Großflächige OLED Beleuchtungsanwendungen auf dünnen flexiblen Substraten (Kürzel „LAOLA“)

Steckbrief

BMBF – Fördermaßnahme Internationalisierung von Spitzenclustern, Zukunftsprojekten und vergleichbaren Netzwerken, Umsetzungsphase
Verbundprojekt: Großflächige OLED Beleuchtungsanwendungen auf dünnen flexiblen Substraten
Zuwendungsempfänger
bzw. Verbundpartner
Geförderte Partner:

  • Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP)
  • FHR Anlagenbau GmbH
  • CREAVAC-Creative Vakuumbeschichtung GmbH
  • WOLFRAM Design/Engineering
  • Heliatek GmbH
  • Organic Electronics Saxony Management GmbH

Verbundene und assoziierte Partner:

  • 3D-Micromac AG
  • CreaPhys GmbH
  • tesa SE
  • Osram OLED GmbH
Verbundkoordinator: Organic Electronics Saxony (OES)
Würzburger Straße 51, 01187 Dresden
Laufzeit: 01.08.2018 bis 31.07.2021

Kurzinformation

Hintergrund

Die neue Hightech-Strategie der Bundesregierung hat das Ziel, Kräfte von Wissenschaft und Wirtschaft zu bündeln. Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Unternehmen und weitere Akteure haben sich hierzu in den vergangenen Jahren vielfältig in erfolgreichen regionalen und nationalen Clustern und Netzwerken organisiert. Komplexe Forschungsfragen und Innovationsthemen werden heute allerdings zunehmend arbeitsteilig mit internationalen Partnern weltweit angegangen. Die globale Wettbewerbsfähigkeit wird künftig entscheidend von der branchen- und disziplinübergreifenden Zusammenarbeit mit international herausragenden Innovationsregionen abhängen. Mit dieser Maßnahme sollen herausragende Cluster und Netzwerke in Deutschland dabei unterstützt werden eine strategische ­Zusammenarbeit mit führenden europäischen und internationalen Innovationsregionen mit komplementären Kompetenzen auszubauen, zu intensivieren und in konkrete, tragfähige Kooperationsprojekte zu überführen.

Ziele und Vorgehen

Im Projekt sollen großflächige Beleuchtungsanwendungen mit Organischen Leuchtdioden (OLEDs) auf flexiblen Substraten entwickelt werden. Im Fokus steht dabei Dünnstglas, das durch seine hervorragenden Barriereeigenschaften Vorteile gegenüber Kunststoff als Substrat bietet. Für die Herstellung im Rolle-zu-Rolle-Verfahren müssen zunächst die Wicklungsprozesse des Substrats durch die Beschichtungsanlage integriert werden. Als weitere Herausforderung werden Laserschneid- und Strukturierungsprozesse erarbeitet für die Substratvereinzelung und Verschaltung. Zusätzlich wird an effizienten Schutzschichten für die OLEDs sowie transparenten elektrischen Kontakten gearbeitet, die einen Mehrwert im Beleuchtungsmarkt darstellen. Im Ergebnis werden Demonstratoren entwickelt, die die Leistungsfähigkeit der Technologie verdeutlichen. Ein Teil der Technologien wird in Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern aus dem Partnercluster in Yonezawa, Japan erforscht. Das gesamte Vorhaben wird durch Organic Electronics Saxony (OES) koordiniert.

News

22. August 2018 — Kick-off am Fraunhofer FEP
Nach langem Warten auf die Neubildung der deutschen Bundesregierung kann das Projekt endlich starten. Das Kick-Off Treffen fand beim Projektpartner Fraunhofer FEP statt. Die Projektpartner stimmten sich noch einmal über den Arbeitsplan ab und verständigten sich über die ersten Übergabepunkte und Meilensteine.

16. Januar 2019 — Zweites Projekttreffen bei Heliatek
Das Projekt nimmt erste Formen an. Ein Konzept für den Umbau der Rolle-zu-Rolle Anlage beim Fraunhofer FEP sowie für den Umbau des Metallverdampfers liegen vor und sollen schrittweise umgesetzt werden. Erste Laserschneidversuche der Dünnstglassubstrate sehen vielversprechend aus.

29. Januar 2019 — Internationales Projekttreffen in Tokio
Gemeinsames Projekttreffen mit den japanischen Partnern im Rahmen der in Tokio stattfindenden Nanotechnologiemesse „nano tech“. Insgesamt vier der deutschen Partner nahmen an dem Treffen teil. Das Projekt wird auch bei dem gemeinsamen „Germany-Japan Joint Workshop on Flexible, Printed Electronics and Sensors“ am 28. Januar in Tokyo vorgestellt. Frau Jacqueline Hauptmann vom Fraunhofer FEP berichtet zudem über neueste Entwicklungen im Bereich Rolle-zu-Rolle OLED Anwendungen.

25. Juni 2019 — Drittes Projekttreffen bei CreaPhys
Die Verdampfereinheit für die Realisierung von transparenten Metallkontakten ist in der Rolle-zu-Rolle-Anlage am Fraunhofer FEP installiert und wird in den nächsten Wochen getestet. Ziel ist die Herstellung von OLEDs mit einer Transparenz von > 50 %. Fortschritte wurden auch in den anderen Projektaspekten erzielt: Der Umbau der Wickeleinheit in der Rolle-zu-Rolle-Anlage für bruchfreies Wickeln von Dünnstglas steht unmittelbar bevor. Erste Tests für eine mechanische Schutzschicht durch Hochrate-Verdampfung sind vielversprechend. Eine zentrale Rolle liegt bei der Entwicklung eines Schneid- und Vereinzelungsprozesses für die Dünnstglas-OLED-Module, da für die Herstellung ansprechender und transparenter Module ein Freiformschnitt notwendig ist. Schließlich wurden Konzepte für Demonstratoren vorgestellt und diskutiert. Erste Entwicklungsschritte sollen bereits auf den Messen 2020 vorgestellt werden.

23. – 27. September 2019 — Internationale Projektwoche in Dresden
Nach der erfolgreichen Tradition des Vorjahres fand in Dresden eine weitere Internationale Projektwoche statt, die den Projektpartnern die Möglichkeit bot, über den Projektstatus und die nächsten Schritte zu diskutieren. Als kulturelles Rahmenprogramm besuchten wir die Gläsernen Manufaktur in Dresden und konnten einen Blick in die Fertigung des Volkswagen e-Golf werfen. Darüber hinaus haben wir bei einem Besuch in Chemnitz weitere Mitglieder des OES-Clusters vorgestellt: Fraunhofer ENAS, TU Chemnitz und den Projektpartner 3D-Micromac. Weitere Informationen finden Sie hier.

06. Januar 2020 – Projekttreffen bei 3D-Micromac
Beim Projekttreffen bei 3D-Micromac in Chemnitz wurden die neuesten Projektergebnisse besprochen. Verdampfungsversuche mit Melamin sin vielversprechend für die Nutzung als Kratz- & Splitterschutz. Der Schneideprozess von reinem Dünnstglas wurde erfolgreich entwickelt, Anpassungen auf alternative Laser-Fokussierung wurde diskutiert. Tests der Rolle-zu-Rolle Verdampfung und Lösungen für festgestellte technische Schwierigkeiten wurden vorgestellt. Die Demonstrator-Layouts wurden fertiggestellt. Im Anschluss wurden die Produktionsanlagen von 3D-Micromac besichtigt.

27. Januar 2020 — Internationales Projektmeeting in Tokyo
Gemeinsames Projekttreffen mit den japanischen Partnern im Rahmen der in Tokio stattfindenden Nanotechnologiemesse „nano tech“. Insgesamt vier der deutschen Partner nahmen an dem Treffen teil. Das Projekt wurde auch bei dem gemeinsamen „Germany-Japan Joint Workshop on Flexible, Printed Electronics and Sensors“  in Tokyo vorgestellt.

11. Juni 2020 – Virtuelles Projektmeeting
Das erste gemeinsame virtuelle Projektmeeting fand erfolgreich statt. Pandemiebedingt gab es Einschränkgungen und Verzögerungen bei vielen der Partnern. Das Schneiden des Dünnstglas-OLED Verbundes wurde erfolgreich vollzogen. Biegeversuche zeigten je nach Verarbeitung unterschiedlich starke Streuung der Festigkeit zwischen den Proben. OLED-Proben der Yamagata Universität wurden am FEP verarbeitet.

20.August 2020 – Virtuelles Internationales Projektmeeting
Zur weiteren Abstimmung zwischen den deutschen und japanischen Partnern fand ein virtuelles internationales Projekttreffen statt. Dabei wurden die aktuellen Arbeiten der Partner vorgestellt und die weitere Planung der gemeinsamen OLED-Proben besprochen.

20.Oktober 2020 – Virtuelles Projektmeeting
Im nächsten virtuellen Projektmeeting wurden Barriere-Tests und die entsprechenden Alterungserscheinungen der Module in Abhängigkeit der verwendeten Klebstoffe besprochen. OLED-Stacks der Japanischen Partner wurde erfolgreich filamentiert, wobei die saubere Trennung des Klebstoffes noch problematisch war. Dünnstglas wurde in der Anlage erfolgreich gewickelt und der Meilenstein von 50m deutlich übertroffen. Die Co-Verdampfung von Ca und Ag wurde vorgestellt. Die entwickelten Konzepte der beiden Demonstratoren wurden vorgestellt und der Entwicklungsplan besprochen.

22. März 2021 – Virtuelles Projektmeeting
Ein weiteres virtuelles Projektmeetings hat stattgefunden. Weiterführende Tests zur Transmission von IMI, sowie der Nutzung unterschiedlicher Klebstoffe für die Verkapselung wurden vorgestellt. Beim Dünnstglas-Schneiden wurden Geschwindigkeiten von 800mm/s erreicht. Diese hervorragenden Ergebnisse wurden bereits im Laser System Europe Journal als Whitepaper publiziert. Ergebnisse der Rolle-zu-Rolle Verdampfung wurden in einer wissenschaftlichen Publikation veröffentlicht. Biegeversuche zeigten einen maximalen Biegeradius von 13,5mm. Auf Grund von Verzögerungen im Zusammenhang mit der Pandemie wurde das Projekt bis zum Jahresende 2021 verlängert.