Neues Forschungsprojekt gestartet

Optoelektronik auf Ultradünnglas

16. Dezember 2019, 16:50 Uhr | Nicole Wörner

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Die Projektpartner und deren Entwicklungsziele entlang der Wertschöpfungskette

Das Projekt KODOS soll Dünnglas entlang der gesamten Wertschöpfungskette in fertige Produkte bringen. Dazu haben sich die auf Anwendungsentwicklung orientierten Unternehmen Emde Development of Light, Volkswagen und Deutsche Werkstätten Hellerau mit den Technologielieferanten Tesa, Von Ardenne, Flabeg, 4JET Microtech, Suragus und dem Fraunhofer Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP zusammengeschlossen.

Jedem einzelnen kommt eine wichtige Entwicklungsaufgabe zu:

Emde Development of Light wird im Projekt die Anforderungsdefinitionen für eine Prozessoptimierung in den Bereichen Rolle-zu-Rolle und der OLED-Fertigung erstellen.

Der Automobilhersteller Volkswagen wird die Anwendung von dünnen Gläsern als funktionale Dekoroberflächen im Automobil evaluieren und qualifizieren. Hierzu sollen im Projekt hergestellte laminierte optische Grundelemente auf ihre Belastbarkeit und Crashsicherheit untersucht werden. Sie bilden die Eigenschaften funktionaler Oberflächen, wie zum Beispiel Beleuchtung, dekorative Symbolik und Touchfunktionen ab.

Die Deutschen Werkstätten Hellerau werden Holzoberflächen mit dem Hightech-Material Dünnglas hochwertig versiegeln und Zusatzfunktionen, wie organische Leuchtdioden (OLED) oder Sensorflächen, in Möbel integrieren.

Von Tesa werden für die Wertschöpfungskette Verkapselungsklebebänder für die dünnglasbasierten organischen elektronischen Aufbauten bereitgestellt. Diese müssen eine erhöhte Lebensdauer garantieren, um den hohen Klimaanforderungen der Automobilindustrie gerecht zu werden. Darüber hinaus werden Technologien für vollflächige und partielle Direktbeschichtungen von Dünnglasfolien mit funktionalen Schichten, wie Lochinjektionsschichten für OLED, elektrische Kontakte oder dekorative Drucke, erforscht.

Flabeg entwickelt Prozessschritte um 3D-geformte, mit Touch-Funktion und Dekoration ausgestattete Dünnglaslaminate mit Splitterschutzeigenschaften als Einbauteile im Fahrzeuginnenraum einsetzen zu können. Der Projektpartner erforscht hierzu insbesondere den Heißformprozess und das Laminieren ein- und zweiachsig gebogener dünner Gläser.

Um wirtschaftlich produzieren zu können, ist eine Verarbeitung des Dünnglases in Rolle-zu-Rolle-PVD-Beschichtungsanlagen am sinnvollsten. Der Anlagenbauer Von Ardenne hat im Projekt daher das Ziel, eine stabile, unterbrechungsfreie Prozessführung mit hoher Materialausbeute sicherzustellen und Qualitätskenngrößen zur Bewertung der Einsatztauglichkeit der gelieferten Dünnglas-Rollen zu entwickeln. Außerdem sollen die Beschichtungsprozesse und Komponenten mit Schichtfunktionalitäten für nachfolgende Prozesse (Lamination, thermische Verformung, Laserschneiden) optimiert werden.

In enger Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP werden Konzeptlösungen für die technologisch und wirtschaftlich sinnvolle Verzahnung von Einzelschritten in der Fertigungskette (Abbildung der Prozesskette Vakuumbeschichtung - Verkapselungslamination – OLED-Kontaktierung und Vereinzelung) erarbeitet. Die Spezialisten des Fraunhofer FEP entwickeln im Projekt effiziente Beschichtungstechnologien für Elektroden und OLED. Sie werden hierfür neue Strukturierungsebenen in die Rolle-zu-Rolle Fertigung einbringen. An dieser Stelle verzahnen sich die Arbeiten mit dem Know-how des Projektpartners Suragus auf dem Gebiet der prozessnahen Charakterisierung essentieller elektrischer und optischer Eigenschaften. Suragus entwickelt Messtechnik für die Charakterisierung des gesamten OLED-Materialverbundes.

Nach erfolgreicher Herstellung der optischen, dünnglasbasierten Grundelemente folgt der Prozessschritt der Vereinzelung fertiger OLED von der Rolle. Aktuell existieren an dieser Stelle der Prozesskette keine zuverlässigen Technologien. Um den durch die Rolle-zu-Rolle-Fertigung perspektivisch enormen Wettbewerbsvorteil nutzen zu können, muss eine Vereinzelungstechnologie entwickelt werden, die OLED-Nutzen mit hoher Kantenfestigkeit und Lebensdauer ermöglicht.

Eine Lösung ist hierfür die laserbasierte Separation, die durch 4JET Microtech erforscht wird. Lasergeschnittene Glaskanten können prinzipiell Festigkeiten aufweisen, die den Anforderungen der OLED entsprechen. Besonders hervorzuheben ist die Möglichkeit, praktisch beliebige Schnittkonturen und somit jegliche OLED-Formen zu erzeugen. Die spezifischen Herausforderungen der Glas-Polymer-Laminate sollen im Rahmen des Verbundprojekts untersucht und wettbewerbsfähige Fertigungstechnologien erarbeitet werden.
 

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