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Neue Substrate für die hohen Anforderungen von OLEDs

Die Anforderungen organischer Leuchtdioden (OLED) an ihre Trägersubstrate sind hoch. SemiQuarz Wafer hat diese identifiziert und Substrate entwickelt, die die geforderten Standards übertreffen.
(PM) Allershausen, 22.03.2011 - Organische Leuchtdioden (OLED) stellen immer höhere Anforderungen an die Trägersubstrate. Das gilt insbesondere für Glassubstrate und liegt vor allem in zwei Trends begründet: Zum einen werden die Displays der Endgeräte immer größer, womit auch der Durchmesser der benötigten Substrate zunimmt. Besonders bei diesen Größen muss die Substratoberfläche möglichst gleichmäßig beschaffen sein, was einen noch komplexeren Produktions- und Polierprozess als bei kleinen Substraten erfordert. Zum anderen werden die lichtemittierenden Bauelemente einer OLED und die notwendige, zugehörige Ansteuerelektronik immer häufiger auf einem gemeinsamen Trägermaterial vereint. Der Vorteil: Die Endgeräte – zum Beispiel Smartphones – können trotz großem Display kompakter werden. SemiQuarz Wafer hat die Anforderungen, die mit diesen beiden Trends für die Substrate einhergehen, identifiziert und Technologien entwickelt, welche die relevanten Kriterien erfüllen.

Geometrische Eigenschaften: Hermitizität und Rauhigkeit

Ob ein Glassubstrat für die aktuellen Herausforderungen der Branche geeignet ist, hängt im Wesentlichen von zwei Kriterien ab: von der Geometrie der Substrate und von ihrem Material. Geometrische Anforderungen richten sich in erster Linie an die strukturelle Beschaffenheit (Hermetizität) der Oberfläche, welche sich in eine lokale und eine globale Betrachtungsweise differenzieren lässt. Primär muss dabei auf eine sehr homogene lokale Nanotopographie (Rauhigkeit von max. 10 nm) geachtet werden, da daraus resultierende Schichtdickenschwankungen im OLED-Aufbau zu Farbverschiebungen, Inhomogenitäten in der Leuchtdichte oder im schlimmsten Fall zu punktuellen Kurzschlüssen – und damit zu einer deutlichen Verkürzung der Lebensdauer des betreffenden Pixels – führen können. Des Weiteren wird eine möglichst ebene globale Topographie gefordert, deren Abweichung in TTV (Total Thickness Variation) gemessen wird und entscheidend für die Qualität des aufgebrachten OLEDs ist.

Anforderungen an das Material

Als zweites Kriterium für die Eignung eines Substrats lässt sich das Material selbst definieren. Bisher kommerziell genutzte Kunststoffsubstrate weisen eine zu hohe Durchlässigkeit für Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit auf, die die Struktur der Kathode schädigen und damit die Funktionsweise der OLED beeinträchtigen. In Untersuchungen hat SemiQuarz Wafer festgestellt, dass die Permeationsrate des Substrats einen Grenzwert von 1 x 10-6 g/m² pro Tag bei 25 Grad Celsius nicht überschreiten sollte, da es ansonsten zu Funktionsstörungen der OLED kommen kann. Darüberhinaus werden besondere Anforderungen an die Substrate bezüglich chemischer Beständigkeit, Temperaturstabilität und Feuchtigkeitssensibilität gestellt.

Substrate aus dem Hause SemiQuarz Wafer haben sich etabliert

Die ausgehend von diesen Erkenntnissen entwickelten Produkte aus dem Hause SemiQuarz Wafer erfüllen diese Anforderungen. Sie haben sich bereits als geeignetes Substrat für OLED-Anwendungen etabliert. Mit einer TTV (Total Thickness Variation) von < 2 µm und einer Rauhigkeit von < 0,3 nm übertreffen sie die geforderten Qualitätsstandards sogar um ein Vielfaches. Ein Beispiel, das diese Zahlen veranschaulicht: Die Höhenunterschiede auf der Oberfläche eines Substrats betragen durchschnittlich nur das 1/30 der Dicke eines Haares. Die Rauhigkeit von 0,3 nm entspricht in etwa 30 Angström und damit lediglich 10 Atomlagen. Charakteristisch für die Substrate von SemiQuarz Wafer ist ihre extrem hohe chemische Reinheit und ein gutes Transmissionsverhalten – von Infrarot- bis Ultraviolettstrahlung.
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SemiQuarz Wafer ist einer der weltweit führenden Hersteller von maßgeschneiderten Quarz-, Glas- und Saphirwafern. Die Produkte des 2010 gegründeten Unternehmens werden als Basis- und Trägermaterial in der Mikrosystemtechnologie ...
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