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Gedruckte OLED

Mit dem Tintenstrahldruck OLEDs preiswert drucken

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Anbieter zum Thema

SIOD HIGH TECH STARTUP @TU CHEMNITZ
MES Electronic Connect GmbH & Co. KG
Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

Der Tintenstrahldruck ist günstig aber komplex

Die Druckparameter beim Tintenstrahldruck ergeben sich aus fünf Sätzen.

  • Parametersatz 1: Limitierung durch den Druckkopf (PS1),
  • durch die mechanischen Komponenten, die den Druckkopf bewegen (PS2),
  • den Umgebungsbedingungen (PS3),
  • dem Trocknungsverfahren (PS4)
  • und den physikalischen Parametern der Tinte (PS5).

Bezüglich der Parametersätze PS1, PS2, PS3 und PS4 kann man sich hauptsächlich an die Hersteller wenden, die ein breites Spektrum an Druckköpfen, wie Fujifilm Dimatix oder Konica Minolta, Steuersystemen, wie Meyer Burger mit PiXDRO, Trocknungsvarianten, wie Heizplatten von VWR, oder Gloveboxsystemen mit gewünschter Inertgasatmosphäre, wie MBraun kommerziell vertreiben. Bei den Drucktinten mit organischen Materialien (PS5) gibt es allerdings keine kommerziellen Anbieter.

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Weiterhin sind leider die meisten Parameter aus den verschiedenen Sätzen nicht entkoppelt voneinander, was zusätzlich die Komplexität erhöht um einen geeigneten Prozess zu etablieren. Dazu ein Beispiel: Man verwendet eine Tinte basierend auf einem flüchtigen Lösungsmittel wie dem Alkohol Isopropanol. Will man mit dieser Tinte nun eine große Fläche drucken, so ist darauf zu achten, dass man eine entsprechend hohe Druckgeschwindigkeit erreicht. Die hohe Flüchtigkeit des Isopropanols kann bewirken, dass an der Stelle, an der man mit dem Druck angefangen hat, die Tinte bereits anfängt zu trocknen und dadurch einen Fluss der Nassschicht in Richtung der Trocknungsstelle bewirkt.

Der Fluss der Nassschicht zieht das enthaltende organische Material mit. Das hat wiederum einen Einfluss auf die Oberflächenmorphologie der Trockenschicht, die möglichst 1 nm genau sein soll. Um dem entgegenzuwirken kann man die Druckgeschwindigkeit erhöhen. Das Ziel soll immer sein, eine immer reproduzierbare und sehr homogene Trockenschicht zu erzeugen, da die

Das Problem mit der Tinte

Aus unserer Erfahrung heraus beläuft sich die Hauptschwierigkeit auf das Zusammenstellen einer geeigneten Tinte. Sie muss neben den geforderten physikalischen Parametern, wie Oberflächenspannung, Viskosität und Verdunstungsrate, auch das gewünschte Material lösen können und darf zudem die unteren Schichten nicht lösen. Für uns ergibt sich daraus, dass man immer mit einer geeigneten Lösungsmittelkombination anfangen muss (PS5) und resultierende Abweichungen in den Schichten mit den Parametern der anderen Sätze ausgleicht.

Dabei kann man leider nicht eine beliebige Mixtur aus Lösungsmitteln nehmen, wobei man noch auf die Toxizität achten muss. Das Verhalten des verdruckten Feststoffes während des Trocknungsvorganges eines Tropfens hängt zunächst davon ab, ob das benutzte Lösungsmittel einen sogenannten Kaffeering-Effekt verursacht oder ob das Material sich in das Zentrum des gesetzten Tropfens zurückzieht. Dann spricht man von einem Marangoni-Effekt. Diese beiden Effekte spiegeln die allgemeine Ausgangslage auf Nanoebene wieder, gegen die es anzukämpfen gilt. Zu diesem Zeitpunkt bestehen die OLEDs von SIOD aus fünf gedruckten Schichten mit einer Gesamtdicke von 160 nm. Geplant ist derzeit ein Aufbau aus acht Schichten, um die Effizienz der OLEDs weiter zu steigern.

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