Neues Verfahren für Herstellung von OLEDs

Organische Leuchtdioden (Organic Light Emitting Diode, OLED) gelten als die Leuchtquellen der Zukunft. Sie entwickeln eine hohe Leuchtkraft bei geringer Leistungsaufnahme. Bisher ist die Herstellung der OLEDs jedoch noch relativ aufwendig. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) hat im Auftrag von Philips ein neues Verfahren entwickelt, mit dem die Leuchtdioden günstiger produziert werden können.

Nicht zu breit

Die Dioden bestehen aus mehreren organischen Schichten, auf die Leiterbahnen aufgebracht werden, die die OLEDs mit Strom versorgen. Dabei spielt die Größe der Leiterbahnen eine wichtige Rolle: Diese müssen die gesamte Fläche der OLEDs mit Strom versorgen. Sind sie aber zu breit, beeinträchtigen sie die Leuchtkraft.

Bislang werden die Leiterbahnen in einem subtraktiven Verfahren aufgebracht. Das bedeutet, dass das Metall als atomare Schicht in einer Vakuumkammer auf die ganze Fläche der OLED aufgestäubt wird. Anschließend wird das überflüssige Material weggeätzt. Das ist ressourcenintensiv, da bis zu 90 Prozent des Metalls wieder entfernt werden müssen. Die Säure, mit der das Metall entfernt wird, ist zudem umweltschädlich und muss fachgerecht entsorgt werden.

Das vom Fraunhofer ILT entwickelte Verfahren ist deutlich materialschonender. Es sieht vor, dass den OLEDs eine Folie aufgelegt wird, die als Maske für die Leiterbahnen dient. Darauf wird eine weitere Folie aus dem Metall gelegt, aus dem die Leiterbahnen bestehen werden. Der Aufbau wird fixiert und anschließend mit einem Laser abgetastet. Der Laser erhitzt das Metall, bis es schmilzt. Durch die Aussparungen in der Maske gelangt das Metall auf die OLED-Fläche, erkaltet und bildet die Leiterbahnen.

Mehr Flexibilität, weniger Aufwand

Dieses Verfahren habe mehrere Vorteile gegenüber dem bisherigen, erklärt Christian Vedder, Projektleiter am Fraunhofer ILT. So gebe es keinen Materialverlust, da das nicht genutzte Metall wiederverwendet werden könne. Außerdem könne dieses Herstellungsverfahren in der Umgebungsatmosphäre stattfinden und brauche deshalb keine Vakuumkammer. Weiterer Vorteil sei, dass der Einsatz der Maske viel Spielraum bei der Gestaltung ermögliche.

Für Philips steht der wirtschaftliche Aspekt im Vordergrund. Vor allem der hohe Materialnutzungsgrad und das Wegfallen von Strukturierungsprozessen mache das Verfahren für das Unternehmen attraktiv, sagte Holger Schwab, zuständiger Projektleiter bei Philips, und resümierte: "Mit Hilfe dieses Prozesses können die Herstellungskosten für OLEDs in erheblichem Maße reduziert werden." (wp)