Höhere Erträge für Rolle-zu-Rolle-Verfahren für flexible Elektronik
Die Fotolithografie ist das Zugpferd für die Herstellung von Elektronikprodukten. Seit ihrer Erfindung in den 1950er Jahren führte diese Technik zu einer 400-fachen Verkleinerung der Größe von gedruckten Schaltungen. Allerdings ist die Lithographie teuer, weil sich mit ihr nur kleine Flächen prägen lassen. Und heute zieht die Elektronikindustrie flexible Substrate vor, die leichter und robuster als Siliziumsubstrate sind. Die R2R-Verarbeitung ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Herstellung von flexiblen Substratmaterialien, neuen Strukturierungstechniken und robuster Schutzverpackung. Eine der dringendsten Herausforderungen der Umsetzung von R2R für die Herstellung von organischer Elektronik stellt der Mangel an geeigneten Technologien dar, mit denen sich Defekte auf der Nanoskala erkennen und reparieren lassen. Defekte und Verunreinigungen mindern die Produktqualität und letztlich die gesamte Lebensdauer. Mit diesen Problemen befasste sich das EU-geförderte Projekt CLEAN4YIELD (Contamination and defect control for increased yield for large scale R2R production of OPV and OLED). Dieses dreijährige Projekt führte Industrie- und Forschungspartner aus Europa und Israel zusammen, um neue Technologien zu entwickeln, die für Erträge sorgen würde, die hoch genug für eine kostengünstige Herstellung wären. Die Projektpartner entwickelten Technologien zur Detektion von Partikeln mit einer Größe zwischen 100 und 300 nm in großen Rollen. Diese wurden in Prototypen umgesetzt, die an R2R-Produktionslinien der Partner getestet wurden. Darüber hinaus wurden Werkzeuge für die elektrische Fehlererkennung bei organischen Leuchtdioden (OLED) und organischer Photovoltaik (OPV) bei Standard-Prozessgeschwindigkeiten entwickelt. Außerdem wurden mehrere Reinigungstechnologien erfolgreich umgesetzt. Bei der einen werden bis zu 99% der Partikel bis runter zu einer Größe von 100 nm bei verschiedenen Substraten entfernt. Eine Reihe von Elastomeren und Klebstoffen bildet die erste Reinigungslösung, die in Vakuumsystemen verwendet werden kann. Mit dem gleichen Ziel wurden mehrere Kontaminationspräventionstechnologien an den Standorten der Partner getestet, darunter ein ein intrinsisch sauberer Film. Die Projektpartner von CLEAN4YIELD wandten einen ganzheitlichen Ansatz an, um Probleme anzugehen, die bei OLED und OPV auftreten und befassten sich mit einer Feuchtigkeitssperre auf flexiblen Substraten, die einfach auf andere Dünnschichttechnologien anwendbar sind. Verbesserte Erkennung und Reinigung werden die qualitativ hochwertige Massenproduktion von einer Vielzahl von wichtigen Produkten ermöglichen. Neue, im Rahmen von CLEAN4YIELD entwickelte Technologien werden dabei helfen, neue Marktbereiche für die europäische Instrumente- und Geräteindustrie zu öffnen. Die Verlängerung der Lebensdauer von organischen elektronischen Produkten bei gleichzeitiger Minimierung der Verschwendung von teuren Rohstoffen und damit verbundener Umweltbelastungen wird zu mehr Nachhaltigkeit führen.
Schlüsselbegriffe
Rolle-zu-Rolle, organische Elektronik, CLEAN4YIELD, OLED, organische Photovoltaik, Reinigungstechnologien
