Gelaserte Leiterbahnen für OLEDs
Mit einer speziellen Metallisierung wollen Forscher des Fraunhofer Instituts für Lasertechnik die Fertigung von OLEDs vereinfachen. Die bislang horrend teuren OLED-Lampen könnten dadurch deutlich billiger werden.
Eine neue Technik zum Aufbringen extrem feiner Leiterbahnen auf organischen Leuchtdioden (OLEDs) haben Wissenschaftler am Fraunhofer Institut für Lasertechnik (FIL) entwickelt.
(Bild: Fraunhofer Instituts für Lasertechnik)
Die Forscher zogen dazu mit einem Laserstrahl eine feine Furche in eine transparente Schicht aus Indium-Zinn-Oxid (ITO). In diese Furche brachten sie einen Dünnfilmstreifen aus Metall (Aluminium, Kupfer oder Silber) ein und schmolzen den Metallfilm mit einem Laserstrahl. Im Ergebnis erzielten sie eine nur 40 Mikrometer breite Leiterbahn.
OLEDs werden seit einiger Zeit entweder für Displays – etwa in Smartphones – oder für Lampen genutzt. Viele Unternehmen haben sich zunächst für die Produktion der Lampenvariante entschieden, darunter auch Philips, mit dem die Fraunhofer-Forscher ihre Entwicklung aus dem Labor in die industrielle Fertigung übertragen wollen.
Eine OLED-Leuchte besteht aus einer dünnen Flächenelektrode, auf der die eigentliche Leuchtschicht sowie diverse Zwischenschichten zur Isolation aufgebracht werden. Bedeckt wird dieses Sandwich mit einer transparenten Flächenelektrode, dem ITO. Die organische Schicht wird über die Basiselektrode und das ITO mit Strom versorgt. Das Problem: Die ITO-Elektrode kann den Strom nicht gleichmäßig genug über größere Flächen verteilen, weil sie nicht ausreichend leitet. Im Ergebnis entsteht so statt eines homogen leuchtenden ein nur partiell leuchtendes Sandwich, das in der Mitte sichtbar dunkler ist.
Um das zu verhindern, bringt man zusätzliche Leiterbahnen auf der transparenten ITO-Deckschicht auf. Dies geschieht mit einem energieintensiven Aufdampfverfahren, bei dem später der größte Teil des aufgebrachten – nicht transparenten – Metalls wieder entfernt werden muss. Das kostet Zeit und vor allem Geld. Mit dem nun entwickelten Prozess können die Forscher genau so viel Metall in die gelaserten Furchen einschmelzen, wie tatsächlich benötigt wird. Die neuen Leiterbahnern sind zudem mit 40 Mikrometer Dicke deutlich schmaler als die 100 Mikrometer breiten Leiterbahnen der konventionellen Aufdampftechnik.
Die Forscher hoffen, in ein bis zwei Jahren Anlagen zur kostengünstigen Serienfertigung in großem Maßstab fertig zu haben.
(uk)
