Funktionsmaterialien und Bauelemente

Demonstrator | Gedruckte organische Dünnschicht-Solarzellen (OPV)

Unser Modul besteht aus vier gedruckten organischen Dünnschicht-Solarzellen mit jeweils 15 x 15 cm² Fläche. Die Flexibilität in Form und Gestaltung machen sie für energieeffizientes Bauen besonders attraktiv. Auch darüber hinaus gibt es nahezu unbegrenzte Einsatzmöglichkeiten. Alle Prozesse sind skalierbar, so dass eine preiswerte Massenproduktion der Module möglich ist.

Ansprechpartner: Dr. Armin Wedel | Dr. Christine Boeffel

Demonstrator | Cadmiumfreie Quantenpunkte

Quantenpunkte (quantum dots, QDs) sind anorganische Nanopartikel, die aufgrund ihrer geringen Größe ganz besondere Eigenschaften aufweisen. Die Lumineszenz ist schmalbandig und über das gesamte Farbspektrum einstellbar. Das Einsatzspektrum von QDs ist breit und sie finden in vielen Bereichen Anwendung: als hocheffiziente Lichtkonverter oder brillante Lichtquelle in Displays, als Lichtquelle für die Beleuchtung und als spezifischer Marker in der Sensorik. 

Unsere Spezialisierung sind Cadmiumfreie Quantenpunkte, die weniger problematisch für Umwelt und Mensch sind. Diese basieren auf Indium und Zink. 

Ansprechpartner: Dr. Armin Wedel

Demonstrator | QD-LEDs

Wir entwickeln Quantenpunkte (quantum dots, QDs) als Emitter in Displays und Lichtquellen. Dabei werden die QDs direkt elektrisch angeregt, die bisher benötigte Lichtquelle zur Anregung einer Fluoreszenz entfällt. Unsere innovativen optoelektronischen Devices kombinieren dabei die Vorzüge der OLEDs mit den herausragenden Leuchteigenschaften der Quantenpunkte: QD-LEDs weisen das gleichmäßige Leuchtbild, den papierdünnen Aufbau und den effizienten Betrieb einer OLED auf. Gleichzeitig ist die Wellenlänge des Lichts frei einstellbar und sehr schmalbandig. 

Ansprechpartner: Dr. Armin Wedel | Dr. Yohan Kim

Demonstrator | Beleuchtungstechnologie aus dem Drucker: OLEDs

Wir entwickeln organische lichtemittierende Dioden (OLEDs) für die ambiente Beleuchtung und Beschriftungsanwendungen. OLEDs weisen ein gleichmäßiges Leuchten über die gesamte aktive Fläche auf. Das Ergebnis ist ein klares und deutliches Leuchtbild, welches gut aus jedem Betrachtungswinkel zu erkennen ist. Für ambiente Beleuchtungsanwendungen kann die aktive Fläche fast jede beliebige geometrische Form haben.

Ansprechpartner: Dr. Christine Boeffel | Dr. Manuel Gensler

Demonstrator | AM-OLED

Flüssigprozessierung ist ein neuer Trend in der Herstellung von OLED-Displays. Nach aktuellem Stand der Technik werden die OLED Materialien noch meist über Bedampfungsprozesse aufgetragen. Dabei geht jedoch viel Material auf den Schattenmasken und anderen Oberflächen verloren. Mit Druckverfahren hingegen kann die Tinte gezielt auf die aktiven Pixelflächen aufgebracht werden. Für ein RGB Display ist eine Materialeffizienz von bis zu 90% möglich. 

Hochaufgelöste Displays sind jedoch eine Herausforderung für Druckprozesse. Die kleinste technisch realisierte Tropfengröße beim piezo-basierten Inkjet-Druck ist ungefähr 1 pL. Damit sind RGB Displays von maximal 240 ppi druckbar. Dies ist für Fernseher ausreichend. Für Smartphone und Mikrodisplay-Anwendungen wird jedoch eine Auflösung von mindestens 500 ppi benötigt. 

Ansprechpartner: Dr. Armin Wedel | Dr. Christine Boeffel

Demonstrator | Flüssigprozessierte OLED ohne Bedampfungsschritte

Bei flüssigprozessierte OLEDs werden die extrem dünnen Schichten durch Drucktechnologien aufgebracht. Dabei entfallen die sonst üblichen Bedampfungsprozesse. Kostenintensive Vakuumanlagen werden nicht benötigt. Flüssigprozessierte OLEDs sind ein aktueller Trend in der Herstellung von Displays. Hierbei werden die drei aktiven Farbstoffe (Emitter) in rot, grün und blau durch Inkjet oder ESJET Druck strukturiert aufgetragen. Alle weiteren Schichten, die für alle drei Farbstoffe gleich sind, werden jedoch weiterhin aufgedampft. 

Wir entwickeln OLEDs, bei deren Herstellung vollständig auf Bedampfungsprozesse verzichtet werden kann. Noch haben so prozessierte OLEDs eine geringere Effizienz, als ihre konventionell hergestellten Vorbilder. Dafür sind die Investitionskosten deutlich geringer, so dass auch kleine Stückzahlen wirtschaftlich produziert werden können. Außerdem lassen sich die Druckprozesse schnell und flexibel an Änderungen in Layout und Form anpassen. Daher sind vollständig flüssigprozessierte OLEDs zunächst für Beschilderung und Werbezwecke interessant. 

Ansprechpartner: Dr. Christine Boeffel | Dr. Manuel Gensler

Demonstrator | Partikelfreie Silberkomplextinte für den Inkjet-Druck

Mit einer transparenten Komplextinte lassen sich präzise Schaltungen aus Silber durch Inkjet-Druck aufbringen. Die Tinte ist nicht partikelbasiert, was einerseits die Druckbarkeit verbessert und andererseits die Prozessierung dünnerer Schichten durch eine geringere Beladung an Silber (< 5%) ermöglicht. Das thermische Curing erfolgt bei tiefen Temperaturen (ca. 130 °C), was das Aushärten nicht nur auf Glas (re.), sondern auch auf sensiblen Oberflächen wie Folie oder Papier (li.) ermöglicht.

Ansprechpartner: Dr. Manuel Gensler

Demonstrator | Prozesssteuerung für Silikonbeschichtungen

Qualitätskontrolle im laufenden Prozess: Wir haben eine neue Methode entwickelt, um die Messung einer transparenten Beschichtung auf einer transparenten Folie bereits während der Produktion zu ermöglichen. Dabei wird in die Beschichtungsflüssigkeit wie beispielsweise Lacke oder Imprägnierungen ein organischer fluoreszierender Farbstoff eingebracht, welcher über den Prozess hinweg stets identifizier- und messbar bleibt. 

Ansprechpartner: Dr. Andreas Holländer

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UNSER LEISTUNGSSPEKTRUM

OLEDs

• Maßgeschneiderte OLEDs für Demonstratoren und Prototypen (z.B. für Tastaturen, Beschilderung, Werbezwecke, Sicherheitsanwendungen)
• Kundenspezifische Entwicklung von Anwendungen mit OLEDs
• Prozessentwicklung: Tintenentwicklung, ITO freie OLEDs, transparente Elektroden, flexible Substrate, OLEDs ohne Vakuumprozesse, Prozessparameter
• Bestimmung der Barriereeigenschaften von Substraten und Verkapselung (Calcium-Spiegel-Test)
• Verkapselung − starr und flexibel
• Dünnschichtverkapselung (Atomic Layer Deposition, ALD)
• Tests von OLED-Materialien, Entwicklung und Optimierung von OLED-Stacks
• Komplettlösung für die OLED-Produktion durch umfassende Expertise aus dem Technologienetzwerk GOTA – German OLED Technology Alliance

Quantenpunkte (quantum dots, QD)

• Entwicklung und Synthese von QDs mit maßgeschneiderten Eigenschaften
• Kundenspezifische Entwicklung von Anwendungen mit QDs: Displaytechnologie, Photovoltaik, LEDs und Biologie
• Prozessentwicklung: Tintenentwicklung, Einmischung in Kunststoffe und Fotolacke, spezifische Anwendung an Proteine und Zucker, Prozessparameter
• QD-LEDs (Optimierung von QD-LED Stacks, Herstellung von Bauelementen)
• QD-Photovoltaik
• QD-Farbfilter

Fluoreszenzkollektoren

• Entwicklung von Fluoreszenzkollektoren für die Solartechnik mit Fluoreszenzfarbstoffen und Quantenpunkten
  
• sichtbarer Spektralbereich
  
• NIR-Bereich

Solarzellen

• kundenspezifische Entwicklung von Solarzellen basierend auf organischen Materialien und Perovskiten − von der Einzelzelle bis zum Anwendungsmodul
  
• für energieautarke Systeme
• Prozessentwicklung: Tintenentwicklung, Prozessparameter
  

Elektrolumineszenz-Anzeigen

• Prototypentwicklung für Elektrolumineszenz-Anzeigen im Sheet-to-Sheet und Roll-to-Roll Prozess

Consulting und Training

• Prozessentwicklung, Prozessausrüstung, Prozesstraining
• Consulting für Entwicklungsprojekte (Infrastrukturen)
• Weiterbildung und Schulungen

Plagiatsschutz

• Entwicklung von Rezepturen für den Plagiatsschutz von organischen Materialien und Produkten daraus

Oberflächen- und Dünnschichttechnologien

• Entwicklung von Oberflächen- und Dünnschichttechnologien für und mit Polymeren
• Oberflächenbehandlung mit Niederdruckplasma, VUV-Strahlung
• Funktionalisierung von Oberflächen mit Gasen und Flüssigkeiten
  

Auftragsanalytik

• Oberflächenanalytik (XPS, Kontaktwinkel, Profilometrie, AFM, Schichtwiderstand)
• Klimatests (ambient: 23°C/50% r.h., tropisch 38°C/90% r.h., beschleunigt 60°C/90% r.h., feuchte Wärme 85°C/85% r.h. oder frei nach Anfrage)
• Photophysikalische Charakterisierung von Materialien (UV/Vis, Fluoreszenz, EQE – externe Quanteneffizienz, zeitaufgelöste Lumineszenz)
• Materialeigenschaften (TGA – thermogravimetrische Analyse)

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UNSERE AUSSTATTUNG

Dünnschichttechnologien

• Plasma-CVD (Chemical vapour deposition), Labor bis Rolle-zu-Rolle
• PVD (Bedampfen, Besputtern)
• Spin-coating (inert und an Atmosphäre)

Drucktechnologien

• Ink Jet Printing (Pixdro LP50 inert und an Atmosphäre, Dimatix, bis DIN-A4)
• ESJET Printing (Pilotanlage für den hochaufgelösten Druck)
• Rakel (Erichsen Coatmaster 510 mit Heizbarem Tisch bis DIN-A4)
• Slot die Coating (auf Coatema Easy Coater zur Beschichtung für Formate bis 300 x 300 mm² und Mathis Slit Coater für Formate bis 150 x 150 mm²)
• Siebdruck
• Rolle-zu-Rolle Tiefdruck
• Tampondruck

Prozesstools

• Laminiereinheit zur Verkapselung von festen und flexiblen Trägern
• ALD (Beneq TFS 200 für Formate bis 150 x 150 mm², thermisch und Plasma)
• Bedampfung

Oberflächentechnik

• diverse Plasmaanlagen, vom Labormaßstab bis Rolle-zu-Rolle in 30 cm Breite
• VUV-Excimer-Strahler für 3D-Teile und Rolle-zu-Rolle in 30 cm Breite
• Rolle-zu-Rolle-Anlage in 30 cm Breite mit Corona und Drucktechnik zur Funktionalisierung von Oberflächen
• Anlagen für Metallisierung

Spezielle Messtechniken

• Optisch
  • Hamamatsu Quantum Yield Measurement System
  • FLS920-stm (Edinburgh Instruments) mit Option für zeitaufgelöste Messungen im ns- und im µs- bis ms-Bereich (TCSPC, MCS)FT-IR Nexus 470 Thermo Scientific
    • Transmission 400 – 4000 cm^-1
    • ATR 650 – 4000 cm^-1
  • FT-IR IS20 Thermo Scientific
    • Transmission 400 – 7500 cm^-1
    • Pike Gladiator ATR 525 – 7500 bezeizbar bis 200 °C; Rampen und Messintervalle programmierbar

• Elektrisch
  • Spektroradiometer für OLED Kennlinien (Konica-Minolta CS-2000)
  • 4-Punkt-Messplatz zur Messung von Schichtwiderständen

• Mikroskopie
  • AFM (Nanosurf Easyscan 2)
  • 3D-Profilometrie (Bruker Dektak XT)

• chemisch
  • Funktionalgruppenanalyse an Oberflächen mit XPS
  • Thermogravimetrie (Mettler Toledo TGA 2)
  • Fluoreszenzmarkierung

• Weitere
  • Calcium-Messplatz zur Bestimmung der Wasserdampftransmission durch Barriereschichten
  • Bestimmung der OLED-Lebensdauer (BoTest)
  • Messung der Solarzellencharakteristik (AM1.5)
  • Messung der Austrittsarbeit (Riken Keiki AC-2)

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PRESSEMITTEILUNGEN, LINKS & DOWNLOADS

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