Funktionale Schichten und Multi-Material-Schichtsysteme für Sensorik, Elektronik und Optik
Verschleiß- und Korrosionsschutzschichten für Werkzeuge und Bauteile
Tribologische Schichten für hochbeanspruchte Komponenten
Lasernachbehandlung nano- und mikropartikulärer Schichten
Kombinationsverfahren aus nasschemischen Beschichtungsverfahren (z. B. Tauchbeschichten, Rotationsbeschichten, Ink-Jet, Sprühverfahren, Dispensen, Siebdruck, Tampondruck) und Lasernachbehandlung
Thermoelektrische Dünnschichtsysteme
Durch spezielle Technologien und Verfahrensauslegungen lassen sich mit dünnen Schichten funktionale Bauteile erzeugen. Thermoelektrische Bauteile (TE-Bauteile) werden traditionell aus Massivmaterialien hergestellt. Seit einigen Jahren gibt es Ansätze, TE-Bauteile in Dünnschichttechnologie herzustellen. Fraunhofer IPM hat im Projekt Micropelt gemeinsam mit der Infineon AG das erste waferbasierte Produktionsverfahren für thermoelektrische Konverter in Dünnschichttechnologie und Mikrostrukturtechnik entwickelt. Solche Konverter zeichnen sich durch extrem hohe Leistungsdichten aus. Ihre verbesserte Dynamik ermöglicht punktgenaues, schnelles Kühlen.
Organisch-Elektronische Dünnschichtsysteme
Eine weit über die Verwendung klassischer Beschichtungstechnologien hinausgehende Anwendung von Dünnschichtverfahren ist die Herstellung organischer Halbleiterbauelemente, wie sie am Fraunhofer FEP verfolgt werden. Organische Halbmaterialien ermöglichen großflächige Bauelemente, wie z. B. organische Leuchtdioden (OLED) oder organische Solarzellen auf flexiblen Trägermaterialien.
Mit Modulen auf dünnen Substraten wie Metall- und Polymerfolien oder ultradünnem flexiblem Glas können unter anderem völlig neuartige Beleuchtungslösungen (z. B. in gekrümmte Oberflächen integriert) geschaffen werden. Von besonderer Bedeutung ist auch eine mögliche Transparenz der Module. Anwendungen sind vor allem dort zu finden, wo designerische Anforderungen mit Effizienz und Leichtgewichtigkeit verbunden werden, wie besonders im Automobil- und Flugzeugbau, aber auch bei der Integration in Möbel, Inneneinrichtungen oder Verpackungen.
Kompetenzen entlang der gesamten Wertschöpfungskette für flexible OLED-Module – vom blanken Substrat bis hin zu einer integrierten Leuchte sind z.B. am Fraunhofer FEP vorhanden. Es werden Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen für alle Entwicklungen bis hin zu kundenspezifischen Layouts auf Prototypenlevel in Kleinserie angeboten werden. Zahlreiche Prozesse und Anlagen, sowie mehrere Reinräume sind verfügbar, wodurch Produktentwicklungen und –innovationen durch Kombination der Verfahren und Prozesse ermöglicht werden. Es stehen verschiedene Beschichtungsmöglichkeiten, wie Vakuumverdampfung von organischen und anorganischen Materialien, die Atomic Layer Deposition (ALD), genauso wie Druck- und Laminationsverfahren sowie Laser-Ablation, zur Verfügung. Viele dieser Prozesse können ohne Vakuumbruch oder unter Inertbedingungen durchgeführt und kombiniert werden.
Diese präparativen Technologien werden durch leistungsfähige Mess- und Charakterisierungseinrichtungen für die elektrische und optische Analyse von OLED, Solarzellen und Photodioden, ergänzt.
Typische Anwendungsfelder für organische Halbleiterbauelemente sind:
OLED auf flexiblen Substraten (Metall- und Polymerfolien, ultradünnes flexibles Glas,…)
Flexible OLED Beleuchtung
Organische Photovoltaik (OPV)
Organische Photodioden (OPD)
Flexible Solarmodule
Transparente Solarzellen
OLED-Mikrodisplays
OLED Mikrostrukturen
Farbvariable OLED
Fraunhofer-Verbund Light & Surfaces
