Schlau gedruckt: Wenn Folien Strom erzeugen und Glas leuchtet

Neuartige Tinten für Inkjet-Drucker erlauben es, organische Displays oder Solarzellen für den Einsatz in Architektur, Textilindustrie und vielen anderen Branchen auf Folie und Glas zu drucken. Diese und weitere Anwendungsbeispiele gedruckter Elektronik zeigt das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP auf der Printed Electronics Europe in Berlin vom 11. bis 12. April 2018.

Fraunhofer IAP auf der Printed Electronics Europe 2018: Stand K12

Sie wandeln Licht in Strom um oder umgekehrt: die Inkjet-Tinten, die Forscher am Fraunhofer IAP entwickeln, können sowohl auf feste Untergründe als auch auf flexible Folien gedruckt werden. So entstehen schnell und kostengünstig Solarzellen und organische Displays.

Die Fraunhofer-Wissenschaftler haben gemeinsam mit Forschungspartnern Verfahren entwickelt, um organische Photovoltaik-Elemente für den Einsatz in Architektur und für die Textilindustrie auf Folie zu drucken. Mit einem Solarmodul als Fassadenelement und einer stromerzeugenden Jacke stellen sie das Potenzial ihrer Verfahren auf der Messe vor.

Gedruckte Displays zum Zusammenrollen?

Auch für Displays werden Druckverfahren am Fraunhofer IAP angewendet. Mit Hilfe speziell entwickelter Tinten aus organischen Leuchtmitteln und Quantenpunkten drucken die Forscher zum Beispiel organische Leuchtdioden (OLEDs) und quantenpunktbasierte LEDs (QLEDs). Die Displays können ebenfalls auf unterschiedliche Materialien gedruckt werden. Durch den Druck auf Folie werden sie bis zu einem gewissen Grad biegsam. »Bis wir unsere Fernseher flexibel zusammenrollen können, haben wir aber noch ein wenig Forschungsarbeit vor uns«, erklärt Dr. Armin Wedel, Leiter des Forschungsbereiches Funktionale Polymersysteme am Fraunhofer IAP. »Zwar gibt es schon gebogene, und sogar rollbare Displays, noch müssen diese allerdings auf starre Rollen mit einem definierten Durchmesser aufgerollt werden«, so der OLED-Spezialist.

ESJET-Druck für hochauflösende OLEDs

Neue Perspektiven für die Herstellung gedruckter Displays ergeben sich durch den Einsatz des ESJET-Drucks (electrostatic printing). An diesem Verfahren arbeiten die Wissenschaftler am Fraunhofer IAP gemeinsam mit zwölf weiteren Partnern im Rahmen des Projektes Hi-Response, das von der Europäischen Union gefördert wird.

Das ESJET-Druckverfahren erlaubt den Einsatz einer größeren Bandbreite an Tinten, denn auch sehr viskose Tinten können verarbeitet werden. Das Drop-on-demand-System erlaubt außerdem, die Dicke der gedruckten Schicht sehr präzise einzustellen. Die gedruckten Strukturen können bis zu 1 Mikrometer klein sein. Künftig soll so der Druck hochauflösender, Aktiv-Matrix-angesteuerter OLEDs ermöglicht werden.

Quantenmaterialien für die Displayindustrie

Neben OLEDs forschen die IAP-Wissenschaftler auch an QLEDs auf Basis von Indiumphosphid-Quantenpunkten. Sie sind frei vom herkömmlich verwendeten giftigen Cadmium. Die bisherigen Ergebnisse sind wegweisend für die Industrie. Indiumphosphidbasierte QLEDs holen in vielen Bereichen den Leistungsvorsprung der cadmiumbasierten Systeme nach und nach auf. In der Leuchtdichte übertreffen Sie cadmiumbasierten QLEDs sogar bereits.

Dr. André Geßner stellt die Forschungsergebnisse in seinem Vortrag vor:

„Concept For Full Color QD-Displays“
Donnerstag, 12. April, 10.00 bis 10.20 Uhr
Estrel Convention Center, Berlin; Raum II

Förderung
Solarbetriebene LED-beleuchtete Fahrradjacke | Dieses Projekt wurde mit Mitteln BMBF im Rahmen des Projektes EPOS, BMBF FKNZ 03EK2529 finanziert.

Photovoltaik als Ersatz für ITO-Elektroden | Dieses Projekt wurde aus Mitteln des EU-Programms H2020-NMP-PILOTS-2014 im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 646296 finanziert.

ELQ-LED | Dieses Projekt wurde aus Mitteln des BMBF unter dem Förderkennzeichen 13N14421 finanziert.

Foto: Flexible Photovoltaikelemente, hergestellt auf der Pilotanlage des Fraunhofer IAP. © Fraunhofer IAP