Flexodruckverfahren

Die preiswerte und flexible OLED von der Rolle

| Autor / Redakteur: Michael Stanel * / Hendrik Härter

Strukturierungsverfahren zur Substratpassivierung

Für die partielle Passivierung der Grundelektrode wurden verschiedene Verfahren evaluiert und getestet. Photolithografische Prozesse erwiesen sich als zu aufwändig, teuer und vor allem nicht RzR-kompatibel. Bei der Passivierung mit Inkjet-Druckverfahren können fehladressierte Tropfen auf die aktiven Elemente gelangen und diese beeinträchtigen. Auch sind nur niedrigviskose Flüssigkeiten verdruckbar und Inkjetdruck ist für große Flächen unwirtschaftlich und schwer RzR-kompatibel.

Eine Prozessierung mit dem Siebdruckverfahren bewirkt, dass die Siebdruckform in Kontakt mit den aktiven Elementen kommt und diese zerkratzen und mit Partikeln belasten kann. [4] Auch beim Rakeltiefdruckverfahren kommt die Druckform in Kontakt mit den aktiven Elementen und zusätzlich wurde festgestellt, dass nicht abgerakelte Passivierungsreste die aktiven Elemente verunreinigen können.

Die genannten Passivierungsverfahren lieferten nicht die erwünschten Strukturierungsergebnisse oder sind nicht RzR-kompatibel. Im Gegensatz dazu konnte mit dem Flexodruckverfahren die Übertragung geschlossener Schichten des Passivierungsharzes mit geringer Rauheit in einem RzR-Prozess realisiert werden, ohne dass die aktiven Flächen beeinträchtigt wurden. Auf dem Feld der gedruckten Elektronik ist das Flexodruckverfahren ein vielfältig angewendeter Prozess. Dieser dient unter anderem zur Erzeugung von elektrisch leitfähigen Grid-Strukturen [5] und Antennen [6] oder zur Herstellung von OFETs [7], Solarzellen [8] und Sensoren [9].

Beim Flexodruckverfahren wird das Passivierungsmaterial mit einer Kammerrakel auf einer vollflächig rastergravierten Walze dosiert. Das Passivierungsmaterial verbleibt nur in den Vertiefungen der Rasternäpfchen, der Rest wird mit dem Rakelmesser entfernt. Die Passivierung wird auf die erhöhten Bereiche einer Flexodruckform übertragen und danach durch den Gegendruckzylinder auf das Substrat angeordnet. Da beim Flexodruckverfahren die nichtdruckenden Bereiche keinen Kontakt mit dem Substrat haben, können die aktiven Elemente nicht mechanisch beschädigt, mit Partikeln belastet oder mit Passivierung verunreinigt werden.

Die Dicke der Passivierungsschicht von ca. 1 bis 10 µm ist über das Schöpfvolumen der Näpfchen der Aniloxwalze einstellbar und es sind großflächige Bildelemente als auch feine Strukturen mit einer Auflösung von ca. 100 µm applizierbar. Das Layout der Strukturierung kann durch den Austausch der Flexodruckform schnell gewechselt werden. Mit dem Flexodruck von Passivierungsharzen ist es gelungen, ein produktives und einfach zu realisierendes Verfahren zur Substratstrukturierung zu modifizieren. In Kombination mit einer RzR-Prozessierung der organischen Halbleitermaterialien im Hochvakuum kann ein „Hybrid“-Ansatz realisiert werden, um hocheffiziente OLED-Bauelemente herzustellen. Das Fraunhofer COMEDD dankt dem BMBF für die finanzielle Unterstützung des Projektes R2flex (FKZ 13N11058).

Literatur

[1] Fahlteich, J.: Transparente Hochbarriereschichten auf flexiblen Substraten. Disserta-tion, Chemnitz 2011[2] Karnakis, D., Kearsley, A., Knowles, M.: Ultrafast Laser Patterning of OLEDs on Fle-xible Substrate for Solid-state lightning. In: JLMN-Journal of Laser Micro/Nanoengeniering Vol. 4, No. 3, Osaka 2009: 218-223[3] Kipphan, H.: Handbook of Print Media, Technologies and Production Methods. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 2001[4] Philipp, A., Hasselgruber, M., Hild, O. R., May, C.: Substratstrukturierung für organische Leuchtdioden mittels Siebdruck: Technologietag-Siebdruck, Landshut 2010[5] Yu, J.-S., Kim I., Kim, J.-S., Jo, J., Larsen-Olsen, T. T., Sondergaard, R. R., Hosel, M., Angmo, D., Jørgensen M., Krebs, F. C.: Silver front electrode grids for ITO-free all printed polymer solar cells with embedded and raised topographies, prepared by thermal imprint, flexographic and inkjet roll-to-roll processes. In: Nanoscale 4, Støvring 2012: 6032–6040[6] Siden, J., Nilsson, H.-E.: Line width limitations of flexographic-screen- and inkjet printed RFID antennas. In: Antennas and Propagation Society International Symposium, Honolulu 2007[7] Schmidt, G.: Oberflächenspannungsstrukturiertes Drucken zur Herstellung polymerelektronischer Bauelemente. Dissertation, Chemnitz 2011[8] Krebs, F.C., Fyenbo, J., Jørgensen M.: Product integration of compact roll to roll processed polymer solar cell modules: methods and manufacture using flexographic printing, slot die coating and rotary screen printing. In: Journal of Materials Chemistry 20, London 2010: 8994–9001[9] Olkkonen, J., Lehtinen, K., Erho, T.: Flexographically Printed Fluidic Structures in Paper. In: Anal. Chem. 82 (24), Urbana-Champaign 2010: 10246–10250

* Michael Stanel arbeitet in der OLED-Entwicklung beim Fraunhofer COMEDD in Dresden.

Inhalt des Artikels:

Kommentar zu diesem Artikel abgeben
Ein sehr guter und informativer Artikel.  lesen
posted am 23.05.2019 um 15:05 von Unregistriert


Mitdiskutieren
copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de/ (ID: 42627550 / LED & Optoelektronik)