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Avant qu'il puisse envahir nos rues et nos maisons, L'éclairage OLED doit être rendu plus accessible. Le projet SOLEDLIGHT a développé de nouvelles OLED multicouches grâce à un nouveau procédé qui promet d'augmenter l'efficacité de production de 20 pour cent, réduisant ainsi son coût.
Bénéficiant directement du projet PI-SCALE, qui implique la création de lignes pilotes pour la production d'OLED flexibles par des procédés de dépôt roll-to-roll, SOLEDLIGHT (Solution Processed OLEDs for Lighting) a développé avec succès des OLED multicouches avec des rendements énergétiques atteignant 20 lm/W. Bien qu'ils ne soient pas encore à égalité avec les équivalents traités sous vide, les nouveaux appareils devraient atteindre 100 lm/W et des durées de vie supérieures à 15 000 heures d'ici la fin du projet.
Dr Henk Bolink, chercheur à l'Université de Valence et coordinateur de SOLEDLIGHT, discute des réalisations du projet à ce jour et de son potentiel, notamment dans l'éclairage général et les applications automobiles.
Comment votre projet apporte-t-il une solution potentielle au problème du coût de l'éclairage OLED ?
Les OLED multicouches imprimées ou enduites combinent l'avantage de hautes performances avec des méthodes de dépôt à haut débit qui sont efficaces dans l'utilisation des matériaux. En outre, le coût d'investissement initial est inférieur à celui des procédés de dépôt sous vide standard de l'industrie.
Qu'en est-il de l'efficacité et de la durée de vie de vos OLED ? Comment se comparent-ils aux alternatives ?
Les OLED traités par la solution SOLEDLIGHT ne sont pas encore à la hauteur des équivalents traités sous vide. Les OLED initiales entièrement traitées en solution composées de cinq couches actives ont été préparées avec succès et ont atteint 20 lm/W.
Pouvez-vous nous en dire plus sur les spécificités de votre technologie et de vos processus de production ?
Notre approche vers des OLED entièrement traitables en solution est basée sur une double approche de couches réticulables et de solvants orthogonaux. La ligne d'enduction roll-to-roll (R2R) que nous avons utilisée, disponible au Holst Center for R&D, se compose de deux stations de revêtement à l'intérieur d'une salle blanche compacte. Il comprend deux étuves fermées, un de 20 m et un de 10 m, pour l'air ou les atmosphères inertes, situé à l'extérieur de la salle blanche. Les deux coucheuses et séchoirs sont couplés en une seule ligne, en utilisant un système de transport de bande unique qui permet la manipulation du substrat sans jamais toucher la surface sensible où le revêtement est appliqué.
Pourquoi avoir spécifiquement choisi cette ligne de production ?
L'un des objectifs du projet SOLEDLIGHT était de démontrer un haut débit, production à grande échelle d'OLED par des technologies basées sur des solutions. La ligne de revêtement R2R développée dans le cadre du projet PI-SCALE au Holst Center est unique en Europe pour sa capacité à déposer des encres OLED fonctionnelles sur de grandes surfaces à des vitesses élevées.
Des analyses économiques ont montré que la production en série d'éléments d'éclairage OLED à un coût commercialement compétitif nécessite un traitement de solution, car le dépôt sous vide devrait être beaucoup trop coûteux (notez cependant que la situation est différente pour les applications d'affichage). La gamme R2R est donc parfaitement adaptée aux besoins de notre projet.
Où ont été les principales leçons apprises ?
Le succès de la production d'OLED R2R par des techniques basées sur des solutions dépend beaucoup des propriétés exactes des matériaux impliqués, en particulier leur stabilité chimique / sensibilité vis-à-vis des agents environnementaux comme l'eau et l'oxygène, ce qui peut potentiellement les dégrader et affecter les performances des appareils.
Il s'agit d'un problème beaucoup plus grave dans la fabrication R2R que dans le traitement feuille à feuille, où l'exclusion complète des influences de l'atmosphère ambiante peut être beaucoup plus facilement réalisée. Lorsque des systèmes de matériaux suffisamment stables sont disponibles, cependant, le processus R2R peut être réalisé sans compromettre la qualité des dispositifs OLED finaux par rapport à la production feuille à feuille.
Quelles difficultés avez-vous rencontrées et comment les avez-vous surmontées ?
Les couches électroluminescentes constituées de matériaux de faible poids moléculaire sont difficiles à protéger contre le dépôt ultérieur de couches par des procédés humides. En utilisant une combinaison de composants réticulables et de solvants orthogonaux, nous avons été en mesure de préparer des OLED entièrement traitables en solution.
Quels sont vos plans de commercialisation après la fin du projet ?
SOLEDLIGHT a deux partenaires industriels – OSRAM OLED GmbH et Solvay – ainsi que l'Open Innovation Center Holst. OSRAM se concentre actuellement sur l'OLED pour l'automobile, mais continue ses activités pour l'éclairage général.
Les techniques OLED et R2R traitées en solution sont considérées, pour les deux domaines d'application, comme futures alternatives au processus établi basé sur l'évaporation. Certains des matériaux et/ou technologies développés au sein de SOLEDLIGHT pourraient être intégrés dans les services de la ligne pilote OLED du projet PI-SCALE, situé au Centre Holst, qui a l'intention de devenir une entité commerciale autonome après une période initiale de financement de l'UE.