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Toujours une longueur d'avance

Les éclairages OLED arrivent sur le marché

23 septembre 2015

Déjà présentes dans la toute dernière génération d’écrans de télévision, les OLED se retrouvent aussi dans les smartphones et les tablettes numériques. Désormais, elles vont également équiper les éclairages utilisés en vision industrielle.

Les diodes électroluminescentes organiques (OLED) sont des éléments d’éclairage plats, homogènes et efficients sur le plan énergétique. Leur propriété exceptionnelle réside dans leur construction extrêmement mince et leur caractéristique de rayonnement plat qui les distinguent fondamentalement des sources lumineuses actuelles. De plus, elles ne nécessitent pas de diffuseurs pour produire un éclairage homogène, ni de gestion thermique coûteuse, contrairement aux éclairages LED. Pour l’utilisateur, ces propriétés signifient une diminution des coûts et une durée de vie plus longue.

Alors que la technologie OLED s’est déjà imposée dans les produits grand public, notamment les téléviseurs à écran plat, les smartphones et les tablettes, les éclairages OLED dans le domaine de la vision industrielle n’étaient, jusqu’à récemment, encore qu’une utopie. Aujourd’hui, cette technologie a atteint sa maturité commerciale : début 2015, l’entreprise hema electronic, basée à Aalen dans le Bade-Würtemberg, a présenté le premier produit OLED, la série backlight seelectorLUX OLED distribuée par STEMMER IMAGING.

Ces rétroéclairages variables de 0 à 100 %, de dimensions 142 x 123 mm², avec une surface d’éclairage de 102 x 102 mm², et une hauteur de seulement 2,5 mm, se distinguent par une homogénéité et une fidélité des couleurs très élevées. Ils fonctionnent à une température de couleur de 2500 et 2900 K, avec un Color Rendering Index relativement élevé, atteignant 80. Cette valeur « IRC » exprime l’indice de rendu des couleurs d’un éclairage par rapport à la valeur idéale de la lumière naturelle. Plus cette valeur est élevée, meilleur est le rendu des couleurs, d’où des avantages pour les applications utilisant la couleur. Généralement, les valeurs IRC des OLED peuvent être supérieures à 90, ce qui explique pourquoi les éclairages à base OLED sont particulièrement bien adaptés à certaines applications du secteur de l’imprimerie par exemple, ou également dans la médecine. En effet, il est important que les couleurs des clichés réalisés soient le plus possible fidèles à la réalité pour permettre l’établissement de diagnostics sûrs.

Les autres caractéristiques des premiers éclairages OLED de hema electronic sont leur flux lumineux, qui peut atteindre 300 lumens, une température de fonctionnement comprise entre +5 °C et +40 °C et une tension d’alimentation de 24 volts du contrôleur intelligent de l’OLED fourni avec le bloc d’alimentation. Selon hema, d’autres types d’éclairage, tels que les éclairages de tunnels et les éclairages coaxiaux, sont en préparation.

La société hema electronic n’est pas la seule à poursuivre des activités dans le domaine des OLED. Sur le plan international, les travaux de développement de cette technologie avancent à grands pas, comme le souligne Dr. Gotthard Weißflog de la Netzwerkmanagement OLAB à Iéna : « La production industrielle de diodes électroluminescentes organiques pour des applications d’éclairage a commencé chez OLEDWorks/Philips et LG Chem. D’autres sociétés en Allemagne, comme Osram, mais également des sociétés japonaises, chinoises, taïwanaises ou américaines devraient suivre le mouvement prochainement. Le prix des composants des OLED va donc continuer de baisser ». Weißflog est convaincu que ceci ouvre également de nouvelles perspectives commerciales pour le secteur de la vision industrielle, qui reste une nécessité absolue pour garantir l’automatisation et l’assurance qualité de la production industrielle.

Comme c’est le cas avec les LED, il n’existera pas qu’« une » OLED, ajoute Weißflog : « Ainsi, LG Chem, leader pour les grands formats, propose maintenant un panneau OLED présentant des dimensions de 32 cm x 32 cm. Philips, de son côté, produit des OLED dont l’éclairement lumineux atteint 10 000 cd/m² pour une très faible tolérance de couleur. »

Aujourd’hui, il est possible de commander les premières OLED souples auprès de Konica Minolta et LG Chem. Weißflog est convaincu que cet axe de développement va connaître une progression spectaculaire au cours des prochaines années, compte tenu du vif intérêt que l’industrie automobile porte aux OLED souples. « Les OLED souples simplifient et/ou permettent le développement et la fabrication de formes 3D à éclairage plat. » Pour Weißflog, « on peut donc imaginer des solutions intégrées innovantes ».

Il évoque également un autre axe de développement : « Les OLED transparentes, qui éclairent dans une direction lorsqu’elles sont allumées, ne sont pour l’instant que des modèles au stade de la recherche en laboratoire. Toutefois, elles laissent entrevoir de nouvelles perspectives pour les systèmes complets compacts regroupant une caméra, un dispositif optique et un éclairage. »

Tobias Henzler estime pour sa part que, « du fait de leurs caractéristiques intéressantes indéniables, nous allons assister, dans un avenir proche, à une utilisation croissante des éclairages OLED dans le secteur de la vision industrielle ». Ce collaborateur du département Distribution chez STEMMER IMAGING qui, avec Weißflog et d’autres collaborateurs du réseau OLAB, encourage le développement de la technologie OLED, a soumis les derniers modèles d’éclairage à des tests approfondis dans le laboratoire de l’entreprise implantée à Puchheim.

L’un des résultats les plus remarquables de ces tests concerne l’excellente aptitude des éclairages OLED à la surintensité, selon Tobias Henzler. Ce dernier précise que « les modules LED classiques admettent un facteur de surintensité, c.-à-d. une augmentation du courant qui les alimente, de 10 ou 15 maximum, ce qui engendre une émission de lumière plus claire pendant une courte durée. » En revanche, les éclairages OLED testés ont montré qu’un facteur de surintensité de 90 était possible et que la lumière produite était extrêmement claire, comme l’exigent certaines applications pointues. « Ce facteur de 90 ne signifie pas qu’une surintensité encore plus élevée serait impossible sur les OLED, il correspond seulement à la limite posée par les contrôleurs de flash actuellement disponibles sur le marché », précise Tobias Henzler.

« Certes, le rendement diminue », poursuit Tobias Henzler, « mais nous savions d’emblée que le fait de multiplier par deux l’intensité de courant ne permet pas de multiplier par deux la luminosité et cette diminution a été nettement moins importante que prévu. » Sur la base d’un rendement des OLED de 100 % en fonctionnement normal, celui-ci était encore d’environ 50 % pour un facteur de surintensité de 90. « Les études que nous avons réalisées n’ont pas porté sur des tests de longue durée, nous ne sommes donc pas en mesure de dire si un fonctionnement dans des conditions de forte surintensité a un effet négatif sur la durée de vie des OLED. » Tobias Henzler estime que les résultats des tests restent néanmoins très prometteurs et donnent à penser que les éclairages OLED peuvent devenir une alternative intéressante aux LED dans le domaine de la vision industrielle.

Tobias Henzler évoque un autre constat qui va dans ce sens : « À la différence des LED à éclairage ponctuel, les OLED fonctionnent comme des lumières de surface et ne créent pas de point chaud, ce qui facilite grandement la gestion thermique lors de l'application. »

Vidéo: présentation du sujet OLED

Hema

Aalen, Germany

Sise à Aalen dans le Bade-Wurtemberg depuis 1978, la société hema electronic GmbH propose une vaste gamme de composants et systèmes pour le traitement d'images industriel. Les techniques d'éclairage à LED représentent une part importante de sa palette de produits.