Materialien für organische Leuchtdioden (OLEDs) an Druck- und Beschichtungsverfahren anzupassen, ist Ziel des Projekts „cyFLEX“. Die gedruckten OLEDs könnten künftig leuchtende Flächen für Verpackungen, Beschilderungen und Werbetafeln ermöglichen.
In cyFLEX kooperieren das Lichttechnische Institut (LTI) des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Unternehmen cynora GmbH, um die ganze Wertschöpfungskette vom Material bis zum Bauteil abzudecken. Das neu gestartete Projekt mit einem Gesamtvolumen von 576 000 Euro läuft zwei Jahre. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert cyFLEX mit 319 000 Euro.
Gleichmäßiges Licht ohne Schatten
Organische Leuchtdioden sind aus nanometerdünnen organischen Schichten aufgebaut. Sie liefern ein gleichmäßiges flächiges Licht ohne Schatten. Überdies zeichnen sich OLEDs durch ihre Flexibilität aus: Sie lassen sich auf biegsame Trägermaterialien aufbringen, beispielsweise auf Kunststofffolien, und eröffnen damit die Möglichkeit, faltbare oder rollbare ultradünne Displays und selbstleuchtende Verpackungen herzustellen. Auf niedermolekularen Verbindungen, sogenannten „small molecules“, basierende OLEDs zeichnen sich gegenüber Polymer-OLEDs durch höhere Energieeffizienz, bessere Qualität und längere Lebensdauer aus.
Allerdings werden Small-Molecule-OLEDs bisher fast ausschließlich über die materialintensive Vakuumverdampfung teilweise teurer Metallkomplexe gefertigt. „Um hochwertige OLEDs zu wettbewerbsfähigen Kosten herzustellen, bedarf es der Entwicklung preiswerter metallorganischer Moleküle und deren Anpassung an geeignete Druck- und Beschichtungsprozesse“, erklärt Dr. Norman Mechau, Gruppenleiter am Lichttechnischen Institut des KIT.
Auf dem Weg zur Massenproduktion
Daran arbeiten Forscher im Verbundprojekt cyFLEX: Die cynora GmbH hat optoelektronische Emittermaterialien auf der Basis des kostengünstigen und gut verfügbaren Zentralmetalls Kupfer entwickelt. Diese patentierten Materialien sollen im Rahmen von cyFLEX gezielt modifiziert werden. Lösungs-, Viskositäts-, Benetzungs- und Schichtbildungseigenschaften sollen so verändert werden, dass die Materialien sich in flüssige Formulierungen überführen, als homogene Dünnfilme auftragen und damit in massenproduktionstauglichen Druck- und Beschichtungsverfahren einsetzen lassen.
Neue Impulse für das Produktmarketing
Ein Konsortium aus dem KMU cynora und dem LTI des KIT mit Einbeziehung der Forschungs- und Transferplattform InnovationLab (iL) GmbH bearbeitet in cyFLEX die Anpassung der kupferbasierten Emittermaterialien an Druck- und Beschichtungsverfahren, die Entwicklung von OLED-Tinten sowie Aspekte der Flüssigprozessierung und des großflächigen Druckens. Geplant ist die Herstellung einer gedruckten flexiblen OLED-Folie in einer Kleinserie.
So könnten Verpackungen mit leuchtenden und beweglichen Bildern, Logos und Texten künftig neue Impulse für das Produktmarketing liefern. „Denkbar wäre beispielsweise auch, dass die Lichteffekte erst dann einsetzen, wenn ein Kunde sich dem Produkt nähert, um auf dieses aufmerksam zu machen“, erklärt Dr. Norman Mechau.
Quelle: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
