Vakuum-Montagemaschine für OLED, DSSC und E-Paper
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Zellformierungsprozess für OLED, DSSC und E-Paper

Organische Licht-emittierende Displays OLEDs, OLED Beleuchtungen, farbempfindliche Solarzellen DSSC und elektronische Papierdisplays EPD oder e-Papiere sind unterschiedliche Produkte, haben aber einen ähnlichen Aufbau. Sie alle bestehen aus Abbeckgläsern oder -folien, oberen und unteren leitenden Schichten und besitzen dazwischen verschiedene Flüssigkeiten, gelartige oder weiche organische Schichten. Hier ist ein kurzer, vereinfachter Überblick über die drei Produkte:

OLED

Organic light emitting displays oder OLEDs bestehen aus einem Substrat mit einer transparenten, leitenden Schicht auf die zwei organische Halbleiterschichten aufgebracht werden. Die eine Schicht dient als Emitter für Elektronen, die andere hat lochleitende Eigenschaften (hole transportation layer, HTL). Die Kathode ist meist eine metallische Schicht, worüber sich ein Abdeckglas oder eine Abdeckfolie befindet. OLEDs können als Display oder aber auch einfach als Beleuchtungseinheit aufgebaut sein (OLED-Licht).

Organisches lichtemittierendes Display OLED

DSSC

Dye sensitive solar cells DSSC, auch Grätzelzellen genannt, sind Dünnschichtsolarzellen. Sie bestehen aus Elektroden, porösem Titandioxid mit einer sehr großen Oberfläche, die mit molekularem Farbstoff bedeckt ist und einem wässrigen Elektrolyten. Licht verursacht die Emission von Elektronen aus den Farbstoffmolekülen, die vom Titandioxid an die transparente Anode weitergeleitet werden. Über den jodhaltigen Elektrolyten wird das fehlende Elektron im Farbstoff wieder ersetzt. Durch Sonnenlicht wird ein Stromfluss induziert.

farbsensitive Solarzellen, DSSC

EPD

Electronic paper display EPD oder E-Papiere bestehen aus einer Substratschicht mit einer reflektierenden Elektrode, lithographisch aufgebauten Pixelwänden und e-Tinte, bestehend aus geladenen, farbigen oder weißen Pigmenten in einer Flüssigkeit, sowie einer oberen Elektrode und einer Abdeckschicht. Beim Anlegen von Spannung wechseln die Pigmente Ihre Position und dunkle oder weiße Pixel bilden sich. In den meisten Fällen werden flexible Abdeckschichten (Folien) eingesetzt.

elektronisches Papier

Vakuum-Montagemaschine für OLED, DSSC und E-Paper

Für die Herstellung von organischen, lichtemittierenden Displays OLEDs, OLED-Beleuchtungen, farbempfindlichen Solarzellen oder Grätzelzellen sowie elektronischen Papierdisplays EPD oder e-Papieren können ähnliche Techniken eingesetzt werden um die Zellen aufzubauen. In allen Fällen muss ein unteres Substrat mit einer speziellen Beschichtung mit einem oberen Glas oder einer oberen Folie auf der meist die Dichtung aufgebracht ist, verbunden werden. Das Zusammenfügen der beiden Gläser oder Folien muss unter Vakuum erfolgen, um den Einschluss von störenden Gasblasen zu vermeiden. Die beiden Schichten müssen dann zusammengepresst werden um einen guten Kontakt der zu verbindenden Schichten herzustellen. Der Druck darf aber nicht zu groß werden um ein seitliches Herausquetschen von Beschichtung oder Dichtungsmaterial zu vermeiden. Die Dichtung muss dann ausgehärtet werden um eine stabile Zelle zu schaffen. In den meisten Fällen ist es ein Vorteil, wenn diese Aushärtung geschehen kann, solange die beiden Schichten noch zusammengepresst werden.

Schematische Aufbau einer Vakuummontagemaschine für OLED, DSSC und E-Papier

Joyo Engineering hat für die Herstellung von OLEDs, DSSCs und EPDs oder E-Papieren eine Montagemaschine entwickelt. Sie besteht aus einer Vakuumkammer, die durch eine UV-transparente Folie in zwei Teile geteilt ist. Zunächst wird das untere, beschichtete Substrat in den unteren Teil der Vakuumkammer eingebracht. Dann wird das zweite Substrat, auf das in den meisten Fällen die Dichtungsmasse aufgebracht ist ebenfalls eingeführt und korrekt positioniert. Nach Evakuierung der Kammer werden die beiden Substrate zusammengefügt. Anschließend fährt der Probenhalter nach oben bis die Substrate die Trennfolie zum oberen Teil der Vakuumkammer berühren. Wenn nun der obere Teil der Vakuumkammer belüftet wird, werden die beiden Schichten zusammengepresst und die Trennfolie übt einen Druck bis zu 1 atm auf die Zelle aus. Nun kann eine UV-Lichtquelle, die über der Kammer montiert ist über eine Maske gezielt die Dichtungen belichten und aushärten, solange die beiden Schichten immer noch zusammengepresst werden. Auf diese Art und Weise kann der gesamte Zellmontagevorgang in einer einzigen Maschine ausgeführt werden. Die Maschine kann entweder für manuelle Beladung ausgelegt werden, oder aber vollautomatisch in eine kontinuirliche Fertigungslinie integriert werden. Sie kann für alle gängigen Substratgrößen ausgelegt werden.

Vakuum-Montagemaschine für OLED, DSSC und E-Papiere

Integrierte Befüllung mit Flüssigkristallen, ODF-Technologie

Vakuum Montage-Maschinen lassen sich für die Herstellung normaler LCD-Displays sehr gut kombinieren mit der integrierten Befüllung der Zellen mit Flüssigkristallen. Diese Technologie wird one drop filling ODF-Technologie genannt, weil exakt die Menge an Flüssigkristall, die nötig ist um die Zelle zu füllen vor der Zusammenfügung der Glasplatten auf die unter Glasplatte dosiert wird. Diese Methode erfordert eine hochpräzise Dosierung, da bei zu großer Menge die Zelle beim Montieren und Zusammenpressen überläuft und bei zu geringer Dosiermenge Blasen zurückbleiben. Die Montage unter Vakuum ist nötig um Gaseinschlüsse zu vermeiden.

ODF one drop filling

Joyo Engineering und Crystec freuen sich darauf, für sie eine kostengünstige Anlage aufzubauen, die Ihren strengsten Anforderungen entspricht.

Crystec Technology Trading GmbH diskutiert mit Ihnen gerne weitere Details.
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