EDITORIAL des IPB-Newsletters 07/08
Hamburg | 24.07.2007 | Ostler, Pauls | ca. 5.800 Zeichen
OLED: ein alter Newcomer
Als in den 1980er Jahren die Erforschung der Polymerelektronik, also von OLED, OFET und anderen leitfähigen Strukturen begann, ahnte keiner der Beteiligten, wie lang dieser Weg werden würde. 6.600 angemeldete Patente vornehmlich aus Japan und den USA und dennoch fehlen auch nach 28 Jahren intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeit wichtige Bausteine zur Marktreife der Technologie. Noch sind ultraflache Fernseher im Millimeter-Bereich, E-Books in Form von digitalem Papier und Low-Cost Elektronik weit davon entfernt massentauglich zu sein und günstig hergestellt zu werden. Doch ein deutsches Forscherteam der Technischen Universität Braunschweig hat jetzt eines der letzten und bedeutendsten Teile des Puzzles gelöst. Durch den Einsatz von Polymerelektronik ist es möglich, Massenprodukte ohne Einsatz von teueren Wirkstoffen wie Silizium und Kupfer in höchster Qualität zu produzieren.
Gegen Widerstände – Polymerelektronik
Polymerelektronik und beispielsweise organische Displays treffen in kleinsten leitenden Bauteilen, den Backplanes, direkt aufeinander und bringen von dort aus gemeinsam die neue Technologie in die Märkte. Bisher wurden hauptsächlich konventionelle Druckmaschinen für die Produktion von Backplanes eingesetzt. Das Ergebnis ist nicht zufriedenstellend. Die verwendeten Offset-Technologien zwingen die Hersteller dazu, Polymere mit Lösungsmitteln zu formulieren, um sie als Druckfarbe einsetzen zu können. Die Leitfähigkeit der Polymere kann dadurch stark eingeschränkt werden und Schichtwiderstände bis zu 13,5kOhm/sq sind möglich. Ein weiterer Nachteil ist die geringe Auflösung des Druckerzeugnisses, die bei circa 25µm liegt. Das alternativ eingesetzte lithografische Verfahren erzielt zwar bessere Auflösungen jedoch zu einem wirtschaftlich nicht rentablen Preis. Die Oberfläche der gedruckten, leitfähigen Schichten ist durch die an der Oberfläche angebrachte Druckfarbe extrem uneben. Für eine Weiterverarbeitung sind plane Oberflächen jedoch wesentlich besser geeignet.
Bisherige Versuche, organische Displays wirtschaftlich rentabel zu produzieren sind stark von Anwendungen der Polymerelektronik getrieben. Die Braunschweiger Forscher präsentieren jetzt ein Herstellverfahren der 2. Generation*, das vollkommen losgelöst von Offsetdruck und Lithografie arbeitet. Bei der Entwicklung des patentierten Verfahrens trieb das Team vor allem die Frage voran, wie viel Strom ein Endgerät verbraucht bzw. zukünftig verbrauchen darf. Der wichtigste Schritt war dabei, die starken Schichtwiderstände zu beseitigen und die Leitfähigkeit deutlich zu optimieren. Nach zahlreichen Laborversuchen, Forschungs- und Entwicklungsstunden wird im Herbst 2008 in den Räumen der IP Bewertungs AG (IPB) in Hamburg der erste Prototyp einer Polymermaschine zur Herstellung leitfähiger Strukturen vorgestellt, die nicht nur diese Fragestellung löst.
Innovation = wirtschaftlicher Erfolg von morgen
Das elektrochemische Verfahren zur Herstellung von leitfähigen Schichten ermöglicht im Vergleich zum Offsetdruck eine deutlich bessere Strukturauflösung (kleiner als 5µm) zu einem günstigen Preis. Außerdem kann die patentierte Technologie Bauteile von der kleinsten Auflage bis zum Massengut mit maximaler Leitfähigkeit herstellen, da auf eine Formulierung des reinen Polymeres mit Lösungsmitteln verzichtet wird. Der Schichtwiderstand konnte von circa 13,5kOhm/sq auf 0,25kOhm/sq reduziert werden. Die Oberfläche der gedruckten leitfähigen Schichten wird durch eine elektrochemische Abscheidung vom reinen Polymer, sozusagen als Negativabdruck, beinahe eben produziert. "Die Entwicklung der Polymerelektronik und auch von organischen Displays sind mit diesem revolutionären Entwicklungsergebnis sicherlich nicht vollständig abgeschlossen, wir gehen aber - nach einigen Gesprächen mit führenden Herstellern - davon aus, dass sich die patentierte Innovation großer Beliebtheit erfreuen wird.", sagt Stephan Lipfert, Prokurist bei der IP Bewertungs AG (IPB). Gegen eine angemessene Lizenzgebühr können zudem jederzeit Nutzungsrechte an der Technologie erworben werden.
Wie die Zukunft der Polymerelektronik aussehen wird, ist nur schwer vorherzusagen. Vielleicht liegt sie neben OLED in einigen Jahren auch in der Entwicklung sicherer und praktikabler RFID-Etiketten. Auf jeden Fall wird sie schon bald Kritikern beweisen können, dass sich 28 Jahre Forschungs- und Entwicklungsjahre gelohnt haben.
Ergänzende Informationen zu: Organische Halbleiter**
Zum Patentportfolio der Fonds gehört u. a. auch die Patentanmeldung der Technischen Universität Darmstadt für organische Halbleiter. Kombiniert mit der Braunschweiger Erfindung eröffnen organische Halbleiter den Zugang zu weiteren innovativen Lösungen im Bereich Polymerelektronik. Außerdem können die patentierten organischen Halbleiter in sogenannten organischen Feld Effekt Transistoren (OFET) eingesetzt werden. OFETs sind elektronische Bauelemente, die unter anderem auch zur aktiven Ansteuerung von Displays verwendet werden. Erste OFETs der neuen Bauweise wurden bereits realisiert und weisen ein sehr gutes elektronisches Schaltverhalten auf. Durch die erstmalig realisierbare Kombination von OLED und OFET können kostengünstige und weniger toxische Displays hergestellt werden, die allen Richtlinien der EU entsprechen und quecksilberhaltige Bauteile vollständig ersetzen können.
*Die Patente sind Eigentum der ZYRUS Beteiligungsgesellschaft mbH &Co. Patente I KG
**Die Patente sind Eigentum der Dritte Patentportfolio Beteiligungsgesellschaft mbH & Co. KG
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