Na papierze, wyświetlacze OLED mogą przetrwać 100 lat - gdyby nie jeden kolor

Gdyby ludzie nie widzieli niebieskich kolorów, jeden z największych problemów technologii OLED zostałby szybko rozwiązany, a mianowicie krótki okres trwałości niebieskich diod OLE. Gdyby nie istniała potrzeba stosowania niebieskich diod, panele OLED mogłyby wytrzymać ponad 100 lat, czyli około miliona godzin.

To właśnie powiedzieli profesorowie Uniwersytetu Michigan, Stephen R. Forrest i Chris Giebink, podczas ostatniego Display Week w Los Angeles, podczas czterogodzinnego krótkiego kursu mającego na celu przyjrzenie się obecnemu stanowi technologii OLED. Ponieważ jednak technologia OLED ma niewiele ponad 35 lat, liczby te opierają się na testach starzenia.

To, że w szczególności zielone OLED-y nie mają problemu z trwałością, można już zdecydowanie ocenić w praktyce. Kiedy Sony zainstalowało zielone wyświetlacze OLED w swoim Walkmanie prawie 20 lat temu, niewielu pomyślałoby, że nadal będą działać. Jednak autor tych słów sam posiada takiego Walkmana Atrac, którego wyświetlacz wciąż świeci doskonałą jakością.

Jednak tylko zielone (lub czerwone) wyświetlacze nadawałyby się tylko do specjalnych zastosowań. Dotyczy to na przykład sektora digital signage W przypadku prawdziwego wyświetlacza nie jest to możliwe bez koloru niebieskiego, a problemy nie zostały całkowicie rozwiązane nawet 35 lat po pojawieniu się technologii, chociaż zostały znacznie zmniejszone.

Trwałość panelu można zwiększyć za pomocą różnych sztuczek. Ważne dla niebieskich pikseli: Muszą pozostać chłodne. Aby to osiągnąć, zwiększa się powierzchnię i zmniejsza jasność w stosunku do powierzchni. Z kolei zielone diody OLED, na przykład, mogą być bardzo małe i świecić niezwykle jasno. Jak powiedział Forrest, zielone diody OLED w iPhonie świecą z jasnością około 10 000 kandeli na metr kwadratowy.

Tak więc to mieszanka ma znaczenie (w tej chwili). Aby spojrzeć na to z perspektywy, nawet najjaśniejszy iPhone Pro zarządza tylko 1600 w trybie HDR (2000 na zewnątrz), a to tylko w małej przestrzeni przy szczytowym oświetleniu. Jasne światło (a tym samym wysoka temperatura panelu) znacznie skraca żywotność baterii.

Jasność zmniejsza trwałość

Na slajdzie prezentacji naukowcy pokazali to szczegółowo. Biały panel PHOLED (fosforescencyjny/PH) o jasności 1000 kandeli/m² osiąga 30 000 godzin użyteczności przy wartości LT70 (70 procent jasności po określonej liczbie godzin), co jest ważne dla przemysłu. Po tym czasie nie ulega uszkodzeniu, ale jest znacznie ciemniejsza. 30 000 godzin odpowiada prawie 3,5 roku ciągłego użytkowania. Nie jest to idealny wynik dla lamp, ale wystarczający dla wyświetlaczy, ponieważ zwykle nie są one w ciągłej pracy - z wyjątkiem zastosowań takich jak digital signage.

Potrojenie jasności powoduje drastyczny spadek tej wartości. Wartość LT70 spada do 4000 godzin, co również wyjaśnia, dlaczego OLED-y były sprzedawane stosunkowo ciemne przez długi czas. Ale tak naprawdę nie muszą takie być, ponieważ sama jasność ich nie psuje.

Diody OLED mogą być bardzo jasne - przez krótki czas

Jak powiedział Giebink, diody OLED są dość "szczęśliwe", gdy świecą bardzo jasno. Milion kandeli na metr kwadratowy nie stanowi problemu dla diod OLED - przez jedną mikrosekundę. Ale potem potrzebują 100 mikrosekund przerwy. Jeśli nie dasz OLED-om chwili wytchnienia, zepsują się lub, jak to ujął Forrest, "wszystko może być błyskiem"

Tak więc trwałość, zwłaszcza niebieskich diod OLED, nadal stanowi problem. Istnieje jednak coraz więcej sztuczek pozwalających je rozciągnąć. Jednym z rozwiązań, na przykład jest pionowe układanie (przezroczystych) komponentów OLED. Rozkłada to obciążenie na więcej komponentów. Wytrzymałość może wzrosnąć ponad trzykrotnie przy użyciu dwóch ułożonych w stos komponentów. Badania trwają od dziesięcioleci, ale dopiero teraz technologia ta powoli staje się rzeczywistością, według dwóch badaczy.

Część badań koncentruje się również na tym, dlaczego niebieskie diody OLED rozkładają się tak szybko na poziomie molekularnym. Forrest i Giebink mają nadzieję, że rozwiązanie nie jest zbyt odległe. Za utratę (niebieskiej) jasności odpowiedzialne są dwie reakcje. W przypadku koloru czerwonego i zielonego reakcje te nie mają już znaczenia, ponieważ trwałość jest tak wysoka.

Obaj badacze twierdzą również, że technologia OLED powinna nadal mieć szansę jako medium oświetleniowe. Obecnie na rynku jest niewielka aktywność z dala od OLEDWorks po tym, jak LG Display opuściło branżę oświetleniową wkrótce po Light+Building 2018. Forrest spodziewa się lepszych wartości CRI w porównaniu do źródeł światła LED i niższych temperatur. Oczekuje się skuteczności na poziomie 150 lm/W, czyli mniej więcej w zakresie technologii LED. Jednak trwałość na poziomie 30 000 godzin (LT70) jest niższa niż w przypadku diod LED (50 000 godzin@LT70).

Tak więc technologia OLED nie jest dojrzała i potrzebne są dalsze badania, aby ją udoskonalić. Ale to samo można było kiedyś powiedzieć o technologii LCD 20 lat temu, która stała się znana ze słabych kolorów i smug podczas ruchów i zdobyła klientów pomimo tych wad. W tamtym czasie technologia LCD miała tyle samo lat, co technologia OLED dzisiaj, czyli 35 lat.