Illuminazione OLED più efficiente a costi contenuti
In poche parole, ciò che il consorzio LEO (Low-cost / energy Efficient Oleds for lighting) si prefiggeva di sviluppare, quando tre anni fa ha avviato il lavoro, era una tecnologia OLED ad alte prestazioni, pieghevole e a basso costo per l’illuminazione generale e le luci soffuse. Sostituendo i tradizionali substrati in vetro e polimeri nelle luci OLED d’avanguardia con substrati metallici adattabili e introducendo nuovi materiali e processi di emissione, sta effettivamente spianando la strada a una a lungo cercata tecnologia di illuminazione OLED economica. Per riuscirci, il team ha introdotto quattro importanti innovazioni. In primo luogo, ha creato lamine di metallo a basso costo contenenti anodi OLED e possibilmente sul retro circuiti di monitoraggio stampati. Se confrontati con le lastre in plastica PET, queste lamine metalliche sono meccanicamente molto più robuste e costituiscono un barriera naturale contro l’umidità. Poi hanno sviluppato architetture intelligenti per l’elettrodo superiore OLED e soluzioni di out-coupling della luce, insieme a nuove strategie a film sottile di incapsulamento superiore – aumentando così del 50 % la quantità di luce emessa e fornendo una migliore resistenza ai graffi. Il team ha anche ridotto l’impronta ambientale della tecnologia OLED utilizzando emettitori privi di metalli nobili e basati su materiali TADF (thermally activated delayed fluorescence). Infine, hanno sviluppato un tecnologia di deposizione OLED ibrida ed economica che combina processi di deposizione sotto vuoto e umida. A poco più di un mese dalla conclusione del progetto, al team resta essenzialmente l’unico compito di procedere a una valutazione completa dei costi. “Non è ancora stata completata,” dice il dott. Etienne Quesnel, esperto di scienze dei materiali presso CEA-Grenoble e coordinatore di LEO. “Possiamo comunque anticipare una riduzione dei costi finali degli OLED tramite l’utilizzo di sottili substrati di acciaio al carbonio. La strategia del nostro partner industriale consiste nello sviluppo di substrati metallici, rivolti sia al mercato del fotovoltaico che a quello degli OLED, che potrebbero aiutare a ridurre del 50 % il costo finale del substrato.” Una tale riduzione è anche prevista per l’incapsulamento del dispositivo OLED – una cosa fondamentale per garantire una lunga vita. La sostituzione dei materiali tradizionali dell’emittore con TADF, dall’altro lato, dovrebbe avere un impatto più limitato sul costo – come il nuovo processo di fabbricazione ibrido di LEO. “L’interesse effettivo in un tale approccio ibrido deve ancora essere confermato a livello industriale e in termini di prestazioni del dispositivo finale,” spiega il dott. Quesnel. Grandi piani industriali I partner industriali sono già impegnati nell’applicazione dei risultati del progetto: OSRAM, ad esempio, si sta concentrando sull’integrazione del processo sia per i sistemi ibridi che per gli OLED basati sui metalli nel settore automobilistico e in applicazioni particolari dell’illuminazione generale. ArcelorMittal sta sviluppando nuovi materiali e rivestimenti basati su tecnologie di produzione R2R, come quelle usate in LEO, per produrre lamine in acciaio avanzate per applicazioni di elettronica stampata. Cynora sta fornendo droganti TADF d’avanguardia ai maggiori produttori di pannelli nel mondo, e CEA si propone soprattutto di trasferire le sue conoscenze ai produttori di dispositivi sia OLED sia fotovoltaici. “Emergono anche applicazioni inaspettate al di là dell’illuminazione. Queste includono i pannelli OLED adattabili per l’aeronautica, nonché applicazioni di schermi e microschermi che richiedono un maggiore contrasto dell’immagine rispetto a quelli in vetro tradizionali,” fa notare il dott. Quesnel. CYNORA, un partner di LEO, ha già firmato un partenariato con alcuni dei più importanti produttori di schermi in Asia. E poiché questo successo va oltre il semplice impatto del progetto LEO, convalida a posteriori il percorso tecnologico avviato quattro anni fa dai sette membri del consorzio del progetto.
Parole chiave
LEO, OLED, illuminazione, automobilistico, LED, estrazione di luce, flessibilità, umidità, TADF, fabbricazione, aeronautica