OLED-Displays: Auf den Klebstoff kommt es an

Sauerstoff und Feuchtigkeit sind Gift für OLEDs. Deshalb hat Delo Industrie Klebstoffe mit Delo Katiobond einen Klebstoff entwickelt, der nur sehr geringe Mengen an Sauerstoff und Feuchtigkeit durchlässt und gleichzeitig gut auf Glas haftet.

OLEDs bestehen aus einer selbst leuchtenden Anordnung halbleitender Schichten aus organischen Substanzen. Sowohl leuchtende Polymere als auch das Kathodenmaterial – in vielen Fällen Kalzium – in der OLED würde beim Eindringen von Sauerstoff und Feuchtigkeit angegriffen und zerstört. Zum Schutz vor solchen Einflüssen wird die OLED zwischen zwei Glasplatten verkapselt.

Dr. Daniel Lenssen, Branchenmanager Display Applications bei Delo, erklärt: »Die OLED-Schichtstruktur sitzt auf einem Glassubstrat. Am Rand der OLED-Struktur bringen wir den Klebstoff auf, der das Deckglas hält.« Um die Klebstoffe – unter Licht oder UV-Strahlen härtende Epoxidharze – aufzubringen, eignen sich beispielsweise Nadel-Dispenser oder Siebdrucker. Fällt von unten durch das Substratglas Licht – meistens UV-Strahlen – härten die Klebstoffe aus. »Bereits nach 30 bis 60 Sekunden ist der Klebstoff so fest, dass kein thermisches Nachhärten erforderlich ist und sich die OLED direkt weiter bearbeiten lässt.

Viele der marktüblichen Standardkleber benötigen dagegen einen weiteren Warmhärtungsschritt«, sagt Lenssen. Glas schützt die OLEDs vor Sauerstoff und Feuchtigkeit. Damit die OLEDs lange leben, darf der Klebstoff auch diese OLED-Gifte nicht durchlassen. Wie hoch die Durchlässigkeit überhaupt sein darf, um eine vorgegebene Lebensdauer zu erreichen, hängt von der Größe des Displays ab: Mit zunehmender Displaygröße steigt die OLED-Fläche proportional schneller als der Umfang des Displays, durch den die Feuchtigkeit eindringen kann.

Entscheidende Parameter

Die Durchlässigkeit wird als Permeationsrate (water vapor transmission rate=WVTR) in g/m²*d gemessen. Sie gibt an, wie viel Gramm Wasser an einem Tag durch eine Klebstoffschicht mit einer Fläche von 1 m² und einer Dicke von 1 mm hindurch tritt. Neben einer niedrigen Permeation gibt es noch einen weiteren entscheidenden Parameter: Die Diffusion entlang der Grenzfläche zwischen Klebstoff und Glas. Sie hängt von einer guten Adhäsion des Klebstoffs auf dem Glas ab.

Dabei zählt nicht nur die Anfangsfestigkeit, sondern vor allem die Langzeitbeständigkeit der Verklebung. Die Adhäsion muss so hoch sein, dass keine Diffusion entlang der Oberfläche stattfindet. »Wir haben zu Versuchszwecken die verklebten OLEDs insgesamt 2500 Stunden bei 85 °C und 85 Prozent Luftfeuchtigkeit eingelagert. Sogar nach dieser langen Zeitspanne betrug die Leuchtdichte noch mehr als 50 Prozent. Mit den gemessenen WVTR-Werten gehören unsere Produkte zu den leistungsfähigsten Klebstoffen zur Verkapselung von OLEDs, die wir derzeit auf dem Markt finden.«

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2. Nicht nur für kundenspezifische Kleinserien geeignet