OLEDs direkt auf Textilien drucken
Es ist eine Arbeit über Grenzen hinweg. Das Institute for Interfacial Process Engineering and Plasma Technology IGVP an der Universität Stuttgart sowie das Institute for Materials Research im belgischen Diepenbeek forschen zusammen daran, wie man organische LEDs (OLEDs) direkt auf Textilien drucken kann. Denn, davon sind beide Fakultäten überzeugt, Smart Textiles mit Light Emitting-Eigenschaften eröffnen eine neue Welt von innovativen Anwendungsmöglichkeiten. Neben der Nutzung als Schutz- oder Sicherheitsbekleidung für Straßenarbeiter, Polizei und Feuerwehr, können OLED-Textilien auch in der In- und Outdoorbekleidung Anwendung finden. Leucht-Tapeten oder textile Banner und Flaggen in der Werbung sind eine andere Möglichkeit. Aber auch medizinische An-wendungen beispielsweise in der Lichttherapie sind denkbar.
OLED-Stapel aus ultradünnen Lagen / Quelle: Institute for Materials Research (IMO)
Um Licht emittierende Eigenschaften zu erhalten, werden OLEDs direkt auf ein textiles Trägermaterial gedruckt. Diese OLEDs bestehen aus vier bis sechs ultradünnen Lagen, einem „Stapel“ von maximal 0,5 Mikrometer, so dass die Flexibilität und das normale Drapierverhalten des textilen Trägermaterials erhalten bleiben. Sie zeichnen sich durch starke Leucht-kraft und äußerst geringen Energiebedarf aus. Damit die OLEDs im Kon-takt mit Sauerstoff oder Wasser nicht beschädigt werden, verschließt man sie mittels einer Isolierlage bzw. Einkapselung.
Da die Oberflächenunebenheiten der meisten textilen Trägermaterialien im Mikrometerbereich liegen und die Dicke der Lagen in einem OLED-Stapel sowie deren Isolierung nur Nanometer ausmacht, ist es wichtig sich anfangs zu verdeutlichen, welchen Einfluss die Lagen zwischen OLED-Stapel und Trägermaterial auf die Oberflächeneigenschaften haben. Diese Ausgleichslagen (engl. smoothing layers) können beispielsweise aus Polyurethan oder Acryl sein. Im nächsten Schritt werden die Ausgleichs-lagen mittels Plasmatechnik aufgebracht. Anschließend wird ihre Trans-parenz, chemische Zusammensetzung und Barrierefunktion gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf gemessen. Auf die smoothing layer wiede-rum wird dann der OLED-Stapel appliziert. Dazu nutzt man Spin-Coating und Aufsprühtechniken. Anschließend werden Licht-Output und Leuchtef-fizienz evaluiert. Die oberste Stapellage wird mit einer abschließenden Einkapselung versehen und schließlich die Eigenschaften (z.B. Leucht-kraft, Effizienz, Energieverbrauch) der OLEDs geprüft und mit denen an-deren Energieträgern wie PET-Folie oder Glassubstrat verglichen.
Fazit der belgisch-deutschen Zusammenarbeit: Es ist gelungen, effiziente OLEDs auf textile Substrate zu drucken, die für eine Vielzahl an Anwendungsgebieten und Einsatzmöglichkeiten genutzt werden können.
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