Bei der Herstellung von organischen Leuchtdioden (OLED) und organischer Photovoltaik (OPV) wird zwischen der Aufdampfung im Vakuum (eng. vacuum deposition) und der flüssigprozessierten Auftragung der Funktionsmaterialien mit Hilfe eines Lösungsmittels unterschieden. Die flüssigprozessierte Auftragung bietet enorme Vorteile hinsichtlich der Produktionsgeschwindigkeiten und der Produktionskosten. Bei diesem Verfahren werden die Funktionsmaterialien, welche in Form von niedermolekulare Verbindungen (eng. small molecules), Polymeren, Dispersionen und anorganischen Verbindungen vorliegen, in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gelöst. Diese Lösung wird anschließend mit einem geeigneten Beschichtungsverfahren auf das Substrat aufgebracht und das Lösungsmittel im Trocknungsschritt wieder entfernt. Durch dieses Verfahren können dünne Schichten mit Schichtdicken von 10 bis 500 nm aufgebracht werden. Im Labormaßstab wird vorwiegend die Rotationsbeschichtung (eng. spin coating) und die Rakelbeschichtung (eng. knife coating) eingesetzt, während in der industriellen Produktion das Schlitzgussverfahren (eng. slot die coating) eingesetzt wird.

Links: TFT-Hochpräzisionsschlitzgussanlage am Innovationlab in Heidelberg.
Mitte: Am InnovationLab hergestellte OLED im Klavierlayout (in Kooperation mit IDD, LTI und Merck KGaA).
Rechts: Im TFT Beschichtungs- und Drucklabor hergestellte OPV

Die Arbeitsgruppe „Thin Film Technology“ am Institut für Thermische Verfahrenstechnik beschäftigt sich intensiv mit der Erforschung des Schlitzgussverfahrens in Verbindung mit der organischen Elektronik. Dafür stehen Anlagen für die batchweise Beschichtung für den Labormaßstab bis hin zu einer kompletten Pilotbeschichtungsanlage zur Verfügung.

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein besseres Verständnis für die Vorgänge beim Start und Stopp des Beschichtungsprozesses bei der Beschichtung von Fluiden, wie sie bei der organischen Elektronik benutzt werden, erarbeitet werden. Der Fokus soll dabei auf der Charakterisierung der Bauteile in der Fluidzufuhr vor der Schlitzdüse liegen, wie zum Beispiel der Fluidpumpe, einem Filter, einem Bypass-Ventil und Verbindungsschläuche. Im ersten Schritt soll aufbauend auf vorhandenen Erkenntnissen bei der Beschichtung von hochviskosen Elektrodenpasten für Lithium-Ionen-Batterien ein einfacher Versuchsaufbau erstellt werden. Mit diesem Aufbau werden die relevanten Parameter für die verschiedenen Bauteile einzeln und in Kombination bestimmt. Aufbauend auf den Erkenntnissen aus diesen Messungen soll der Beschichtungsaufbau für eine Batch-Beschichtung und für eine intermittierende Beschichtung optimiert werden.

Die Versuche finden im TFT Beschichtungs- und Drucklabor im Inkubator am Campus Nord sowie am Innovation Lab in Heidelberg statt. Für die Anfahrt nach Heidelberg steht der Arbeitsgruppenbus zur Verfügung.

Der Umfang der Arbeit wird auf den Bearbeitungszeitraum (BA / MA) der Arbeit angepasst.