01.06.2018: Die AiF fördert das Vorhaben „Digitaldruck organischer Optoelektronik auf 3D-Körper [OLE-3D]“

Getrieben durch technischen Fortschritt und Kostenoptimierung steigen die Anforderungen an verschiedenste technische Produkte und somit auch deren Einzelkomponenten. Durch die Eingliederung von immer mehr Funktionen auf ein und demselben Bauteil können die Integrationsdichte erhöht und gleichzeitig Materialkosten eingespart werden. So kann beispielsweise formtragenden Teilen wie Handyhüllen oder Karosserien von Automobilen durch direktes Aufbringen von elektronischen Leiterbahnen und Bauelementen wie z. B. gedruckten organischen Solarzellen, Photodetektoren und Leuchtdioden, Transistoren, Widerständen oder Antennen, eine zweite, elektrische Funktionalität zugewiesen werden.

Die meisten aktuell verwendeten elektronischen Schaltkreise befinden sich auf isolierenden Kunststoffleiterplatten, auf denen durch Ätzprozesse strukturierte Kupferleiterbahnen aufgebracht sind. Bei der Herstellung solcher Systeme wird meist ein Photolithographieprozess eingesetzt, der zu einer Einschränkung auf planare Geometrien führt. Lötprozesse zur Aufbringung von Bauteilen auf die Leiterplatte führen zu ähnlichen Limitationen hinsichtlich der Form des Trägers. Durch den Einsatz neuer Technologien, wie z. B. der organischen Elektronik und additiven Fertigungsprozessen können derartige Einschränkungen vermieden und elektronische Komponenten direkt auf die Oberflächen verschiedenster Produkte aufgebracht werden. Dies erlaubt die Funktionalisierung beliebiger dreidimensionaler Oberflächen zu multiplen Zwecken wie Beleuchtung oder Generierung elektrischer Energie (Praktische Beispiele siehe Abbildung 1: OLED Beleuchtungselement von Lumiotec, [Quelle: Lumiotec]). So könnten z. B. organische Solarzellen (OPV), Photodetektoren (OPD) und Leuchtdioden (OLEDs) direkt auf gekrümmte Oberflächen gedruckt und die Schaltungs- und Kontrollelektronik am selben Bauteil rückseitig ebenfalls mittels MID-Technologie integriert werden.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Druckprozessen zur Herstellung organischer Funktionsschichten, z.B. für OPV-, OPD- und OLED-Anwendungen, auf beliebigen 3D-Oberflächen. Dazu sollen Materialien, Prozesse und Anlagentechnologie für die digitalen Drucktechnologien Ink- und Aerosol-Jet weiterentwickelt werden. Die erarbeiteten Erkenntnisse werden abschließend in Form von Entwurfsrichtlinien und eines Technologiedemonstrators umgesetzt.

Kontakt:

Alexander Hensel, M. Sc.
+49 911 5302-9085
alexander.hensel@faps.fau.de
90429 Nürnberg
Fürther Str. 246b


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