Pomimo 10 lat porażek odnieśli sukces na skalę światową. Są przykładem prawdziwej przyjaźni mimo przeciwnościom losu. Ich patent może niezwykle przyspieszyć rozwój naszej cywilizacji oraz być jednym z czynników zapobiegawczych nadchodzącej katastrofy klimatycznej, a wszystko narodziło się w ich głowach już w dzieciństwie. Poznajcie Marcina Ratajczaka i Patryka Borkowskiego – Polaków, którzy stworzyli na emigracji nową technologię produkcji tanich ekranów OLED.
Człowiek od tysięcy lat zafascynowany jest światłem. Jego obecność dawała nam poczucie bezpieczeństwa, pozwalała na wydłużenie pracy nocą lub przynosiła radość podczas pokazów sztucznych ogni. Przez cały czas próbujemy wynajdywać coraz to nowsze zastosowania oraz źródła które mogą emitować światło. Jednym z takich źródeł jest, dużo starsza niż się niektórym wydaje, bo wynaleziona w 1987 roku, technologia OLED (ang. Organic Light Emitting Diode). Do emisji światła wykorzystuje ona związki organiczne na bazie węgla, przez które przepływa prąd.1 Budowę takiej diody można porównać do kanapki. Podstawą jest podłoże w postaci przezroczystej, bardzo cienkiej i wytrzymałej folii lub szkła na którą nanosi się warstwę zwaną anodą. Kolejnymi warstwami są wspomniane związki organiczne emitujące światło, a na sam koniec pokrywa się je warstwą refleksyjną z metalu pełniącego również funkcję katody2, oraz warstwą uszczelniającą. W porównaniu do technologii LCD, diody OLED dzięki właściwościom emisyjnym nie posiadają podświetlenia oraz filtrowania co zapewnia lepszy kontrast oraz kąty widzenia a także tworzenia światła w dowolnym kształcie. W konsekwencji mogą być umieszczane na elastycznych i przezroczystych podłożach dając tym samym niezliczone możliwości zastosowania.3
Rodziny Marcina i Patryka pod koniec lat 80-tych wyemigrowały do Berlina, gdzie szukały lepszego życia. Panowie poznali się w szkole, jednak na początku nie spędzali ze sobą zbyt wiele czasu. Od najmłodszych lat zmagali się z rożnymi problemami jak prześladowaniem związanym z ich narodowością. Trudne dzieciństwo w dzielnicach zamieszkanych przede wszystkim przez obcokrajowców lub margines społeczeństwa nauczyło niezwykłej pokory do życia, przez co nabrali przeświadczenia, że do wszystkiego co chcą osiągnąć muszą wkładać dwa razy więcej wysiłku. Pewnego razu Marcin jako dziecko, siedząc w deszczowy dzień przed telewizorem przewracał strony w katalogu bawiąc się w „co mógłby sobie z niego kupić gdy już będzie dorosły”. Nagle wpadł na pomysł, że gdyby zrobić ten katalog cienki jak papier ze zintegrowanym ekranem, wtedy można by ocalić istnienie setek milionów drzew. Tak narodziła się idea stworzenia w przyszłości, cienkich jak kartka papieru, ekranów OLED.
Innowacyjność ich metody produkcji diod monochromatycznych oraz ekranów OLED polega na sposobie nanoszenia elektroluminescencyjnych związków organicznych które sami stworzyli od podstaw. Co brzmi prosto tylko w teorii ponieważ wymaga uwzględnienia wielu innych czynników, jak na przykład opracowanie konceptu i stworzenie urządzenia wielowarstwowego, którego materiały w ogóle da się drukować, samych tuszy do druku oraz procesu jak to drukować. Dotychczas znane procesy wytwarzania wymagały bardzo dużego nakładu czasu, pracy i pieniędzy, gdyż dla każdego ekranu i diody OLED należało przygotować specjalne bardzo precyzyjne maski (ang. shadow mask), które oprócz wyznaczonych miejsc na substancję organiczną nadawała całemu elementowi rozmiar i kształt. Następnie należało wytworzyć specjalne sterylne warunki oraz wysoką próżnię, by poprzez napawanie czynnika elektroluminescencyjnego nanieść jego cienką warstwę rzędu kilku nanometrów na ówcześnie przygotowaną folię. Standardowo opracowanie wytworzenia produktu o określonym kształcie i rozmiarze trwa ponad dziewięć miesięcy, a koszt wdrożenia inwestycji mierzy się w milionach euro, co automatycznie wyklucza tanią produkcję jednostkową.
Opracowana przez Polaków i ich zespół badawczy metoda polega na wykorzystaniu dwuwymiarowego druku atramentowego podobnego do tego z tradycyjnych drukarek atramentowych używanych w domu lub biurze. Początkowo nakładają dwie warstwy tak, by wahania grubości mieściły się w przedziale od 2 nm. Każda z nich musi po naniesieniu przejść proces schnięcia, po czym nakładane są kolejne. Na samym końcu umieszczana jest warstwa metalu który pełni funkcję refleksyjną. Ich autorski OLED składa się z wielu warstw osiągając całkowitą grubość na poziomie paruset nanometrów. Inżynierowie z INURU nowatorską metodą druku rozwiązali problem dostosowania zmiany kształtu i prędkości elementów w krótkim czasie. Przy odpowiedniej automatyzacji procesu z fabryki jest w stanie wyjeżdżać jeden OLED na pół sekundy, a prędkość głowicy podczas druku może wynieść aż 100 mm na sekundę! Dzięki temu cały proces przygotowania i opracowania zamówienia są w stanie skrócić do jednego dnia, a koszt zmiany rozmiaru i kształtu jest zerowy. Wynik jest tym bardziej imponujący, gdyż większość maszyn produkcyjnych jakimi dysponują są z odzysku lub stworzone przez nich samych co pozwoliło im zaoszczędzić kilkanaście milionów euro.
Obecnie największym wyzwaniem z jakim zmagają się badacze to żywotność ich produktów. Ekrany i diody OLED tworzone tradycyjnymi metodami, dostępne obecnie na rynku osiągają żywotność mniej więcej 30 000 godzin, co w przeliczeniu daje około 3-4 lat ciągłego świecenia.5 Natomiast ich rozwiązania są w stanie wytrzymać ok. 2 000 godzin. Spowodowane jest to chropowatością warstw wykonanych za pomocą druku, która powoduje pewnego rodzaju szwankowania przez co OLED „spala się” szybciej. Jeszcze rok temu żywotność ich OLEDów wynosiła od 5 do 10 godzin, co pokazuje jak szybkim tempie się rozwijają. Pomimo krótkiego czasu efektywnego działania całkowicie nie zmienia faktu to, że zastosowania do jakich zaprojektowano i stworzono tę technologię to przede wszystkim opakowania wielokrotnego użytku. Poprzez wykonanie ich z wykorzystaniem takich ekranów OLED można by, nie tylko uniknąć marnotrawstwa papieru, ale także zapobiec nieszczęśliwym wypadkom spożycia przeterminowanych pokarmów czy leków. Ponad to, ich produkty są proekologiczne w związku z wykorzystywaniem nowoczesnych baterii bez zawartości ciężkich jonów oraz tym, że opatentowane przez nich elektroluminescencyjne, organiczne tusze nie są szkodliwe dla środowiska.
Spółka pracuje obecnie na skalowalności swojej technologii wdrażając krok po kroku masową produkcję około 50 mln. monochromatycznych OLEDów rocznie. Kolejnym elementem jest próba miniaturyzacji elektroniki potrzebnej do zasilania i sterowania ich ekranami. Pozwoli to na stworzenie monochromatycznych ekranów które można będzie wykorzystywać w odzieży, zastosowaniach medycznych, konsumenckich oraz opakowaniach.
Historia Marcina i Patryka jest kolejnym przykładem pokazującym jak determinacja i upór w dążeniu do celu potrafi zaowocować piękną, innowacyjną technologią. Tym bardziej cieszy fakt, że mimo wielu porażek potrafili się podnieść i próbować do skutku. Mimo tego, że obaj Panowie żyją i pracują w Berlinie, to nigdy nie wyrzekli się swojej polskości przez którą w dzieciństwie byli prześladowani. Powinniśmy się cieszyć i doceniać takich ludzi, dzięki którym nasz świat staje się piękniejszy i czystszy a przede wszystkim nasza szara rzeczywistość staje się bardziej kolorowa.
[1] https://www.orientdisplay.com/pl/knowledge-base/oled-basics/oled-history/
[2] https://www.komputerswiat.pl/artykuly/redakcyjne/oled-technologia-w-pigulce/r13lm4j
[4] https://conowego.pl/tech/inuru-swiatlem-drukowana-polska-rewolucja-w-technologii-137981
