Prima che possa prendere il controllo delle nostre strade e delle nostre case, L'illuminazione OLED deve essere resa più accessibile. Il progetto SOLEDLIGHT ha sviluppato nuovi OLED multistrato grazie a un nuovo processo che promette di aumentare l'efficienza produttiva del 20 percento, riducendone così il costo.

Beneficiando direttamente del progetto PI-SCALE, che prevede la realizzazione di linee pilota per la produzione di OLED flessibili utilizzando metodi di deposizione roll-to-roll, SOLEDLIGHT (Solution Processed OLEDs for Lighting) ha sviluppato con successo OLED multistrato con efficienze energetiche che raggiungono 20 lm/W. Sebbene non sia ancora alla pari con gli equivalenti lavorati sottovuoto, si spera che i nuovi dispositivi raggiungano 100 lm/W e una durata superiore a 15.000 ore entro la fine del progetto.

Dottor Henk Bolink, ricercatore presso l'Università di Valencia e coordinatore di SOLEDLIGHT, discute i risultati raggiunti finora dal progetto e il suo potenziale, in particolare nell'illuminazione generale e nelle applicazioni automobilistiche.

In che modo il tuo progetto fornisce una potenziale soluzione al problema dei costi dell'illuminazione OLED?

Gli OLED multistrato stampati o rivestiti combinano il vantaggio di prestazioni elevate con metodi di deposizione ad alto rendimento che sono efficienti nell'utilizzo dei materiali. Inoltre, il costo dell'investimento iniziale è inferiore rispetto ai processi di deposizione sottovuoto standard del settore.

Che ne dici di efficienza e durata dei tuoi OLED? Come si confrontano con le alternative?

Gli OLED elaborati in soluzione SOLEDLIGHT non sono ancora alla pari con gli equivalenti elaborati sotto vuoto. Gli OLED iniziali completamente elaborati in soluzione costituiti da cinque strati attivi sono stati preparati con successo e hanno raggiunto 20 lm/W.

Puoi dirci di più sulle specifiche della tua tecnologia e dei tuoi processi produttivi?

Il nostro approccio verso gli OLED completamente processabili in soluzione si basa su un duplice approccio di strati reticolabili e solventi ortogonali. La linea di verniciatura roll-to-roll (R2R) che abbiamo utilizzato, disponibile presso il Centro Holst per R&D, è costituito da due stazioni di rivestimento all'interno di una camera bianca compatta. Comprende due forni di essiccazione chiusi, uno di 20 me uno di 10 m, per aria o atmosfere inerti, situato al di fuori della camera bianca. I due verniciatori e gli essiccatoi sono accoppiati in un'unica linea, utilizzando un esclusivo sistema di trasporto del nastro che consente la manipolazione del substrato senza mai toccare la superficie sensibile su cui viene applicato il rivestimento.

Perché hai scelto proprio questa linea di produzione?

Uno degli obiettivi del progetto SOLEDLIGHT era dimostrare un'elevata produttività, produzione su vasta area di OLED mediante tecnologie basate su soluzioni. La linea di rivestimento R2R sviluppata nell'ambito del progetto PI-SCALE presso l'Holst Center è unica in Europa per la sua capacità di depositare inchiostri OLED funzionali su ampie aree ad alta velocità.

Le analisi economiche hanno dimostrato che la produzione di massa di elementi di illuminazione OLED a costi commercialmente competitivi richiede l'elaborazione di soluzioni, poiché si prevede che la deposizione sotto vuoto sia troppo costosa (si noti tuttavia che la situazione è diversa per le applicazioni di visualizzazione). La linea R2R è quindi ottimamente adatta alle esigenze del nostro progetto.

Dove sono state apprese le principali lezioni?

Il successo della produzione di R2R OLED con tecniche basate su soluzioni dipende molto dalle proprietà esatte dei materiali coinvolti, in particolare la loro stabilità chimica/sensibilità agli agenti ambientali come acqua e ossigeno, che potenzialmente possono degradarli e influire sulle prestazioni dei dispositivi.

Questo è un problema molto più serio nella produzione R2R rispetto alla lavorazione da foglio a foglio, dove la completa esclusione delle influenze dall'atmosfera ambientale può essere ottenuta molto più facilmente. Quando sono disponibili sistemi di materiali sufficientemente stabili, però, il processo R2R può essere eseguito senza compromettere la qualità dei dispositivi OLED finali rispetto alla produzione sheet-to-sheet.

Quali difficoltà hai incontrato e come le hai superate?

Gli strati emettitori di luce costituiti da materiali di piccolo peso molecolare sono difficili da proteggere dalla successiva deposizione di strati da processi a umido. Utilizzando una combinazione di componenti reticolabili e solventi ortogonali, siamo stati in grado di preparare OLED completamente processabili in soluzione.

Quali sono i vostri piani di commercializzazione dopo la fine del progetto?

SOLEDLIGHT ha due partner industriali – OSRAM OLED GmbH e Solvay – così come l'Open Innovation Center Holst. OSRAM si sta attualmente concentrando su OLED per il settore automobilistico, ma continua la sua attività per l'illuminazione generale.

Sono considerate le tecniche OLED e R2R processate in soluzione, per entrambi i campi di applicazione, come future alternative al consolidato processo basato sull'evaporazione. Alcuni dei materiali e/o delle tecnologie sviluppati all'interno di SOLEDLIGHT potrebbero essere incorporati nei servizi della linea pilota OLED del progetto PI-SCALE, situato presso il Centro Holst, che intende diventare un'entità commerciale autosufficiente dopo un periodo iniziale di finanziamenti dell'UE.