El proyecto SOLEDLIGHT (Solution Processed OLEDs for Lighting) aprovechó los frutos del proyecto PI-SCALE (en el que se crearon cadenas piloto de producción de OLED flexibles mediante métodos de deposición R2R) para crear OLED multicapa con eficiencias de 20 lm/W. Aunque aún no están a la altura de los procesados en vacío, para cuando finalice el proyecto, los nuevos dispositivos podrían alcanzar 100 lm/W y durar más de quince mil horas.
El Dr. Henk Bolink, investigador de la Universidad de Valencia y coordinador de SOLEDLIGHT, habla sobre los logros del proyecto y su potencial, sobre todo en materia de iluminación general y aplicaciones de automoción.
¿Qué propuestas ofrece su proyecto para el problema del coste de la iluminación OLED?
Los OLED multicapa recubiertos o impresos combinan altas prestaciones con métodos de deposición de alto rendimiento que permiten aprovechar en gran medida las materias primas. Además, los costes iniciales de inversión son menores en comparación con los procesos de deposición en vacío estándares.
¿Qué eficiencia y duración presentan sus OLED? ¿Y en comparación con las alternativas?
Los OLED procesados en solución de SOLEDLIGHT aún no pueden equipararse con sus equivalentes procesados en vacío. Hemos empezado por preparar OLED completamente procesados en solución compuestos de cinco capas activas que ofrecen 20 lm/W.
¿Podría describir con mayor detalle su tecnología y los procesos de producción?
Nuestro método para lograr OLED completamente procesables en solución es doble y cuenta con capas entrelazables y disolventes ortogonales. La cadena de recubrimiento roll-to-roll (R2R) utilizada, disponible en el Centro Holst de I+D, cuenta con dos puestos de recubrimiento en el interior de una habitación limpia compacta. Posee dos hornos de secado cerrados, uno de diez metros y otro de veinte, para atmósferas inertes o de aire, ubicados en el exterior de la habitación limpia. Los dos recubridores y las secadoras se encuentran en la misma cadena y emplean un sistema de transporte web singular que permite gestionar los sustratos sin llegar a tocar la superficie sensible cuando se aplica el recubrimiento.
¿Por qué se decantaron por esta cadena de producción en concreto?
Un objetivo del proyecto SOLEDLIGHT fue demostrar una producción de OLED de alto rendimiento y gran superficie mediante tecnologías basadas en solución. La línea de recubrimiento R2R desarrollada en el proyecto PI-SCALE en el Centro Holst es única en toda Europa y permite depositar enlaces OLED funcionales en grandes superficies a gran velocidad.
Los análisis económicos mostraron que para producir en cadena elementos de iluminación OLED a precios competitivos es necesario utilizar un procesamiento en solución, ya que la deposición en vacío se encarecerá sobremanera (una situación muy distinta a las aplicaciones de pantallas). La cadena R2R es idónea para las necesidades de nuestro proyecto.
¿Cuáles son las principales lecciones extraídas del proyecto?
El éxito de la producción OLED R2R mediante técnicas basadas en solución depende mucho de las propiedades concretas de los materiales utilizados, en concreto, su estabilidad química y su sensibilidad a agentes del entorno como el agua y el oxígeno, los cuales son capaces de degradarlos y perjudicar el rendimiento de los dispositivos.
Esto es mucho más problemático en la fabricación R2R que en el procesamiento capa a capa, en la que es mucho más fácil lograr un aislamiento completo del medio circundante. Pero cuando se dispone de sistemas de materiales suficientemente estables, los procesos R2R pueden ejecutarse sin perjuicio de la calidad de los dispositivos OLED finales en comparación con la producción capa a capa.
¿A qué dificultades se enfrentaron y cómo se resolvieron?
Resulta complicado proteger las capas emisoras de luz compuestas por materiales de poco peso molecular de la deposición de capas posteriores mediante procesos húmedos. Pudimos preparar OLED completamente procesables en solución mediante una combinación de componentes entrelazables y disolventes ortogonales.
¿Cuáles son sus planes de comercialización para después del proyecto?
SOLEDLIGHT cuenta con dos socios industriales, OSRAM OLED GmbH y Solvay, así como con el Centro Holst de Innovación Abierta. OSRAM trabaja en OLED para el sector de la automoción sin dejar de lado la iluminación general.
Los OLED procesados en solución y las técnicas R2R se consideran en ambas aplicaciones como alternativas de futuro a los procesos basados en evaporación vigentes hoy en día. Algunos de los materiales y tecnologías desarrolladas en SOLEDLIGHT podrían incorporarse a la cadena piloto de OLED del proyecto PI-SCALE, situada en el Centro Holst, la cual se espera convertir en una entidad comercial autosostenible tras un primer periodo inicial de financiación europea.
SOLEDLIGHT
Página web del proyecto en CORDIS
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