Voordat het onze straten en huizen kan overnemen, OLED-verlichting moet toegankelijker worden gemaakt. Het SOLEDLIGHT-project heeft nieuwe meerlaagse OLED's ontwikkeld dankzij een nieuw proces dat belooft de productie-efficiëntie met 20 procent te verhogen, waardoor de kosten worden verlaagd.

Rechtstreeks profiterend van het PI-SCALE-project, waarbij proeflijnen worden gecreëerd voor de productie van flexibele OLED's met behulp van roll-to-roll-depositiemethoden, SOLEDLIGHT (Solution Processed OLED's for Lighting) heeft met succes meerlaagse OLED's ontwikkeld met een energie-efficiëntie van 20 lm/W. Hoewel nog niet vergelijkbaar met vacuümverwerkte equivalenten, Men hoopt tegen het einde van het project 100 lm/W te halen en een levensduur van meer dan 15.000 uur.

dokter Henk Bolink, onderzoeker aan de Universiteit van Valencia en coördinator van SOLEDLIGHT, bespreekt de resultaten van het project tot dusver en het potentieel ervan, met name in algemene verlichting en automobieltoepassingen.

Hoe biedt uw project een mogelijke oplossing voor het probleem van de OLED-verlichtingskosten?

Geprinte of gecoate meerlaagse OLED's combineren het voordeel van hoge prestaties met depositiemethoden met hoge doorvoer die efficiënt zijn in het materiaalgebruik. Aanvullend, de initiële investeringskosten zijn lager in vergelijking met industriestandaard vacuümdepositieprocessen.

Hoe zit het met de efficiëntie en levensduur van uw OLED's? Hoe verhouden ze zich tot alternatieven?

De met SOLEDLIGHT-oplossing verwerkte OLED's zijn nog niet vergelijkbaar met de vacuümverwerkte equivalenten. Initiële volledig in oplossing verwerkte OLED's bestaande uit vijf actieve lagen zijn met succes voorbereid en behaalden 20 lm/W.

Kunt u ons meer vertellen over de bijzonderheden van uw technologie en productieprocessen?

Onze benadering van volledig in oplossing verwerkbare OLED's is gebaseerd op een dubbele benadering van verknoopbare lagen en orthogonale oplosmiddelen. De roll-to-roll (R2R) coatinglijn die we gebruikten, verkrijgbaar bij het Holst Centre for R&D, bestaat uit twee coatingstations in een compacte cleanroom. Het omvat twee gesloten droogovens, een van 20 m en een van 10 m, voor lucht of inerte atmosferen, gelegen buiten de cleanroom. De twee coaters en drogers zijn aan elkaar gekoppeld in één lijn, met behulp van een uniek webtransportsysteem dat substraatbehandeling mogelijk maakt zonder ooit het gevoelige oppervlak waarop de coating wordt aangebracht aan te raken.

Waarom heb je specifiek voor deze productielijn gekozen?

Een van de doelstellingen van het SOLEDLIGHT-project was het demonstreren van een hoge doorvoer, grootschalige productie van OLED's door op oplossingen gebaseerde technologieën. De R2R-coatinglijn die is ontwikkeld binnen het PI-SCALE-project in het Holst Centre is uniek in Europa vanwege het vermogen om met hoge snelheden functionele OLED-inkten over grote oppervlakken te deponeren.

Economische analyses hebben aangetoond dat massaproductie van OLED-verlichtingselementen tegen commercieel concurrerende kosten oplossingsverwerking vereist, aangezien vacuümdepositie naar verwachting veel te duur zal zijn (houd er echter rekening mee dat de situatie anders is voor weergavetoepassingen). De R2R-lijn sluit dan ook uitstekend aan bij de behoefte van ons project.

Waar zijn de belangrijkste lessen geleerd?

Het succes van R2R OLED-productie door op oplossingen gebaseerde technieken hangt sterk af van de exacte eigenschappen van de betrokken materialen, vooral hun chemische stabiliteit / gevoeligheid met betrekking tot omgevingsagentia zoals water en zuurstof, die ze mogelijk kunnen verslechteren en de prestaties van de apparaten kunnen beïnvloeden.

Dit is een veel ernstiger probleem bij R2R-productie dan bij verwerking van vel tot vel, waar de volledige uitsluiting van invloeden uit de omgevingsatmosfeer veel gemakkelijker kan worden bereikt. Wanneer voldoende stabiele materiaalsystemen beschikbaar zijn, echter, het R2R-proces kan worden uitgevoerd zonder afbreuk te doen aan de kwaliteit van de uiteindelijke OLED-apparaten in vergelijking met de productie van vel tot vel.

Met welke moeilijkheden heb je te maken gehad en hoe heb je die overwonnen?

Licht emitterende lagen bestaande uit materialen met een klein molecuulgewicht zijn moeilijk te beschermen tegen daaropvolgende laagafzetting door natte processen. Met behulp van een combinatie van verknoopbare componenten en orthogonale oplosmiddelen, we hebben volledig oplossingsverwerkbare OLED's kunnen maken.

Wat zijn uw commercialiseringsplannen na afloop van het project?

SOLEDLIGHT heeft twee industriële partners – OSRAM OLED GmbH en Solvay – en het Open Innovation Centre Holst. OSRAM richt zich momenteel op OLED voor auto's, maar zet haar activiteiten voor algemene verlichting voort.

Oplossingsverwerkte OLED- en R2R-technieken worden beschouwd, voor beide toepassingsgebieden, als toekomstige alternatieven voor het gevestigde op verdamping gebaseerde proces. Sommige van de binnen SOLEDLIGHT ontwikkelde materialen en/of technologieën kunnen worden opgenomen in de OLED-pilotlijndiensten van het PI-SCALE-project, gevestigd in het Holstcentrum, die van plan is uit te groeien tot een zelfvoorzienende commerciële entiteit na een eerste periode van EU-financiering.