Aplikacje oświetleniowe i duże wyświetlacze zapewnią szybką popularyzację technologii OLED

Nasycone kolory, krótki czas reakcji oraz szeroki kąt widzenia podnoszą znacząco komfort użytkowania i nie męczą wzroku tak jak wyświetlacze LCD. Ponieważ panele OLED są bardzo cienkie, o grubości poniżej 2 mm, a dodatkowo w przyszłości mają być produkowane na giętkich podłożach, pozwolą one uzyskać produkty niemożliwe do realizacji przy stosowaniu standardowych źródeł światła jak LED. Firmy pracujące nad rozwojem tej technologii snują wizje innowacyjnych aplikacji jak emitujące światło tkaniny czy przezroczyste panele.

Wyświetlacze OLED coraz większe

W obecnej chwili OLED stosowane są głównie w wyświetlaczach o niewielkich rozmiarach, przede wszystkim w telefonach komórkowych. Ich zaletą jest wysoka jakość obrazu, znacząco przewyższająca standardowe LCD. Nie tylko zapewniają dużo większy kontrast i doskonałą czerń, ale zużywają przy tym znacząco mniej energii. W przeciwieństwie do LCD, OLED same w sobie są źródłami światła i nie potrzebują dodatkowych elementów jak podświetlanie czy filtry.

Problemem producentów OLED było jednak wejście na rynek większych wyświetlaczy, jak te stosowane w telewizorach czy laptopach. Pierwszym producentem, który wprowadził na rynek telewizor oparty na OLED, była firma Sony w 2008 roku. Jednak z uwagi na cenę parokrotnie wyższą niż porównywalnych modeli LCD, była to opcja głównie dla entuzjastów. Sytuacja ulega jednak poprawie. Dzięki coraz wydajniejszym procesom produkcyjnym, dostawcy paneli OLED coraz częściej zaczynają rozszerzać zakres działalności i wprowadzać wyświetlacze o większych wymiarach.

Na ostatnich targach CES 2013 telewizory OLED zaprezentowały takie firmy jak Panasonic, Sony, Samsung czy LG. Panasonic ogłosił, że zamyka swoją linię produkcyjną ekranów LCD i wspólnie z Sony zamierza skupić się na pracach badawczych mających na celu opracowania nowej generacji paneli i modułów OLED. Obie firmy planują rozpocząć wytwarzanie paneli OLED do telewizorów o przekątnej 56 cali jeszcze w 2013 roku. Podobnie Samsung w zeszłym roku ogłosił, że wydzieli biznes LCD i skoncentruje się na technologii OLED dla produktów konsumenckich.

Z perspektywy Polski szczególnie ciekawe są plany koncernu LG, który w zeszłym roku zapowiedział rozpoczęcie produkcji telewizorów w zakładzie w Kobierzycach. Eksperci szacują, że podwrocławski zakład może opuszczać nawet kilka tysięcy odbiorników rocznie. Urządzenia tego typu powstają także w fabryce firmy w Mławie.

Technologia OLED jest wprowadzana w trudnym okresie dla branży producentów telewizorów, kiedy wielu z nich notuje straty, a sprzedaż wyświetlaczy 3D okazała się zawodem. Z drugiej strony, firmy działające na tym rynku są zainteresowane nowymi technologiami, które pozwolą wyróżnić ich produkty na tle konkurencji. Jest to ważny krok dla branży OLED, który zapewne spotka się z reakcją pozostałych producentów, którzy także będą starali się zaspokoić gusta wymagających konsumentów. Jak przewidują analitycy, już w 2014 roku telewizory OLED mogą zrównać się cenowo z modelami LCD z wyższej półki, co pozwoli skuteczniej walczyć o klienta masowego.

Szanse kryją się też w oświetleniu

OLED emitują ciepłe, jednorodne światło całą swoją powierzchnią i znakomicie oddają barwy. Dodatkowo są energooszczędne i wydzielają znacząco mniej ciepła. Panele OLED można produkować jako ultracienkie i w dowolnych kształtach. Daje to niezwykłą swobodę w projektowaniu oświetlenia wnętrz. Pozwoli to na nowe unikalne rozwiązania, jak na przykład panele OLED bezpośrednio wbudowane w meble, ściany a nawet okna. Dodatkową zaletą jest fakt, że nie wymagają one skomplikowanej elektroniki sterującej, co dodatkowo upraszcza konstrukcję finalnego produktu. Wystarczy zmienić napięcie zasilania, aby rozjaśnić lub przyciemnić panel w całym spektrum emitowanych barw.

Obecnie rynek ten ogranicza się do paneli z wyższej półki cenowej, jednak zaangażowanie takich firm, jak Philips, OSRAM, LG OLED czy Konica Minolta, w rozwój tej technologii sugeruje, że ceny będą stopniowo spadać. Na tym polu technologia ta będzie w przyszłości konkurować przede wszystkim z LED. Analitycy nie są jednak zgodni, czy i kiedy OLED zdobędą uznanie na rynku.

Pod kątem technicznym zysk ze stosowania OLED w wielu aplikacjach jest obecnie znikomy. Panele tego typu są drogie i mają wciąż niewystarczającą wydajność. Użycie OLED w oświetleniu będzie wzrastać początkowo w niszowych aplikacjach z wyższej półki, przede wszystkim dzięki możliwości produkowania niezwykle cienkich paneli w dowolnych kształtach i wymiarach.

Aby skutecznie konkurować na rynku, producenci OLED muszą więc wykorzystać unikalne zalety tej technologii i zaproponować użytkownikom innowacyjne rozwiązania, których nie można uzyskać, stosując tradycyjne technologie. Przykładem są zaprezentowane przez BASF i Philips diody OLED, które można zintegrować z dachami samochodów. Przezroczyste panele mogą służyć jako szyberdach i oświetlać wnętrze samochodu. Ciekawym rozwiązaniem jest również możliwość sterowania oświetleniem OLED za pomocą dotyku.

Dalszy rozwój technologii jest niezbędny

Poza wysoką ceną, sukces OLED na rynku oświetlenia zależy od tego, czy producenci poradzą sobie z szeregiem problemów technicznych. Technologia ta musi się rozwijać, aby poprawić wydajność, jasność świecenia, trwałość i odporność na czynniki środowiskowe. Obecnie producenci zmuszeni są do szukania kompromisu pomiędzy nasyceniem barw, trwałością i intensywnością światła.

Prognoza rozwoju rynku OLED w zakresie aplikacji oświetleniowych (źródło: Yole Developpement)

Producenci nadal nie mogą pochwalić się wyświetlaczami gwarantującymi czas pracy na poziomie 50 tys. godzin, co jest standardem w przypadku LCD. Czas pracy OLED wynoszący dzisiaj ok. 10 tys. godzin pracy zostanie zwiększony do ponad 35 tys. godzin, jeśli wierzyć zapewnieniom producentów.

Wiele do zrobienie jest w zakresie wydajności, która nadal nie osiągnęła teoretycznych możliwości OLED i jest niższa niż lamp fluorescencyjnych i diod LED. Firmy takie jak Philips, LG czy Panasonic zapowiedziały zwiększenie jasności paneli OLED do poziomu powyżej 120 kandeli na metr kwadratowy w 2015 r. Obecnie standardowe produkty tych firm nie przekraczają poziomu 60 kandeli.

Problemem dla branży jest także wytwarzanie paneli w większych wymiarach. Wpływ na to ma niska wydajność produkcji, a wyzwaniem jest skuteczne nanoszenie warstw organicznych i tranzystorów TFT na dużej powierzchni. Często obserwowane jest również zmniejszenie natężenia światła w środkowej części panelu względem bardzo jasnych brzegów. Spowodowane jest to dużą rezystancją wewnętrzną panelu OLED. Wszystkie te czynniki muszą ulec poprawie, jeśli OLED mają kiedyś konkurować z oświetleniem LED. Jednak aby wejść na rynek masowy, producenci muszą przede wszystkim obniżyć ceny.

Prognoza rozwoju rynku wyświetlaczy w telewizorach OLED (źródło: IHS Suppli)

Stopniowy wzrost sprzedaży pozwoli branży uzyskać ekonomię skali, ale znaczenie będą także miały usprawnienia w procesie produkcyjnym. Obecnie produkcja paneli oświetleniowych stwarza wciąż wiele problemów i ogranicza się do serii pilotażowych lub niewielkich serii komercyjnych. Według ekspertów, perspektywy są obiecujące. Firma analityczna Yole Development przewiduje, że w 2020 roku wartość rynku oświetlenia OLED wzrośnie do 1,7 mld dolarów, z zaledwie 2,8 mln 2012. Większość, bo 70%, będą stanowić panele przeznaczone do oświetlenia ogólnego.

Zanim jednak produkty tego typu trafią do szerszego użycia, należy pamiętać, że większość uwagi branży oświetleniowej obecnie skierowana jest na technologie LED jako alternatywę dla tradycyjnych żarówek. Jest to rozwinięty rynek z obiecującymi perspektywami na przyszłość. Technologia LED doskonale sprawdziła się w wielu typach aplikacji, a malejąca cena stanowi dodatkową zachętę dla użytkowników.

Jacek Dębowski