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OLED auf Dünnglas in Kombination mit Touch

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Ultra-dünne Gläser sind biegsam, glatt und kratzfest. Im Projekt KODOS untersuchen Forscher, wie sich OLEDs auf Dünnglas mit der Rolle-zu-Rolle-Fertigung herstellen lassen.

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Opto-elektronische Systeme auf ultradünne Gläser mit der Rolle-zu-Rolle-Fertigung aufbringen. Im Rahmen eines Forschungsprojektes sollen Anwendungen für Dünnglas erforscht werden.
Opto-elektronische Systeme auf ultradünne Gläser mit der Rolle-zu-Rolle-Fertigung aufbringen. Im Rahmen eines Forschungsprojektes sollen Anwendungen für Dünnglas erforscht werden.
(Bild: FEP / Juergen Loesel)

Es ist dünner als das Display-Glas eines Smartphones oder Laptops: Die Rede ist von ausgeklügelt produzierten ultra-dünnen Gläsern. Dank Eigenschaften wie Biegsamkeit, sehr glatte Oberflächen oder Kratzfestigkeit eignen sie sich als funktionale Oberflächen in Möbeln oder Autos oder auch als Substrat für optische Systeme.

Für neue und kosteneffiziente Anwendungen hat sich jetzt ein Konsortium aus Industrie- und Forschungspartnern zusammengeschlossen. Im vom BMBF-geförderten Projekt KODOS wollen die Projektbeteiligten Grundlagen schaffen. Thomas Emde von EMDE development of light und Konsortialführer fasst zusammen: „Ziel des Vorhabens ist es, wirtschaftlich relevante Anwendungen für Dünnglas zu erforschen und zu entwickeln. So kann beispielsweise die OLED-Technik als Anzeige und Bedienelement in Kombination mit einer Touch-Funktionalität auf Basis von Dünnglas im Architektur-, Möbel-, Hausgeräte- und im Retail­Bereich eingesetzt werden.

Optimierte Prozesse

Die angestrebte Entwicklungen besteht in der Kombination aus Beschichtung, Strukturierung, Kontaktierung und Lamination, sowie aus der Entwicklung eines produktionstauglichen Übergangs von der prozessierten Rolle zum einbaufertigen Halbzeug.“ Die EMDE development of light wird im Projekt die Anforderungsdefinitionen für eine Prozessoptimierung für die Rolle-zu-Rolle- und der OLED-Fertigung erstellen.

Um wirtschaftlich produzieren zu können, ist eine Verarbeitung des Dünnglases in Rolle-zu-Rolle-PVD-Beschichtungsanlagen am sinnvollsten. Der Anlagenbauer VON ARDENNE hat im Projekt daher das Ziel, eine stabile, unterbrechungsfreie Prozessführung mit hoher Materialausbeute sicherzustellen und Qualitätskenngrößen zur Bewertung der Einsatztauglichkeit der gelieferten Dünnglas-Rollen zu entwickeln. Außerdem sollen die Beschichtungsprozesse und Komponenten mit Schichtfunktionalitäten für nachfolgende Prozesse wie Lamination, thermische Verformung, Laserschneiden) optimiert werden.

Elektroden und OLED beschichten

In enger Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP werden Konzeptlösungen für die technologisch und wirtschaftlich sinnvolle Verzahnung von Einzelschritten in der Fertigungskette (Abbildung der Prozesskette Vakuumbeschichtung - Verkapselungslamination – OLED-Kontaktierung und Vereinzelung) erarbeitet.

Die Spezialisten entwickeln im Projekt effiziente Beschichtungstechniken für Elektroden und OLED. Sie werden hierfür neue Strukturierungsebenen in die Rolle-zu-Rolle-Fertigung einbringen. An dieser Stelle verzahnen sich die Arbeiten mit dem Know-how des Projektpartners Suragus auf dem Gebiet der prozessnahen Charakterisierung essentieller elektrischer und optischer Eigenschaften. Suragus entwickelt Messtechnik für die Charakterisierung des gesamten OLED-Materialverbundes.

Lasergeschnittene Glaskanten

Biegsames Dünnglas: In einem Konsortium soll der komplette Baukasten an Funktionswerkstoffen, Halbzeugen, Werkzeugen und Techniken für die Rolle-zu-Rolle-Herstellung von optoelektronischen Systemen auf Dünnglas angeboten werden.
Biegsames Dünnglas: In einem Konsortium soll der komplette Baukasten an Funktionswerkstoffen, Halbzeugen, Werkzeugen und Techniken für die Rolle-zu-Rolle-Herstellung von optoelektronischen Systemen auf Dünnglas angeboten werden.
(Bild: Fraunhofer FEP)

Sind die optischen, dünnglasbasierten Grundelemente hergestellt, folgt der Prozessschritt der Vereinzelung fertiger OLED von der Rolle. Aktuell existieren an dieser Stelle der Prozesskette keine zuverlässigen Techniken. Um den durch die Rolle-zu-Rolle-Fertigung perspektivisch enormen Wettbewerbsvorteil nutzen zu können, muss eine Vereinzelungstechnik entwickelt werden, die OLED-Nutzen mit hoher Kantenfestigkeit und Lebensdauer ermöglicht.

Von Vorteil ist die laserbasierte Separation, die durch 4JET microtech erforscht wird. Lasergeschnittene Glaskanten können prinzipiell Festigkeiten aufweisen, die den Anforderungen der OLED entsprechen. Besonders hervorzuheben ist die Möglichkeit, praktisch beliebige Schnittkonturen und somit jegliche OLED-Formen zu erzeugen. Die spezifischen Herausforderungen der Glas-Polymer-Laminate sollen im Rahmen des Verbundprojekts untersucht und wettbewerbsfähige Fertigungstechnologien erarbeitet werden.

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