Hi- Accµracy

Nach Hi-Response kommt Hi-Accµracy

Die Displayindustrie dominiert den weltweiten Markt für gedruckte, flexible und organische Elektronik. Aktuell sucht die Branche nach innovativen Wegen zur Erhöhung der Bildschirmauflösung und des darstellbaren Farbraums in flüssig prozessierten Bildschirmen. Hierfür müssen neue Druckmethoden und licht emittierende Materialsysteme entwickelt werden. 

Im Vorgängerprojekt Hi-Response (GA Nr. 646296) wurde die Frontplane eines einfarbigen Aktiv-Matrix (AM)-OLED Bildschirms mittels elektrostatischem Jetting (ESJET) gedruckt. 

Hi- Accµracy geht gleich mehrere Schritte weiter. Das Forschungsziel im EU-Projekt ist das hochpräzise Drucken von leitfähigen, halbleitenden, resistiven, dielektrischen und optischen Materialien mit einer Genauigkeit im µm-Bereich für eine Reihe von Anwendungen in den Bereichen der organischen und gedruckten Elektronik (Organic and Large Area Electronics, OLAE). Im Speziellen wird ein mehrfarbiges Aktiv-Matrix Quantenpunkt-Display (AM-QD-LED) hergestellt, bei dem sowohl die Front-, als auch die komplette Backplane, vollständig flüssig prozessiert werden sollen. Dazu bringen elf Konsortiumsmitglieder ihre Kompetenzen zu fünf verschiedenen Drucktechnologien ein. Im Ergebnis werden hochmoderne Materialien und Drucktinten mit skalierbaren, kostengünstigen Druck- und Beschichtungsverfahren kombiniert. Die Vorteile von Druckverfahren sind die geringeren Kosten - durch Materialeinsparung und preiswerteres Produktionsequipment - sowie die Skalierbarkeit.

Stärke der ALD-Barriere

Solch hohe Barrieren können nur mit einer alternierenden Stapelanordnung zwei verschiedener Barrierematerialien (z.B.  Al₂O₃ und TiO₂) erreicht werden. Die richtigen Materialien (Metalloxide), deren Schichtdicke und die Anzahl an Schichten ist entscheidend. Die Schichten müssen vollständig geschlossen sein, sodass keine Punktdefekte auftreten. Barriere-Tests führen wir mittels Ca-Spiegel durch.

BT.2020 Farbraum der QDs

Die Synthese von QDs in allen drei Farben ist am Fraunhofer IAP bereits gelungen. Im Projekt besteht die Herausforderung darin, den BT.2020 Farbraum zu treffen.

Die Halbwertsbreite sollte 35 nm nicht übertreffen. Dazu müssen die mehrschalen-Quantendots mit sehr exakter Größe (die Größe bestimmt die Farbe) und sehr geringer Größenverteilung (die Größenverteilung bestimmt die Halbwertsbreite) hergestellt werden. Darüber hinaus muss die Hülle elektronendurchlässig sein, damit die QDs selber leuchten können. Damit unterscheidet sich die Hülle grundlegend von den sehr dicken Schutzhüllen für QDs, die mit Licht angeregt werden.

Vollständig druckbare EL-QD-LEDs

In enger Kooperation mit der Humboldt-Universität zu Berlin entwickeln wir Schichtstapel für die EL-QD-LED-Bauelementen. Diese müssen vollständig druckbar sein. Da die ESJET-Pilotanlage bisher nicht in einer Glovebox betrieben wird, muss die Prozessierung überdies an der Luft erfolgen können.

ESJET-Druck verschiedener Materialien

Im Vorgängerprojekt Hi-Response wurde mit der Technologie des elektrostatischen Jettings ein Material für alle Pixel gedruckt. In der Weiterentwicklung werden drei Materialien gezielt nebeneinander auf dasselbe Bauelement gedruckt.

Für den ESJET-Prozess bedeutet das: Wir verbessern den Prozess hinsichtlich Reproduzierbarkeit und Zielgenauigkeit.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Entwicklung der QD-Tinten.