Elektronenstrahltechnik

Mikrostrukturierung bei der OLED verbessert ihre Auflösung

| Redakteur: Hendrik Härter

Wissenschaftler des Fraunhofer FEP haben einen Ansatz entwickelt, bei dem die Emissionsfläche einer OLED hochauflösend strukturiert werden kann. Die patentierte Technik ermöglicht es, eine OLED erst hochproduktiv vorzufertigen und nach der Verkapselung der sensiblen, organischen Schichten mit dem Elektronenstrahl beliebige Strukturen oder Bilder zu erzeugen.
Wissenschaftler des Fraunhofer FEP haben einen Ansatz entwickelt, bei dem die Emissionsfläche einer OLED hochauflösend strukturiert werden kann. Die patentierte Technik ermöglicht es, eine OLED erst hochproduktiv vorzufertigen und nach der Verkapselung der sensiblen, organischen Schichten mit dem Elektronenstrahl beliebige Strukturen oder Bilder zu erzeugen. (Bild: Fraunhofer FEP)

Für mobile Elektroniken und Displays spielen OLED eine entscheidende Rolle. Ziel der Wissenschaflter ist es, bei steigender Auflösung die OLED weiter zu miniaturisieren.

Das Fraunhofer FEP hat seit vielen Jahren Erfahrung auf dem Gebiet der Verarbeitung organischer Halbleiter-Materialien. So werden dort von den Wissenschaftlern auf organischen Halbleitern basierende organische Leuchtdioden (OLED) und OLED-Mikrodisplays entwickelt.

Derzeit werden besonders Wirkungsweise und Anwendungsmöglichkeiten der Elektronenstrahltechnologie – einer weiteren Kernkompetenz des Fraunhofer FEP – im Gebiet der organischen Elektronik erforscht. OLED haben aufgrund ihrer optischen und elektronischen Eigenschaften ein breites Anwendungsspektrum für die mobile Elektronik und Displays. Für den Einsatz in Geräten der virtuellen Realität sind beispielsweise besonders kleine OLED-Mikrodisplays mit hoher Pixeldichte notwendig.

Die Forscher arbeiten bereits daran, sie bei gleichzeitig hoher Auflösung weiter zu miniaturisieren. Dabei kommt der Strukturierung der organischen Schichten in den OLED eine tragende Rolle zuteil, da konventionelle Methoden wie die Photolithographie bei organischen Halbleiter-Materialien nicht anwendbar sind.

Emissionsfläche hochauflösend strukturiert

Wissenschaftler des Fraunhofer FEP haben einen völlig neuen Ansatz entwickelt, bei dem die Emissionsfläche einer OLED hochauflösend strukturiert werden kann. Die patentierte Technik ermöglicht es, eine OLED erst hochproduktiv vorzufertigen und nach der Verkapselung der sensiblen, organischen Schichten mit dem Elektronenstrahl beliebige Strukturen oder Bilder zu erzeugen.

Die Energie der Elektronen bestimmt ihre Eindringtiefe in den vorliegenden Schichtstapel. Durch eine geeignete Wahl der Prozessparameter kann so die Verkapselung vom Elektronenstrahl durchdrungen und damit die Leuchteigenschaften der darunterliegenden organischen Schichten verändert werden, ohne die Verkapselung selbst zu zerstören. Je nach Anwendung ist es möglich, einzelne Schichten direkt zu bearbeiten.

Auflösung von 12.700 dpi

Bei einer Schreibzeit von weniger als zwei Minuten konnte bereits eine Auflösung von 12.700 dpi erreicht werden, was einem Abstand der Bildpunkte von 2 µm entspricht. Die Strukturierung der OLED erfolgte mit einem Elektronenstrahllithographiesystem der Firma Raith, einem Hersteller von Nanofabrikationssystemen.

Das Verfahren ist flexibel einsetzbar – egal, ob die OLED auf einem starren Träger oder auf Folie aufgebracht ist, in welcher Farbe sie leuchtet und ob das Substrat optisch opak, durchscheinend oder transparent ist. Auch die Größe des Substrats ist universal und kann der entsprechenden Anwendung angepasst werden. Die Erweiterung auf vollfarbige Strukturierung ist in Planung. Die Wissenschaftler des Fraunhofer FEP stehen nun bereit, diese neue Technologie gemeinsam mit Industriepartnern in die Praxis zu überführen.

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