Gli OLED processati da soluzione aprono la strada a future applicazioni nel settore dell’illuminazione

Traendo vantaggio direttamente dal progetto PI-SCALE – che prevede la creazione di linee pilota per la produzione di OLED flessibili usando metodi di deposizione roll-to-roll – SOLEDLIGHT (Solution Processed OLEDs for Lighting) ha sviluppato con successo OLED multistrato con efficienze energetiche fino a 20 lm/W. Anche se non sono ancora allo stesso livello degli equivalenti processati nel vuoto, si spera che i nuovi dispositivi raggiungano i 100 lm/W e durate superiori alle 15 000 ore entro la fine del progetto.

Il dott. Henk Bolink, ricercatore all’Università di Valencia e coordinatore di SOLEDLIGHT, parla dei risultati raggiunti finora dal progetto e del suo potenziale, specialmente in applicazioni nel settore dell’illuminazione generale e in quello automobilistico.

In che modo il vostro progetto fornisce una possibile soluzione alla questione del costo dell’illuminazione OLED?

Gli OLED stampati o rivestiti multistrato uniscono il vantaggio delle prestazioni elevate con metodi di deposizione ad alto volume che sono efficienti nell’utilizzo dei materiali. Inoltre, il costo iniziale dell’investimento è inferiore in confronto ai procedimenti di deposizione sotto vuoto che sono lo standard nell’industria.

Cosa ci può dire riguardo all’efficienza e alla durata dei vostri OLED? Come sono rispetto alle alternative?

Gli OLED processati da soluzione di SOLEDLIGHT non sono ancora al livello degli equivalenti processati nel vuoto. Sono stati preparati con successo degli OLED iniziali del tutto processati da soluzione, composti da cinque strati attivi, che hanno raggiunto i 20 lm/W.

Ci può dire di più riguardo alle specifiche della vostra tecnologia e ai processi di produzione?

Il nostro approccio in vista di OLED del tutto processabili da soluzione si basa su un approccio duplice di strati reticolabili e solventi ortogonali. La linea di rivestimento roll-to-roll (R2R) che abbiamo usato, disponibile presso l’Holst Centre per R&S, è formata da due stazioni per il rivestimento all’interno di una camera bianca compatta. Essa comprende due forni di essiccazione chiusi, uno di 20 m e uno di 10 m, per atmosfere con aria o inerti, collocati fuori dalla camera bianca. I due impianti di rivestimento e i forni sono accoppiati in una linea, usando un sistema unico di trasporto a bobina che consente la movimentazione del substrato senza mai toccare la superficie sensibile dove viene applicato il rivestimento.

Perché avete scelto specificamente questa linea di produzione?

Un obiettivo del progetto SOLEDLIGHT era quello di dimostrare la produzione ad alto volume e su grande area di OLED mediante tecnologie basate su soluzione. La linea di rivestimento R2R sviluppata nell’ambito del progetto PI-SCALE presso l’Holst Centre è unica in Europa per la sua capacità di depositare inchiostri funzionali OLED su grandi aree ad alte velocità.

Analisi economiche hanno mostrato che la produzione di massa degli elementi per l’illuminazione OLED a un costo competitivo dal punto di vista commerciale necessita del processo da soluzione, dato che si prevede che la deposizione sotto vuoto sia troppo costosa (si noti tuttavia che la situazione è differente per le applicazioni per gli schermi). La linea R2R è di conseguenza perfettamente adatta per le esigenze del nostro progetto.

Quali sono stati i principali insegnamenti che avete appreso?

Il successo della produzione R2R OLED mediante tecniche basate su soluzione dipende in larga misura dalle specifiche proprietà dei materiali coinvolti, in particolare la loro stabilità chimica / sensibilità per quanto riguarda agenti ambientali quali acqua e ossigeno, che potrebbero degradarli e influire sulle prestazioni dei dispositivi.

Questo è un problema molto più serio nella fabbricazione R2R rispetto che non nella lavorazione sheet-to-sheet, dove la completa esclusione di influenze dall’atmosfera ambientale può essere ottenuta molto più facilmente. Quando sono disponibili sistemi di materiali sufficientemente stabili, comunque, il processo R2R può essere effettuato senza compromettere la qualità dei dispositivi OLED finali in confronto alla produzione sheet-to-sheet.

Quali difficoltà avete incontrato e come le avete risolte?

Gli strati a emissione di luce formati da materiali a basso peso molecolare sono difficili da proteggere nella successiva deposizione di strati mediante procedimenti bagnati. Usando una combinazione di componenti reticolabili e solventi ortogonali, siamo stati in grado di preparare degli OLED del tutto processabili da soluzione.

Quali sono i vostri programmi per la commercializzazione dopo la conclusione del progetto?

SOLEDLIGHT ha due partner industriali – OSRAM OLED GmbH e Solvay – in aggiunta al Open Innovation Centre Holst. OSRAM si sta attualmente concentrando sugli OLED per il settore automobilistico, ma prosegue le sue attività anche per l’illuminazione generale.

Gli OLED processati da soluzione e le tecniche R2R sono considerati, per entrambi i settori di applicazione, come future alternative al consolidato processo basato su evaporazione. Alcuni dei materiali e/o tecnologie sviluppati nell’ambito di SOLEDLIGHT potrebbero essere inseriti nei servizi della linea pilota OLED del progetto PI-SCALE, situata presso l’Holst Centre, che ha l’intenzione di trasformarsi in un’entità commerciale autosostenibile dopo un periodo iniziale di finanziamento dell’UE.

SOLEDLIGHT
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