Flexible OLED

Eines der herausragendsten Merkmale von organischen Leuchtdioden und organischer Photovoltaik ist die minimale Dicke der verwendeten Schichten. Die aktiven Schichten mit weniger als 0,5 µm Dicke führen zu einer hohen Flexibilität. Wenn diese Schichten zusammen mit einer dünnen Metallkathode auf vorstrukturierte, flexible Substrate integriert und mit einer entsprechenden Folie verkapselt werden, können sehr dünne Solarmodule und OLED hergestellt werden, die eine sehr geringe Dicke nur abhängig vom verwendeten Substrat und der Verkapselungsfolie haben.

Bei der Verarbeitung dieser Materialien ist allerdings eine Vielzahl an Randbedingungen zu beachten:

  • Organische Solarzellen und OLED sind extrem anfällig für Feuchtigkeit. Aus diesem Grund müssen spezielle Barrierefolien verwendet werden, die eine Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) mit möglichst weniger als 10 - 5 g/m²d aufweisen.
  • Nicht nur die Substratfolien müssen die entsprechenden WVTR-Werte aufweisen. Gleiches gilt auch für die Klebstoffe, die bei der Lamination der Substrate und Verkapselungsfolie verwendet werden.
  • Die Folien und Klebstoffe müssen ebenso ein stabiles Verhalten unter Einfluss von Sonnenlicht und Wetterbeeinflussungen aufweisen. Die ist bei vielen Folien aufgrund chemischer Prozesse nicht gewährleistet, wodurch sich die Transparenz, Form, Flexibilität oder die Barriereeigenschaften im Verlauf der Zeit verändern.
  • Die abgeschiedenen organischen Schichten dürfen sich nicht bei Biegung oder Einrollen des Substrates ablösen.
  • Die Barriereschichten müssen den Herstellungsprozessen Stand halten und dürfen dabei nicht beschädigt werden.

Das Fraunhofer FEP bietet umfassende Kompetenzen und Expertise hinsichtlich der Herstellung und Bearbeitung von flexiblen Substraten mit organischer Elektronik.

Fraunhofer FEP Rolle-zu-Rolle Beschichtungsanlage

OLED von der Rolle

© Foto Fraunhofer COMEDD

Flexible OLED.

Festkörperbeleuchtungstechnologie und Dünnschicht-Photovoltaik kommen nach und nach auf die Märkte. Organische Leuchtdioden (OLED) zeigen dabei ein hohes Potenzial für neue Beleuchtungssysteme auf flexiblen Substraten.

Rolle-zu-Rolle-Prozesse ermöglichen einen hohen Durchsatz, was ein signifikanter Faktor zur Kostensenkung bei der Herstellung von organischen Bauelementen ist. Dieser Vorteil ermöglicht die weitere Durchdringung der Beleuchtungs- und Photovoltaik-Märkte. Metallfolien als Susbtrate in Kombination mit der p-i-n OLED-Technologie ermöglichen bereits jetzt direkte OLED-Abscheidung auf Metallfolien mit einem resultierenden hohen Wirkungsgrad.

Das Fraunhofer FEP verfügt über eine Rolle-zu-Rolle-Forschungslinie für Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Darüber hinaus steht zusätzliche Ausrüstung für unterschiedliche Evaluations- und Auswertungsaktivitäten zur Verfügung. Hierfür bietet das Fraunhofer FEP Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen angefangen bei Konzeptstudien bis hin zur Fertigung von Mustern von organischen Bauelementen im Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf flexiblen Substraten an.

Allgemeine Spezifikationen der Rolle-zu-Rolle-Forschungslinie:

  • 50 - 300 mm Bahnenbreite
  • Metallbahnen bis zu 500 μm Dicke
  • Polymerfolien von 50 bis 500 μm Dicke
  • Transportgeschwindigkeit zwischen 0.01 - 1 m / Minute
  • Folienschutz der Substrate
  • Geschützter Transfer zwischen den Systemen
  • Rolle-zu-Rolle-Inspektionssystem

Die Anlageninfrastruktur wurde gefördert durch den EFRE.