Flexible OLED von der Rolle

Das Verbundprojekt R2Flex wurde erfolgreich beendet. Fraunhofer COMEDD und Tridonic Dresden (ehemals LEDON OLED Lighting) präsentieren als ein Projektergebnis einen Demonstrator in Form einer Tischleuchte mit flexiblen OLED. R2Flex beschäftigte sich mit der Fertigung hocheffizienter organischer Bauelemente auf flexiblen Substraten, gefertigt im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Das Projekt wurde vom BMBF mit einem Gesamtvolumen von ca. 11 Millionen Euro über 2,5 Jahre gefördert.

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R2Flex Tischleuchte mit flexiblen OLEDs auf Metallfolie [Bild: Tridonic GmbH]

Sicht auf die gebogene flexible OLED [Bild: Tridonic GmbH]

Weiße OLED auf flexiblem Metallband [Bild: Fraunhofer COMEDD]

Das Gesamtziel des Verbundprojektes R2Flex umfasste die Entwicklung wesentlicher Komponenten für eine hocheffiziente OLED-Technologie. Diese sollte im Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf preisgünstigen Substraten, insbesondere Metallfolien, zu fertigen sein. 

Der Technologieansatz soll ein Schlüsselproblem in der Herstellung von OLED lösen: Für eine breite Anwendung im Beleuchtungs- und Beschilderungssektor sind sehr niedrige Kosten notwendig, die von konventionellen OLED-Ansätzen bei weitem nicht erreicht werden können, da die Beschichtungstechniken und die Materialien zu kostenintensiv sind.

OLED Rolle-zu-Rolle-Technologie für flexible Substrate
Fraunhofer COMEDD verfügt über eine Rolle-zu-Rolle-Forschungslinie. Diese besteht aus einer Vakuumanlage zur Verdampfung von organischen Materialien, einer Beschichtungs- und Laminationsanlage, die unter Stickstoffatmosphäre betrieben werden kann und einem Inspektionssystem für die Defekt- und Prozesskontrolle zur optischen Inspektion von flexiblen Folienbändern. Innerhalb von R2Flex konnte die OLED-Technologie von bestehenden Prozessen für starre Substrate auf Rolle-zu-Rolle-Prozesse erfolgreich transferiert werden. Es wurde insbesondere die Substratstrukturierung als auch Verkapselung der Folien entwickelt. Wichtigster Kernpunkt der Untersuchungen war hingegen die Abscheidungstechnologie von komplexen OLED-Strukturen. Für eine weiße OLED werden viele unterschiedliche Schichten mit Schichtdicken im Nanometerbereich hochpräzise aufeinander abgeschieden. Diesen Prozess innerhalb einer Rolle-zu-Rolle-Anlage durchzuführen, gehörte zu den Herausforderungen im Projekt. Im Ergebnis konnte erfolgreich eine weiße OLED auf Metallband demonstriert werden.

OLED-Produktintegration
Neben der Herstellung der OLEDs auf flexiblen Untergründen wurde von Tridonic Dresden GmbH & Co. KG die Integration in mögliche Produkte untersucht. Hierfür hat die Tridonic Dresden unter anderem Technologien zur sicheren und kostengünstigen Kontaktierung von flexiblen OLED auf Metallfolien und deren Integration in Leuchten untersucht. Im Ergebnis konnte gemeinsam mit dem Fraunhofer COMEDD ein System zur Durchkontaktierung für flexible Metallsubstrate entwickelt werden. Dieses wurde erfolgreich in die Rolle-zu-Rolle-Forschungslinie des Fraunhofer COMEDD integriert.

Projektergebnisse in Tischleuchte vereint
Als ein Ergebnis des Projektes ist ein Demonstrator in Form einer grazilen Tischleuchte entstanden. Hierbei wurden zwei flexible OLEDs auf Metallfolie verwendet, welche am Fraunhofer COMEDD gefertigt wurden. Die Tridonic-Spezialisten haben die Module per flexibler Kontaktierung in Reihenschaltung miteinander elektrisch verbunden. In der Leuchte vereinigen sich sowohl gerade als auch geschwungene Formen. Die geschwungene Form des Kopfteils zeigt eindrucksvoll die Flexibilität der OLED. Durch das reduzierte und offene Design wird die flexible OLED ästhetisch ansprechend hervorgehoben.

Neben dem Fraunhofer COMEDD (Förderkennzeichen: 13N11058) und der Tridonic Dresden GmbH & Co. KG (ehemals LEDON OLED Lighting GmbH & Co. KG) (Förderkennzeichen: 13N11061) zählen die TU Dresden mit dem Institut für Angewandte Photophysik (IAPP, Konsortialführer), das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP), die Firma Novaled AG, die Heliatek GmbH, die VON ARDENNE Anlagentechnik GmbH, die Creaphys GmbH, die 3D-Micromac AG, die LayTec GmbH sowie die ALANOD Aluminium-Veredelung GmbH & Co. KG zu den Verbundpartnern des BMBF geförderten Projektes.