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Fraunhofer-Inst. für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

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Flexible und biegbare OLED-Lichtquellen

Die so erreichten Wasserdampfdurchlässigkeiten sind aber immer noch nicht ausreichend, um langlebige organische Bauelemente herstellen zu können. Ebenso spielt nicht nur die Wasserdampfdurchlässigkeit durch die beschichtete Kunststofffolie eine entscheidende Rolle. Hinzu kommen die Verarbeitbarkeit des Systems, das Zusammenwirken zwischen der Verkapselungsfolie und dem OLED-Bauelement, die mechanische Robustheit und die optischen Eigenschaften des Gesamtsystems. Alle tragen dazu bei, flexible und biegbare OLED-Lichtquellen herzustellen.

Flexodruckverfahren

Die preiswerte und flexible OLED von der Rolle

Das Dresdner Cluster FLEET (Flexible Electronics Encapsulation Technologies) hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Technologien zur Verkapselung flexibler organischer Leuchtdioden und anderer organischer Bauelemente weiterzuentwickeln und zu optimieren. Das Cluster basiert auf der Zusammenarbeit von vier Dresdner Partnern: dem Fraunhofer FEP mit dem COMEDD (Center for Organic Materials and Electronic Devices Dresden), dem Fraunhofer IWS, der Firma SEMPA Systems sowie dem Institut für angewandte Photophysik IAPP der Technischen Universität Dresden.

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Das Fraunhofer FEP konzentriert sich dabei auf Verfahren zur Herstellung von Funktionsfolien mit Barriereschichtsystemen mit einer ausreichend niedrigen Wasserdampfdurchlässigkeit sowie mit einer transparenten elektrisch leitfähigen Schicht, die als Kathode für das OLED-Bauelement erforderlich ist. Der Fokus von COMEDD liegt auf der Fertigung der OLED-Bauelemente sowohl in einem Sheet-to-Sheet-Verfahren für starre Substrate und Folienstücken als auch in einem Rolle-zu-Rolle Verfahren für die Herstellung großflächiger OLED auf Kunststoffsubstraten.

Wissenschaftliche Unterstützung und Grundlagenuntersuchungen bringt das IAPP der Technischen Universität Dresden in das Cluster ein, während es dem Fraunhofer IWS in Zusammenarbeit mit der Firma SEMPA Systems gelungen ist, mit dem HiBarSens das weltweit erste kommerziell verfügbare kompakte Messgerät für Wasserdampfdurchlässigkeiten von 10 g/(m²d) bis 10^-6 g/(m²d) mit einer großen Messfläche zu entwickeln (siehe Bild 2).

OLED zur Flächenbeleuchtung

Fraunhofer COMEDD entwickelt farbsteuerbare OLED

Die physikalischen Prozesse in der OLED

Gemeinsam konnte das Cluster FLEETdie Rolle-zu-Rolle-Herstellung einer funktionierenden flexiblen OLED mit mehreren Metern Länge und einer Breite von 30 Zentimetern auf einer flexiblen Barrierefolie demonstrieren (Bild Flexible Elektronik). Als Substrat wurde dafür die oben beschriebene Barrierefolie verwendet und mit einem transparenten elektrisch leitfähigen Material veredelt.

Nach Abscheidung der OLED-Schichten in einer Rolle-zu-Rolle-Anlage (Bild 3) wurde eine weitere Barrierefolie als Verkapselung auf die OLED aufgeklebt. Die so hergestellten OLED-Module zeigen nicht nur die Machbarkeit der Rolle-zu-Rolle-Herstellung flexibler Flächenleuchten. Sie helfen den Wissenschaftlern und Ingenieuren des Clusters, die physikalischen Prozesse in der OLED, ihre Alterung und die Einflussgrößen auf die Leuchtkraft und Lebensdauer zu verstehen und die Systeme innerhalb der nächsten Jahre zur Anwendungsreife weiterzuentwickeln.

Die Arbeiten wurden und werden im Rahmen verschiedener Verbundprojekte (u. A. R2Flex: 13N11058, R2D2: FKN 13N11059 sowie Flex25: 03V0224) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie der Europäischen Union (Projekte: TREASORES und SMARTONICS) gefördert.

* Dr. John Fahlteich arbeitet beim Fraunhofer FEP in Dresden als Projektleiter im Bereich Verkapselung flexibler, organischer Elektronik.

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