Forschungsansätze zur Entwicklung von Produkt- und Prozessinnovationen HSMW 2017

In AP1 wird mid-IR Laserstrahlung zum Prozessieren, d. h. Abtragen, Modifizieren u. W., dünner Schichten der OE eingesetzt. Die Anregung erfolgt hierbei resonant und selektiv an definierten Bin-dungen der in den Schichten enthaltenen organischen Verbindungen, wobei die Moleküle nicht photoablatiert und dadurch keine Radikale gebildet und somit schonender abgetragen werden. Das Abtragen definierter Schichten wird stoffspezifisch durch Selektion einer geeigneten Wellenlänge der mid-IR Femtosekunden- Laserstrahlung eingestellt. Die während der Laserstrahlung-Materie-Wechselwirkung stattfindenden Prozesse, sowie die resultierenden Folgeprozesse, werden mit vorhandener selbstentwickelter ultraschneller Diagnostik zeitlich und räumlich aufgelöst detektiert.

Ziele sind die Ermittlung von Prozessparametern zum resonanten und zwei-Photonen-resonanten Abtragen dünner organischer Schichten und die Erweiterung des Prozessverständnisses des resonanten Abtragens durch orts- und zeitaufgelöste Messungen der Dynamik des Abtragens.

Der Wirkungsgrad und die Lebensdauer von Bauteilen der organischen Elektronik, wie OLED (Organische Leuchtdioden) und OPV (Organische Photovoltaik) Module, soll durch Reduktion der wärme-beeinflussten Zone (heat affected zone - HAZ) beim Laserabtragen von dünnen organischen Schichten vergrößert werden. Hierzu wird ein neues selektives und schonendes Verfahren zum Abtragen von dünnen organischen Schichten mittels resonanter Anregung mit mid-IR Femtosekunden-Laserstrahlung validiert.

Mit einer neuartigen vorhandenen ultraschnellen Diagnostik zur Erfassung der Dynamik des resonanten Abtragens wird der komplexe Prozess des Abtragens eingehend untersucht und insbesondere das Abtragen mittels resonanter Anregung besser verstanden.

Eine noch größere Selektivität des Verfahrens wird beim Abtragen der dünnen organischen Schichten durch zwei-Photonen-resonante Anregung dünner organische Schichten erwartet. Durch die selektive Anregung mit hoher Ortsauflösung können auch komplexe OE-Bauteile laser-prozessiert werden, ohne darüber oder darunter liegende Schichten zu beeinflussen.