Messung der Interdiffusion in Mehrschichtsystemen

Bei der Herstellung von Organische Leuchtdioden (OLEDs) aus der Flüssigphase (siehe Projekt „Herstellung großflächiger OLEDs“) ist die zentrale Herausforderung die Verhinderung der Vermischung der einzelnen Schichten. Nur unvermischte Systeme erreichen die erforderliche Effizienz. Der kritische Prozessschritt ist dabei die Applikation des zweiten Flüssigkeitsfilmes auf die erste, trockene Schicht. Die komplette Prozesskette für zwei Modellstoffsysteme ist in Abbildung 1 gezeigt.

Abb. 1: Prinzip der schrittweisen Applikation von OLED-Mehrlagensystemen aus der Flüssigphase

Um die Interdiffusion mehrerer Feststoffe in Anwesenheit von Lösemittel charakterisieren zu können, wird die am Institut entwickelte inverse Mikro-Raman-Spektroskopie (IMRS) verwendet (Prinzipskizze siehe Abbildung 2). Damit ist es möglich lokal und zeitlich aufgelöste Zusammensetzungen der Merlagensysteme zu messen. Da OLED-Materialien selbst lichtaktiv sind, müssen Ersatzstoffsysteme für die Experimente verwendet werden. Die Filme der Ersatzstoffsysteme werden im Rakelverfahren, sowohl von Hand oder automatisiert hergestellt (in Abbildung 3 gezeigt). Die Auflösung der Messtechnik erfordert zudem Arbeiten im Größenordnungsbereich von 10 bis 200 µm. Im Projekt „Simulation der OLED Prozessierung“ werden die erlangten Erkenntnisse dann auf die Größenverhältnisse in der Organischen Elektronik übertragen.

Abb. 2: Prinzip der IMRS-Messtechnik mit zu vermessender Doppelschicht (Quelle: BA T. Sommer)

Im Fokus stehen neben der Auswahl und Vermessung der Modellststoffsysteme die Entwicklung eines Modelles zur Beschreibung der Interdiffusion in den Mehrschichtsystemen. Gegenstand der Experimente sind die Untersuchungen unterschiedlichster Einflussfaktoren, wie beispielsweise Zusammensetzung, Temperatur und Löslichkeiten der Komponenten. Ein weiterer Aspekt der Arbeiten innerhalb des Projektes ist die Generierung von Stoffdaten, die zur Interpretation der Messdaten der IMRS erforderlich sind. Hierzu zählen beispielsweise Viskositäten, Löslichkeiten, Wechselwirkungsparameter und Brechungsindices.

Abb. 3: Handrakel zur Beschichtung der Filme (Quelle: BA T. Sommer)

Danksagung:

Dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.