Organické svíticí diody – OLED – jsou světlem budoucnosti. Plochá svítidla
umožňují novou koncepci osvětlení. Mohou osvětlovat obytné místnosti
a dokonce i celé domovní fasády. Inovativní plasty Bayer MaterialScience
garantují jas a energetickou efektivnost. Tenká fólie Makrofol z polykarbonátu
pomáhá rovněž prodlužovat životnost OLED.
Světlo znamená život a je pro
lidstvo tak důležité jako čerstvý
vzduch a čistá voda. OLED – „organische
Licht emitierende Diode“
z ultratenkých, organických vrstev,
vysílají po přiložení napětí světlo.
Plošné zářiče umožňují zcela nové
designérské možnosti (svíticí kachle
nebo tabule na stěnách a stropech
místností i na fasádách domů).
Umožní výrobu svíticích tapet, záclon
i vytváření velkých televizních
obrazů na stěnách. Osvětlení se dá
integrovat do okenních tabulí, zrcadel
nebo se mohou celé domovní
fasády přeměnit na gigantické plakátovací
plochy.
Nejprve půjde o náhradu starých
osvědčených žárovek. Do roku
2020 by mělo být na světě vyměněno
přibližně 8 mld. žárovek. Ovšem
zdaleka není vše dořešeno. Nevýhodou
je obsah rtuti, který ztěžuje
likvidaci. Dobrou alternativou jsou
OLED vyzařující široké spektrum
vlnových délek a tím i difúzní světlo
– velmi přirozené a příjemné lidskému
oku. Pro dostupnost OLED
je mimo jiné nutno optimalizovat
technickou problematiku a výrobní
náklady. Intenzivně se pracuje
na vylepšení jednotlivých součástí
a materiálů. V řezu připomínají
OLED sendvič. Skládá se z různých
vrstev uložených mezi dvěma elektrodami
– kladnou anodou a zápornou
katodou.
Kladný pól tvoří tenká vrstva keramického
materiálu – oxidu india
a cínu (ITO). Tato vodivá keramika
je nanesena na skleněné desce,
přes kterou světlo proniká ven.
Mínus pól je tvořen hliníkovou
vrstvou. Srdcem OLED je tenký
film ze svítivé látky – speciálních
organických molekul, které vysílají
světlo. Film je silný pouze několik
set nanometrů a skládá se ze tří
barevných vrstev: červené, zelené
a modré (tzv. emitorový systém).
Kombinací vzniká nový druh svíticích
diod vyzařujících bílé světlo
po přiložení elektrického napětí.
Barevný charakter světla se dá plynule
nastavovat míšením tří vrstev.
Nevýhodou moderních svítidel je
prozatím nemožnost čerpání plného
výkonového potenciálu po delší dobu.
Současné OLED vyzařují jen asi
25 % svého světla. Doposud bylo sklo
nevyhnutelným nosičem aktivních
světlo emitujících vrstev. Chrání svíticí
organické molekuly, které jsou velmi
citlivé na kyslík a vodní páry. Se
sklem souvisí také lom světla. Přechází-
li světlo z jednoho optického média
do druhého je světelný paprsek vystaven
změně směru – láme se.
Pro plné vyčerpání OLED potenciálu
musí být světelné paprsky uvolněny
ze svého skleněného „vězení“.
Ale vynikající bariérové vlastnosti
skla se dají jen obtížně nahradit.
Také první světelné kachle Orbeos
® od společnosti Osram potřebují
transparentní nosič. Aktivní vrstva
OLED má tloušťku 500 nanometrů,
zbytek je tzv. balení. Kdybychom
se mohli zříci skleněné vrstvy, bylo
by možné produkovat ještě mnohem
tenčí OLED. Proto OLED experti
Osramu uzavřeli v květnu 2008
vývojovou smlouvu se společností
Bayer MaterialScience. Z polykarbonátu
Makrolon firmy Bayer
vyvinuli speciální fólii, která přilepená
na skleněnou vrstvu Makrofol
zabezpečuje vyšší energetickou
účinnost OLED a prodlužuje cestu
světla. Nová plastová vrstva zajišťuje,
aby paprsky nebyly OLED absorbovány.
Pouhých 300 mikrometrů
silná fólie dosáhne, že více světla
pronikne ven. Využití tím stoupne
až o 60 %. Místo dosavadního vyzařování
svítivých diod 1000 kandel
na m2 (jednotka jasu) vyzařují nyní
OLED 1600 kandel na m2. Způsobuje
to speciální povrchová struktura
z Makrofolu. V ní vznikají několik
mikrometrů vysoké „kopce“ a „kotliny“.
Větší podíl světelných paprsků
je odevzdáván ven. Dále je fólie
vybavena tzv. rozptylovými přísadami.
Transparentní malinké částice
zvyšují rozptylový účinek folie.
Částice hrají se světelnými paprsky
kvazi pingpong. Úhel odrazu se
stále mění, tak dlouho, než si velká
část světla nalezne cestu ven. Oba
efekty společně zajišťují, že OLED
svítí jasněji. Fólie ale také zlepšuje
barevný dojem. S fólií se jeví svíticí
plocha homogenní pod každým zorným
úhlem. Pro stejnou světelnou
výtěžnost nyní stačí menší napětí.
To šetří proud a zvyšuje životnost
organických molekul i celé svíticí
diody. Stabilita emitujících součástí
silně závisí na proudové-napěťové
intenzitě za provozu. Současně poskytuje
odolná Makrofol fólie mimořádnou
ochranu proti tříštění.
Výzkumní pracovníci se snaží udělat
ještě tenčí fólie. Laboratorně se již
podařilo redukovat vrstvu Makrolonu
na 100 mikrometrů, tedy na třetinu
současné tloušťky. Fólie Makrofol
TP 228 má splňovat ale i další funkce.
Fólie může být zabarvena nebo
je plně případně částečně potištěna
a díky antistmívací funkci se nemá
na jejím povrchu usazovat prach.
Obě technologie OLED a LED jsou
schopny překonat stávající zdroje
světla. Navzájem si ale nekonkurují,
poněvadž každá je vhodná k jinému
účelu, mají zcela odlišnou intenzitu,
která se dá vynikajícím způsobem
doplňovat a kombinovat. LED jsou
jasné bodové zdroje světla. OLED
poskytují plošné, difúzní světlo.
V porovnání s normálními žárovkami,
které mají měrný výkon 12 až
15 lumen/W, jsou OLED mnohem
efektivnější. První komerční OLEDsvětelné
tabule Orbeos Osram (na trhu
od konce roku 2009) mohou vytvářet
světelný tok cca 25 lumen/W.
To je srovnatelné se současnými
halogenovými žárovkami. Laboratorně
má Osram již zkonstruovány
OLED téměř třikrát účinnější. Cílem
je dosažení měrného výkonu 100 lumen/
W. Životnost OLED je přibližně
5krát vyšší než u žárovek (cca
5000 hodin). Na rozdíl od žárovky,
která jednoduše zhasne, OLED ještě
dále září minimálně s polovičním
jasem. Na cestě ke komercializaci
a hromadné výrobě bude nutno zdokonalovat
a optimalizovat používané
materiály. Redukovány musí být
výrobní náklady. Výroba se musí
orientovat na materiál v rolích. Pro
elektrickou infrastrukturu v objektech
bude potřebné menší napětí.
LED a OLED se dají provozovat
s nízkým napětím 3 až 4 V. Proto
jsou dnes potřebné ještě přídavné
předřadníky pro přizpůsobení síťového
napětí 220 V těmto světelným
zdrojům. Pro tyto účely bude nutno
současně vypracovat nové normy
a standardy. /an/
