13. FlexWOL
Diode electroluminiscente organice flexibile cu emisie in alb pentru iluminare
Prezentul consortiu (Institutul de Chimie Macromoleculară “Petru Poni” – ICMPP Iaşi, Universitatea “Ştefan cel Mare” – USV Suceava şi APEL LASER SRL) isi propune să lucreze în cadrul unui proiect comun, cu caracter multidisciplinar, focalizat pe un subiect de actualitate în domeniul optoelectronicii si anume diodele electroluminiscente organice cu emisie în alb (WOLED – white organic light emitting diodes). În contextul încălzirii globale, guvernele mai multor tări au luat măsuri pentru o promovare mai bună a eficientei energetice utilizând tehnologii avansate de iluminare. Astfel, Uniunea Europeană a stabilit noi cerinte referitoare la eficienta energetică pentru lămpile produse începând cu luna septembrie 2009, becurile traditionale incandescente si cele cu halogen urmând sa fie eliminate treptat de pe piată. Lămpile WOLED sunt recomandate ca fiind cea mai bună alternativă la becurile incandescente conventionale. Acesta este motivul pentru care, în ultimii ani, emitătorii cu fluorescenţă întârziată activată termic, constituiţi din molecule organice de tip donor-acceptor, au devenit extrem de atractivi, în special datorită aplicabilitătii lor în dezvoltarea dispozitivelor electroluminiscente cu consum redus de energie, cum ar fi WOLED-urile.
Scopul acestui proiect este de a obtine o configuratie WOLED care să ofere un potenţial competitiv pe piata românească si nu numai. Pentru a atinge acest obiectiv, configuratia WOLED este concepută în conformitate cu cele mai recente cercetări din domeniu si cuprinde elemente originale menite să îmbunătătească performantele WOLED-urilor comerciale. Aceasta presupune eforturi combinate în domeniile chimie, fizică şi inginerie pentru obtinerea de noi materiale, concepte de dispozitive si abordări tehnologice noi. De asemenea, se doreşte o întelegere mai profundă a proceselor de bază implicate, a factorilor determinanţi în ceea ce priveşte performanta, fiabilitatea si durabilitatea dispozitivelor.
Obiectivul general este de a reduce costurile, de a creste performanta si de a îmbunătăti gradul de configurabilitate, adaptabilitate si fiabilitate a componentelor electronice, optoelectronice si fotonice integrate. Pentru a realiza un WOLED cu performante sporite, se propune obtinerea unui nou material hibrid ca strat emisiv alcătuit din doi compuşi cu fluorescentă întârziată activată termic care emit în două culori (verde si rosu), dispersati sub formă de nanocristale într-o matrice fluorescentă care emite lumină albastră. Prin variaţia raportului molar a celor trei componente, se va obţine o emisie de lumină albă. Pentru a asigura o puritate înaltă a materialelor hibride, compusii cu masă moleculară mică vor fi obtinuţi sub formă de monocristale, în timp ce polimerii vor fi sintetizaţi prin electropolimerizare. Materialul hibrid si componentele sale vor fi confirmate din punct de vedere structural si se va studia capacitatea acestuia de a fi obtinut în strat subtire. Proprietăţile electrochimice, optice, electro-optice, mecanice si morfologice vor fi testate cu scopul de a alege materialul cel mai potrivit pentru configurarea WOLED-urilor. Vor fi selectate materiale cu o balanta optimă a proprietătilor, exemplu flexibilitate bună, emisie de lumină albă si un randament cuantic bun, iar simularea configuraţiei WOLED-urilor se va face pe baza caracteristicilor electrochimice (niveluri HOMO/ LUMO, lărgimea benzii interzise si reversibilitatea proceselor de oxidare si reducere). Rezultatele simulării procesului de emisie vor permite alegerea unei configuratii optime pentru a realiza WOLED-uri cu performante maxime. Electrozii si substratul cu caracteristici corespunzătoare vor fi obtinute în laboratoarele noastre, evitându-se astfel eventualele inadvertenţe cauzate de utilizarea produselor comerciale. Un element original al configuratiei propuse îl constituie crearea unui nou substrat cu un indice de refractie apropiat de cel al aerului, prin dispersare de cristale lichide într-o matrice polimerică.
Principalul obiectiv al proiectului FlexWOL constă în construirea unei configurații WOLED, competitivă pe piața din România și nu numai.
Proiectarea OLED-ului cuprinde 4 etape, fiecare dintre ele fiind de fapt un obiectiv independent a cărui realizare va aduce rezultate originale, după cum urmează:
Obiective
O1.Sinteza şi caracterizarea a cel puțin 3 tipuri de polimeri şi testarea lor drept straturi active pentru OLED-uri electroluminiscente cu emisie în alb; până în luna a 15-a a proiectului;
O2. Obtinerea substratului flexibil si transparent şi obținerea electrozilor (anod și catod) pe substrat flexibil și transparent, până în luna a 11-a a proiectului;
O3. Obținerea unei configuratii OLED cu o eficiență cuantică externă de minim 20 lumeni/W, până la sfârşitul proiectului;
O4. publicarea a 6 lucrări în reviste de specialitate cu factor de impact insumat mai mare de 12 si 2 cereri de brevet, până la sfârșitul proiectului.
Activitățile prevăzute în acest proiect implică:
Activitati
(i) Sinteza de noi sisteme polimerice active și dezvoltarea unor tehnologii de depunere a compușilor organici și a materialelor hibride de tip organic/organic.
(ii) optimizarea parametrilor materialului.
(iii) dezvoltarea de noi concepte de dispozitive, de exemplu dispozitive fotosensibile obținute prin combinarea unor diferite straturi organice.
(iv) investigarea suprafețelor structurate pentru controlul ansamblării nanometrice și mezoscopice ale moleculelor organice.
Conducator proiect: INSTITUTUL DE CHIMIE MACROMOLECULARA „PETRU PONI”
Director proiect: Dr. Luminita MARIN
Parteneri:
Apel Laser SRL
UNIVERSITATEA “ŞTEFAN CEL MARE” DIN SUCEAVA