Innan det kan ta över våra gator och hem, OLED -belysning måste göras mer tillgänglig. SOLEDLIGHT -projektet har utvecklat nya flerlagers OLED tack vare en ny process som lovar att öka produktionseffektiviteten med 20 procent, vilket minskar dess kostnad.

Dra nytta av PI-SCALE-projektet, vilket innebär att pilotlinjer skapas för tillverkning av flexibla OLED:er med hjälp av avrullningsmetoder för rullning, SOLEDLIGHT (Solution Processed OLEDs for Lighting) har framgångsrikt utvecklat flerlagers OLED med effekteffektivitet på 20 lm/W. Även om det ännu inte är i nivå med vakuumbehandlade ekvivalenter, de nya enheterna hoppas kunna uppnå 100 lm/W och livslängder över 15 000 timmar vid projektets slut.

Dr Henk Bolink, forskare vid universitetet i Valencia och koordinator för SOLEDLIGHT, diskuterar projektets prestationer hittills och dess potential, särskilt inom allmän belysning och fordonsapplikationer.

Hur ger ditt projekt en potentiell lösning på OLED -belysningskostnadsfrågan?

Tryckta eller belagda flerskikts OLED kombinerar fördelen med hög prestanda med avsättningsmetoder med hög kapacitet som är effektiva vid materialanvändning. Dessutom, den initiala investeringskostnaden är lägre jämfört med industristandard vakuumavsättningsprocesser.

Vad sägs om effektiviteten och livslängden för dina OLED:er? Hur jämför de sig med alternativ?

SOLEDLIGHT-lösningen som bearbetas OLED är ännu inte i nivå med de vakuumbehandlade ekvivalenterna. De första helt lösningsbehandlade OLED-enheterna som består av fem aktiva lager har framgångsrikt förberetts och uppnått 20 lm/W.

Kan du berätta mer om detaljerna i din teknik och produktionsprocesser?

Vår strategi för helt lösningsbearbetningsbara OLED är baserad på en dubbel strategi av tvärbindningsbara lager och ortogonala lösningsmedel. Roll-to-roll (R2R) beläggningslinjen som vi använde, finns på Holst Center for R&D, består av två beläggningsstationer inuti ett kompakt renrum. Den innehåller två stängda torkugnar, en på 20 m och en på 10 m, för luft eller inert atmosfär, ligger utanför renrummet. De två bestrykarna och torktumlarna är sammankopplade i en linje, med ett unikt webtransportsystem som tillåter substrathantering utan att någonsin vidröra den känsliga ytan där beläggningen appliceras.

Varför valde du specifikt denna produktionslinje?

Ett mål med SOLEDLIGHT-projektet var att demonstrera hög genomströmning, storproduktion av OLED med lösningsbaserad teknik. R2R-beläggningslinjen som utvecklats inom PI-SCALE-projektet vid Holst Center är unik i Europa för sin förmåga att deponera funktionella OLED-bläck över stora områden med höga hastigheter.

Ekonomiska analyser har visat att massproduktion av OLED-belysningselement till kommersiellt konkurrenskraftiga kostnader kräver lösningsbehandling, eftersom vakuumavsättning beräknas bli alldeles för dyrt (observera dock att situationen är annorlunda för displayapplikationer). R2R -linjen passar därför utmärkt för behoven i vårt projekt.

Var togs de viktigaste lärdomarna?

Framgången för R2R OLED-produktion med lösningsbaserade tekniker beror mycket på de exakta egenskaperna hos de inblandade materialen, särskilt deras kemiska stabilitet / känslighet för miljömedel som vatten och syre, som potentiellt kan försämra dem och påverka enheternas prestanda.

Detta är ett mycket allvarligare problem vid R2R-tillverkning än vid behandling av ark mot ark, där fullständig uteslutning av influenser från den omgivande atmosfären mycket lättare kan uppnås. När tillräckligt stabila materialsystem finns tillgängliga, dock, R2R-processen kan utföras utan att kompromissa med kvaliteten på de sista OLED-enheterna jämfört med ark-till-ark-produktion.

Vilka svårigheter mötte du och hur övervann du dem?

Ljusemitterande lager bestående av material med liten molekylvikt är svåra att skydda mot efterföljande skiktavsättning från våta processer. Med hjälp av en kombination av tvärbindbara komponenter och ortogonala lösningsmedel, vi har kunnat förbereda helt lösningsbearbetbara OLED:er.

Vilka är dina kommersialiseringsplaner efter projektets slut?

SOLEDLIGHT har två industriella partners - OSRAM OLED GmbH och Solvay - samt Open Innovation Center Holst. OSRAM fokuserar för närvarande på OLED för fordon, men fortsätter sin verksamhet för allmän belysning.

Lösningsbearbetade OLED- och R2R -tekniker betraktas, för båda tillämpningsområdena, som framtida alternativ till den etablerade avdunstningsbaserade processen. Några av de material och/eller tekniker som utvecklats inom SOLEDLIGHT kan införlivas med OLED-pilotlinjetjänsterna i PI-SCALE-projektet, ligger vid Holst Center, som har för avsikt att växa till en självhållbar kommersiell enhet efter en första period av EU-finansiering.