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29.06.2015

Optimiertes Druckverfahren für Organische Elektronik

Drucker für Organische Elektronik-Elemente (Bild: Feng Liu/Advanced Light Source)

Die Organische Elektronik gilt als viel versprechender Zukunftsmarkt. Produkte wie Touchscreens, Sensoren und Solarzellen werden bereits aus elektrisch leitfähigem Kunststoff gefertigt. In Entwicklung sind flexible Monitore und Leuchttapeten, die aus organischen Leuchtdioden bestehen. Zur Herstellung dieser Produkte werden leitende, halbleitende oder isolierende Schichten in einer bestimmten Abfolge auf eine Trägerfolie aufgedruckt. Im Rahmen eines internationalen Kooperationsprojekts gelang es Physikern der TU München jetzt, die Entstehung der hauchdünnen polymeren Elektroden während des Druckprozesses zu beobachten und die elektrischen Eigenschaften der gedruckten Filme zu verbessern.

Für ihre Untersuchung verwendeten die Forscher hochintensive Röntgenstrahlung, mit der sich eine sehr hohe Zeitauflösung erzielen lässt. Das Röntgenlicht wird auf die frisch gedruckte Kunststoffschicht geleitet und dort gestreut. Aus den Streumustern lassen sich Anordnung und Orientierung der Moleküle beim Aushärten der gedruckten Filme bestimmen. Dabei stellten die Forscher fest, dass bereits kleine Veränderungen der physikalisch-chemischen Prozessbedingungen den Aufbau und die Eigenschaften der Schicht erheblich beeinflussen. Die Zugabe von Lösungsmitteln mit hohem Siedepunkt führt beispielsweise dazu, dass die leitfähigen Moleküle besser kristallisieren. Der Abstand zwischen den Molekülen nimmt ab und die Leitfähigkeit steigt.

Stabilität und Leitfähigkeit lassen sich auf diese Weise so weit steigern, dass das Material sogar als transparenter, elektrischer Kontakt einsetzbar ist. Bisher werden für die Kontaktierung der flexiblen, leitfähigen Schichten häufig Indium-Zinn-Oxid-Schichten verwendet. Das Oxid ist jedoch relativ spröde und schränkt die Flexibilität der Zellen ein. Hinzu kommt, dass Indium nur in sehr begrenzten Mengen verfügbar ist. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten könnten dazu führen, dass sich alle Schichten nach dem gleichen Verfahren herstellen lassen. Die Materialentwicklung soll nun bis zum industriellen Einsatz vorangetrieben werden.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

zusätzliche Links

Designer-Elektronik aus dem Drucker , Pressemitteilung der TU München, Juni 2015

Technische Universität München
Physik-Department E13Lehrstuhl für Funktionelle Materialien
James-Franck-Str. 1
D 85748 Garching
Tel: +49 89 289 12451


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