Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Der Markt für organische Elektronik (OE) befindet sich in einem stetigen Wachstum. Mehr und mehr werden konventionelle elektronische, energetische und photonische Anwendungen durch OEs ersetzt. Am bedeutendsten ist der Einsatz als organische Photovoltaik (OPV), flexible E-Papers, organische Leuchtdioden (OLEDs) für Displays oder Beleuchtungen, Sensoren, Dünnschichtbatterien (TFBs) und Radio Frequency Identification / Funkerkennungschips (RFIDs).
OE bietet gegenüber konventionellen Produkten aufgrund ihrer Flexibilität und Leichtigkeit einen großen Vorteil in den vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten. Außerdem können sie in kostengünstigen Rolle-zu-Rolle-Verfahren, z. B. durch Druckverfahren hergestellt werden. Durch Integration von ausgewählten Nanomaterialien in OE kann deren Effektivität wesentlich verbessert werden. Eine Herausforderung stellt hier die Entwicklung geeigneter Maschinen und Verfahren zur Herstellung der Nanomaterialien für die OE sowie zur Inline-Charakterisierung der Materialeigenschaften während des Beschichtungsvorgangs dar.
Daraus ergeben sich die Ziele des Forschungsprojekts SMARTONICS:
- Entwicklung von maßgeschneiderten Nanomaterialien für OE (Aktive Schichten aus Polymeren oder kleinen organischen Molekülen, plasmonische Nanopartikel und Hochbarriere-Materialien) anhand Prozessoptimierung und numerischer Simulationen
- Entwicklung wirtschaftlicher und optimierter Prozesstechnologien (Rolle-zu-Rolle-Druck und organische Gasphasenabscheidung) in Kombination mit präzisen Messverfahren und Lasertechnologie
- Pilotproduktionen von OE nach Integration geeigneter Nanomaterialien und Technologien sowie Evaluierung der industriellen Anwendung
In diesem Forschungsprojekt sind vier Institute aus dem Fraunhofer-Themenverbund für Polymere Oberflächen POLO® integriert. In Kooperation forschen diese an der Entwicklung einer zur flexiblen Verkapselung der organischen Elektronik geeigneten transparenten Ultrahochbarrierefolie. Diese besteht aus alternierenden anorganischen und anorganisch-organischen hybridpolymeren (ORMOCER®) Schichten, die nach dem Fraunhofer POLO® Konzept auf ein Polymersubstrat aufgetragen werden.
Das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV ist hierbei für den nasschemischen Auftrag der Barriereschichten im Rolle-zu-Rolle-Verfahren verantwortlich. Auch die Charakterisierung der Barrierefolie bezüglich ihrer Barriereeigenschaften, Oberflächenbeschaffenheit, Haftfestigkeit und Stabilität sowie die Modellierung der Permeationsmechanismen werden hauptsächlich am Fraunhofer IVV durchgeführt.
In diesem Forschungsprojekt kooperieren acht industrielle Partner und neun Forschungseinrichtungen aus vier europäischen Ländern. Die Kompetenzen der verschiedenen Partner decken folgende Bereiche ab: Nanomaterialien, Präzisionsmessung, industrielle Prozesse und Herstellung kommerzieller Produkte.