ВИМОГИ МІЖНАРОДНИХ СТАНДАРТІВ ДО OLED ДЛЯ ЗАГАЛЬНОГО ОСВІТЛЕННЯ

Г. М. Кожушко, д. т. н., професор, професор кафедри товарознавства непродовольчих товарів Вищого навчального закладу Укоопспілки «Полтавський університет еко-
номіки і торгівлі»;
Т. В. Сахно, д. х. н., професор, с. н. с. Вищого навчального закладу Укоопспілки «Полтавський університет економіки і торгівлі»

ВИМОГИ МІЖНАРОДНИХ СТАНДАРТІВ ДО OLED ДЛЯ ЗАГАЛЬНОГО ОСВІТЛЕННЯ

Органічний світловипромінювальний діод (organic light emitting diode OLED) – це світлодіодний напівпровідник, що складається з електролюмінесцентної зони, виконаної з органічної сполуки, розташованої між двома електродами [ ]. Фізичний принцип генерації світла OLED-ами базується на явищі електролюмінесценції в органічних низькомолекулярних речовинах і полімерах.
Хоча технологія OLED тільки розвивається, виробництво і ринок продукції з ними уже досягли міліардів доларів. Сьогодні OLED використовуються в різних видах дисплеїв, екранах смартфонів, телевізорах та іншій продукції. Перспективним виглядає і майбутнє освітлювальної техніки на основі OLED, що знаходяться поки що на ранній стадії, але у них уже можна розгледіти значний потенціал і їх можна віднести до нового покоління джерел світла. Вони екологічно безпечні, мають досить високу світлову віддачу (провідні виробники на дослідних зразках досягли світлової віддачі більшої, ніж 150 лм/Вт, а для комерційних зразків – більш ніж 60 лм/Вт), широкі можливості регулювання колірності світла і хорошу якість кольоропередачі (Ra > 80), достатньо великий строк служби (більше 20 тис. годин).
OLED технології дозволяють виготовляти надтонкі, гнучкі і прозорі світлодіодні панелі, що створює широкі можливості для дизайнерів. OLED не випромінюють в ультрафіолетовій області спектру, мають відносно невисоку яскравість і не створюють ніякої фотобіологічної небезпеки, що робить їх перспективними для освітлення дитячих, навчальних, медичних закладів та інших об'єктів.
Фізичні принципи функціонування, характеристики конструкцій та технологій виготовлення світловипромінювальних приладів на основі матеріалів органічної електроніки, а також досягнуті техніко-економічні характеристики публікуються в багатьох наукових працях [ , , , , , , ]. В даній роботі розглядаються питання, що стосуються стандартизації та вимог до якості та безпечності OLED- панелей для загального освітлення.
Серйозним бар’єром розширення використання освітлювальних приладів з OLED до недавнього часу була не тільки висока їх вартість, але і відсутність стандартів [7]. Це не дозволяло проводити випробовування та об’єктивно порівнювати параметри освітлювальних OLED- панелей різних виробників , що стримувало конкуренцію і їх розвиток.
В 2014-2016 роках розроблені основоположні міжнародні стандарти на OLED-панелі для загального освітлення [1, , ]:
EІС 62868:2014 Панелі з органічними світлодіодами (OLED) для загального освітлення. Вимоги щодо безпеки.
IEC 62922 Ed. 1.0 B:2016 Панелі на основі органічних світлодіодів (OLED) для систем загального освітлення. Вимоги до експлуатаційних характеристик.
IEC ТС 62972:2016 Загальне освітлення. Вироби на основі органічних світлодіодів (OLED) і відповідне обладнання. Терміни та визначення.
В Україні ІЕС 62868:2014 (EN 62868:2015) прийнятий як національний стандарт в 2016 році. Цей стандарт установлює вимоги безпеки та загальні вимоги до випробувань для OLED панелей для внутрішнього освітлення на напругу живлення від джерел постійного струму до 120 В або змінного струму до 50 В частотою 50 або 60 Гц.
В стандарті встановлені вимоги до маркування, конструкції, електричної міцності ізоляції, теплотривкості, вогнетривкості та інших параметрів безпеки.
OLED панелі мають витримувати теплове навантаження при температурі навколишнього середовища в діапазоні 60-700C за номінального струму протягом 60 хв і не створювати небезпечності при виникненні короткого замикання. В стандарті наведені методи спричинення внутрішнього короткого замикання і порядок проведення випробувань. Стандарт також містить інформацію щодо проектування безпечних ОЛЕД світильників та ризики які можуть виникати при короткому замиканні.
В вимогах до маркування передбачено подавати наступну обов’язкову інформацію:
на самому виробі - інформацію про виробника (товарний знак), полярність і позначення моделі;
на упаковці або інструкції (паспорті) - номінальний струм, номінальна напруга живлення, номінальна потужність, тип джерела живлення (постійний або змінний струм, частота), розміри, діапазон робочих температур, ступінь захисту ІР, інструкція з монтажу.
В ІЕС 62922:2016 встановлені вимоги до експлуатаційних характеристик OLED - панелей (світильників) для загального освітлення.
Стандарт передбачає надання виробниками наступної обов’язкової інформації про такі параметри:
номінальний світловий потік (лм);
середню яскравість (кд/м2);
фотометричний код згідно з ІЕС ТР 62732;
номінальні координати колірності ( в колірному просторі u’v’) і допуски виражені колом або чотирикутником;
корельовану колірну температуру (К);
загальний індекс кольоропередачі (Ra);
діапазон робочих температур ( 0С);
номінальну світлову віддачу (лм/Вт);
рівномірність яскравості (%);
просторовий розподіл сили світла;
кутовий розподіл колірності;
розміри випромінюючої поверхні.
Дана інформація, окрім параметрів які передбачені [91] має наноситись на упаковку або надаватись в інших відомостях про виріб (інструкція, каталог та інш.). Так як OLED інтенсивно розвивається і їх експлуатаційні параметри постійно змінюються, вимоги до них встановлені в основному в відносних одиницях до номінальних значень, що декларуються виробниками. Виміряна вхідна потужність OLED панелей не повинна перевищувати номінальне значення більш ніж на 10% а виміряний світловий потік (після стабілізації, метод проведення якої встановлений даним стандартом) не повинен відхилятись в меншу сторону більш ніж на 10 %. Світлова віддача не повинна бути меншою 90% номінального початкового значення.
Методи вимірювання світлового потоку рекомендовані згідно з [ ]. Корельована колірна температура та координати колірності повинні розраховуватись із отриманих вимірюваннями просторово усереднених спектральних характеристик. Різниця між виміряними і нолмінальними значеннями координат колірності u’v’ повинна бути меншою 0,005. Початковий Ra не повинен бути меншим ніж його номінальне значення більш ніж на 5 одиниць. Початкова середня яскравість не повинна відрізнятись від номінальної середньої яскравості більше ніж на 10%. (Середня яскравість обчислюється на основі всієї випромінюючої поверхні за виключенням зони шириною 1 -3 мм від краю.) Початкова однорідність яскравості повинна бути не більш ніж на 5% нижчою від номінальної (задекларованої). Розподіл сили світла має надаватись відповідно до встановленого міжнародного формату [ ]. Рівномірність колірності випромінювальної поверхні і кутова рівномірність не повинні відрізнятись більш ніж на 0,003 від номінальних значень. (Рівномірність колірності поверхні визначають як найбільшу різницю колірності Δ(u’v’)між будь якими двома областями, кутовий розподіл колірності визначає наскільки помітна зміна кольору під різними кутами спостереження в межах від 00 до 800).
Надійність OLED - панелей випробовують в умовах підвищеної температури та вологості. Після функціювання панелей в камері з вологістю повітря (90±5)% і температурі (60±2)0С протягом 48 годин при номінальній напрузі живлення, вони мають зберігати свої світлові та колірні параметри в таких межах: не менше 90% початкового світлового потоку та відхилення координат колірності від початкового значення не більше ніж на 0,005 в колірному просторі (u’v’).
OLED панелі також мають витримувати зберігання протягом 500 годин при температурі (60±2)0С та вологості повітря (90±5)%. Після випробування панелі не повинні мати видимих дефектів (темних плям більш 0,5 мм) і світлові та колірні параметри мають бути не нижчими 90% початкового світлового потоку, а координати колірності відрізнятись від початкових значень не більше ніж на 0,005 в колірному просторі u’v’.
В стандарті також рекомендовані для проведення вимірювань та випробовувань міжнародні та регіональні стандарти.
В стандарті [1] встановлені терміни та визначення специфічні для загального освітлення OLED панелями, приведена класифікація термінів для виробів із OLED та пов’язаного з ними обладнання. Умови специфічні для загального освітлення, джерел світла OLED та відповідного обладнання класифіковане наступним чином:
а) фундаментальні терміни;
б) терміни пов’язані з фізичними властивостями
в) терміни пов’язані з конструктивними особливостями та елементами;
г) терміни пов’язані з технічними характеристиками.
Впровадження міжнародних стандартів на OLED джерела світла та обладнання на їх основі буде сприяти подальшому розвитку цього перспективного напрямку в світлотехніці. Зараз стоїть проблема дослідження комерційних зразків OLED продукції для загального освітлення на відповідність даним стандартам і набір статистики по експлуатаційних параметрах OLED панелей для внутрішнього освітлення різних об’єктів.