbaar met een OLED (±60 lum/Watt). De OLED zal in de toekomst naar een grotere opbrengst per Watt gaan (±120 lum/Watt).

Leveranciers en kenniscentra

Links

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen