GE Global Research, laboratoire central de recherche de General Electric (GE), et GE Consumer & Industrial annoncent avoir fait la démonstration, avec succès et en première mondiale, de composants d’éclairage à diodes luminescentes organiques (OLED « Organic Light Emitting Diodes »), fabriqués sur rotatives (système « Roll to Roll »). Cette démonstration représente un grand pas en avant vers une baisse considérable du coût des produits OLED et d’autres composants électroniques organiques à hautes performances.

Composées d’un matériau organique mince, pris en sandwich entre deux électrodes et qui s’allume lorsqu’une charge électrique lui est appliquée, les diodes OLED représentent la prochaine évolution dans le domaine de l’éclairage. De par leurs larges applications, elles sont appelées à révolutionner l’éclairage dans les foyers et les entreprises. De plus, elles permettront potentiellement d’améliorer nettement l’efficacité et la performance environnementales, tout en assurant une qualité d’éclairage identique à celle des produits traditionnels aujourd’hui disponibles sur le marché, et ce avec une consommation électrique moindre.

« Les chercheurs rêvent depuis longtemps de fabriquer des OLED sur des rotatives, à la manière des journaux« , souligne Anil Duggal, directeur du programme de technologies avancées sur les composants électroniques organiques de GE. « Nous venons de démontrer que cela est possible. Les applications commerciales dans le domaine de l’éclairage exigent de faibles coûts de fabrication, et cette démonstration représente pour nous un grand pas vers le développement de composants d’éclairage OLED économiques« . « Au-delà des OLED, cette technologie pourrait plus généralement s’appliquer à la fabrication d’autres composants électroniques organiques, notamment photovoltaïques, pour la conversion de l’énergie solaire, les capteurs et les écrans enroulables« , ajoute Anil Duggal.

4 ans de travail

« Les entreprises, les architectes, les éclairagistes et tous ceux qui souhaitent repousser de plus en plus les limites en matière d’éclairage économe en énergie – et élargir nettement les possibilités d’applications – voient aujourd’hui se profiler à l’horizon des solutions d’éclairage OLED viables sur le plan commercial« , commente Michael Petras, Vice-Président Distribution électrique et éclairage de GE Consumer & Industrial. « Il nous reste encore du pain sur la planche avant que nous puissions proposer à nos clients des solutions OLED de qualité GE, mais il est désormais plus facile d’envisager que la technologie OLED devienne une autre offre GE à haute efficacité, aux côtés des LED, tubes fluorescents, halogènes ou lampes à incandescence HE« .

La démonstration de la fabrication sur rotatives de composants d’éclairage OLED à faibles coûts représente l’aboutissement de quatre années de collaboration sur des travaux de recherche correspondant à un budget de 13 millions de dollars, entre GE Global Research, Energy Conversion Devices, Inc. (ENER) et l’Institut national des standards et technologies (NIST) du Ministère américain du Commerce. Cette coopération avait pour but de faire la démonstration d’un système qui soit économique, pour la production en masse de produits électroniques organiques, tels que des écrans en papier électronique souple, des écrans TV portables de la taille d’une affiche, des photopiles et des composants d’éclairage à haute efficacité.

« Une étape majeure »

Nancy Bacon, Vice-Présidente Senior d’Energy Conversion Devices (ECD), déclare : « Ce programme marque une étape majeure vers la fabrication en grands volumes, sur rotatives, d’OLED et d’autres semi-conducteurs organiques. Son succès témoigne de l’efficacité du modèle de programme en technologies avancées du NIST et de nos 20 ans de recherche pionnière dans la technologie Roll to Roll. Nous utilisons actuellement celle-ci pour produire en masse nos laminés solaires souples, durables et légers, de marque UNI-SOLAR. ECD se réjouit de poursuivre sa collaboration avec GE et du développement de cette technologie en vue d’une future commercialisation« .

Les chercheurs de GE ont fourni la technologie électronique organique et étaient chargés de développer les procédés Roll to Roll, tandis qu’ECD a apporté ses compétences hors pair dans la réalisation de rotatives destinées à la production des composants OLED. La machine utilisée sert aujourd’hui à la poursuite des travaux de recherche en fabrication au Global Research Center de GE à Niskayuna.

Le développement de ce procédé économique de fabrication sur rotatives peut potentiellement éliminer les obstacles actuels à la fabrication, qui freinent une adoption plus large des technologies électroniques organiques hautes performances, telles que l’éclairage OLED. Les technologies et équipements commerciaux spécifiques, nécessaires à la réalisation de produits électroniques organiques hautement performants, n’existent pas pour l’instant. Les rares produits électroniques organiques aujourd’hui disponibles sur le marché sont fabriqués par lots, au moyen de procédés plus classiques et relativement coûteux. Une infrastructure de rotatives, autorisant la production de composants performants et économiques, favorisera la généralisation des produits électroniques organiques.

Programme de recherche OLED de GE

Dans le cadre de son initiative « Ecomagination« , GE a réalisé des investissements substantiels dans des recherches OLED, qui ont abouti à des records mondiaux en termes de taille et d’efficacité des composants d’éclairage. En 2004, les chercheurs sont parvenus à faire la démonstration d’un système OLED entièrement fonctionnel, sur une dalle de 24 x 24 pouces (61 x 61 cm), produisant une luminosité de 1200 lumens avec une efficacité équivalent à celle des ampoules à incandescence actuelles. Il s’agissait de la première démonstration de la possibilité d’utiliser la technologie OLED dans des applications d’éclairage. Depuis lors, GE a plus que doublé le degré d’efficacité des composants OLE, en employant des architectures pouvant être reproduites à moindre coût sur de grandes surfaces.

Les efforts visant à accroître l’efficacité et les performances de l’éclairage OLED ont coïncidé avec le développement d’un procédé économique, faisant appel à des rotatives pour la fabrication de ces composants. L’objectif ultime du programme de recherche de GE consiste à commercialiser des produits d’éclairage OLED d’ici à 2010.