OLEDs / Organische Elektronik
Organische Leuchtdioden (OLEDs) sind monolithische Festkörperbauelemente, die in der Regel aus einer Reihe von organischen Dünnschichten bestehen, die zwischen zwei leitenden Dünnschichtelektroden eingebettet sind. Wenn Strom an eine OLED angelegt wird, wandern unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes Ladungsträger (Löcher und Elektronen) von den Elektroden in die organischen Dünnschichten, bis sie in der Emissionszone rekombinieren und Exzitonen bilden. Diese Exzitonen oder angeregten Zustände entspannen sich nach ihrer Bildung auf ein niedrigeres Energieniveau und geben Licht (Elektrolumineszenz) und/oder unerwünschte Wärme ab.
Herstellung von OLED-Panels
Ein vollständig nutzbares OLED-Panel benötigt neben dem Substrat, das die aktiven lichtemittierenden Schichten trägt, eine Rückwand (die Elektronik) und eine Verkapselungsschicht. Letztere ist unbedingt erforderlich und kritisch, nicht nur um die nanometerdünnen OLED-Schichten vor mechanischen Beschädigungen zu schützen, sondern auch wegen der Empfindlichkeit der verwendeten Materialien gegenüber Sauerstoff und Feuchtigkeit.
Bis zur Verkapselung der OLED ist es daher unbedingt erforderlich, sie unter inerten Bedingungen mit Sauerstoff- und Feuchtigkeitswerten < 1 ppm zu verarbeiten. Mit zunehmender Substratgröße wird der Einfluss von luftgetragenen Partikeln immer kritischer. Partikel, die sich unbeabsichtigt auf den aktiven Schichten der OLED ablagern, können der Ausgangspunkt für so genannte Pinholes sein, die die Qualität des Displays beeinträchtigen und die Gesamtausbeute des Herstellungsprozesses verringern können.
In einer gut konzipierten Anlage werden die Teile des Herstellungsprozesses, in denen die OLED noch verkapselt ist, unter so genannten inerten Reinraumbedingungen durchgeführt. Solche Anlagen erreichen nicht nur Sauerstoff- und Feuchtewerte < 1 ppm, sondern auch Reinraumbedingungen von ISO 1 nach ISO 14644-1.
Derzeit werden die meisten OLED-Displays mit Hilfe von Vakuumaufdampfverfahren hergestellt, bei denen eine so genannte Schattenmaske oder FMM (Fine Metal Mask) zur Strukturierung verwendet wird. Für kleinere Substrate ist dies ein relativ einfaches Verfahren, das jedoch bei der Massenherstellung erhebliche Erfahrung in der Anlagenkonstruktion erfordert. Neben den Schwierigkeiten bei der Skalierung auf größere Substrate besteht ein weiterer Hauptnachteil dieser Technik in der Ineffizienz des Prozesses, da viel Material verschwendet wird.
Einige OLED-Materialien sind löslich, so dass sie mit Hilfe von Druckverfahren - meist durch Tintenstrahldruck - aufgebracht werden können. Derzeit werden enorme Fortschritte bei der Entwicklung und Optimierung von Tintenstrahldruckverfahren für OLED gemacht. Sollte dies gelingen, könnte die Materialausnutzung auf ein noch nie dagewesenes Niveau gesteigert und damit die Herstellungskosten erheblich gesenkt werden.
In den letzten Jahren hat die etablierte Technologie des Slot-Die-Coating (SDC) Einzug in die OLED-Materialbearbeitung gehalten. Besonders wenn große Flächen mit einer sehr homogenen Schicht beschichtet werden müssen, ist diese Beschichtungsmethode vielen anderen Beschichtungstechnologien überlegen. Bei Rolle-zu-Rolle-Prozessen (R2R), bei denen die Verarbeitungsgeschwindigkeit eine wichtige Rolle spielt, hat SDC seine Vielseitigkeit, Wiederholbarkeit und Robustheit unter Beweis gestellt, die in der Forschung und in der Fertigung wichtige Faktoren sind.
Unsere Empfehlungen für die OLED-Branche:
MB-Laminar-Flow
MBRAUN ist eines der wenigen Unternehmen, das einen Reinraumstandard der ISO-Klasse 2 und O2 und H2O <1 ppm erreicht. Wir haben die bewährten Reinraumkonzepte übernommen, die technischen Kernelemente in die Inertgas-Technologie übertragen und mit Eigenentwicklungen wie der HPL-Membran kombiniert.
OPTIvap
Die MB-OptiVap-Serie ist die aktuelle High-End-Lösung in MBRAUNs Depositionswerkzeug-Serie. Konzipiert für die Anforderungen der spezialisierten Forschung bis hin zur Pilotproduktion, finden diese Werkzeuge häufigen Einsatz in Industrielaboren und modernsten Universitäten auf der ganzen Welt.
Öfen
MBRAUN Glovebox-Systeme können optional mit Öfen zur Entwässerung oder Aushärtung empfindlicher Materialien unter kontrollierten Bedingungen ausgestattet werden.
Alle MBRAUN-Ofensysteme sind speziell für die Integration in inerte Umgebungen konzipiert und auch als Stand-Alone-Geräte erhältlich.
Hot Plates
MBRAUN Glovebox-Systeme können optional mit einer Heizplatte ausgestattet werden, entweder um Wasser und/oder Lösungsmittel von Substratoberflächen zu entfernen oder um empfindliche Materialien unter kontrollierten Bedingungen auszuhärten.
UV Press
MBRAUN hat eine Reihe von Prozesswerkzeugen entwickelt und angepasst, die es den Kunden ermöglichen, ihre Geräte vollständig zu versiegeln und aus der inerten Umgebung zu entfernen, um deren Lebensdauer oder Effizienz zu testen.
Slot Die Coating
Die Schlitzdüsenbeschichtung ist eine hochgradig skalierbare Technik für die schnelle Abscheidung dünner und gleichmäßiger Schichten mit minimalem Materialabfall und geringen Betriebskosten. Die Slot-Die-Beschichtungstechnologie wird eingesetzt, um eine Vielzahl von flüssigen Chemikalien auf Substrate aus verschiedenen Materialien wie Glas, Metall und Polymeren aufzutragen.
Spin Coating
Es gibt mehrere Optionen, von klassischen Spin-Coatern bis hin zu voll integrierten Lösungen mit Dispensern.
