Gebogene TV-Geräte im XXL-Format, flexible Mobiltelefone und voll­flächig leuchtende Wände: Was zum Teil noch wie Zukunfts­musik klingt, steht beim Klebeband-Hersteller tesa schon seit vier Jahren in der „Partitur". Zurzeit testen Kunden neuartige Tapes, die in der Reinraum-Einheit hergestellt ­werden, für OLED-Anwendungen.

Vier Buchstaben elektrisieren die internationale Elektronikindustrie: OLED. Dahinter verbergen sich organische Licht-emittierende Dioden (engl. Organic Light Emitting Diodes; siehe Info-Kasten). Die OLED-Technologie ist für Bildschirme, unter anderem in Smartphones, Tablet-Computern und TV-Geräten, sowie für Displays bestens geeignet. Ein weiteres Einsatzgebiet mit nahezu unbegrenzten Möglichkeiten sehen Experten im Bereich der großflächigen Raumbeleuchtung (Lighting). Zum Beispiel könnten die industriell gefertigten „Glühwürmchen" in naher Zukunft komplette Fenstergläser ersetzen; auch im Bad dürfte eine Kombination aus Spiegel und Lampe mittelfristig Standard sein. Laut dem Marktforschungsinstitut DisplaySearch wird bereits im Jahr 2019 ein weltweites Marktvolumen von mehr als 30 Mrd. € allein für OLED-Displays angenommen. Bis dahin erwarten Experten in diesem Bereich durchschnittliche jährliche Wachstumsraten von 35 %. Eine Untersuchung zum weltweiten Umsatz mit TV-Geräten auf OLED-Basis sagt für das Jahr 2014 einen Wert von mehr als 10 Mrd. € vorher; für 2017 werden rund 12,6 Mrd. € prognostiziert. Im vergangenen Jahr verzeichnete dieses Segment ein globales Umsatzvolumen von 365 Mio. € (Quelle: Statista, 2014).

Anfälligkeit gegen Luftfeuchtigkeit
Ein Schlüsselproblem der OLED-Technologie: Für eine breite Anwendung in der Elektronikindustrie ist - neben möglichst niedrigen Materialkosten - entscheidend, dass der gesamte Prozessablauf während der Geräte-Herstellung hocheffizient ist. Da OLEDs den großen Nachteil haben, dass sie überaus anfällig gegenüber Umwelteinflüssen sind, müssen die sensiblen Substrate mit höchster Präzision verkapselt werden. Ansonsten drohen später kleine „schwarze Löcher".
Als eine Methode, OLEDs wirksam vor Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit zu schützen, haben sich Spezial-Klebebänder erwiesen. 2010 startete tesa damit, einerseits den Markt „auszuleuchten", andererseits auch im Bereich Forschung und Entwicklung die technologische Machbarkeit auszuloten. In enger Zusammenarbeit mit der Grundlagenforschung und Produktentwicklung näherten sich die Teams schrittweise jenem Standard an, der seitens der Industrie verlangt wird. Welche hohen Anforderungen an die Tapes gestellt werden, macht folgender Vergleich deutlich: Hinsichtlich der OLED-Verkapselung gilt für die Wasserdampf-Durchlässigkeit - die sogenannte Water Vapor Transmission Rate (WVTR) - ein 100.000-mal niedrigerer Wert, als ihn beispielsweise die Lebensmittelbranche für Milchtüten vorschreibt. In der Praxis bedeutet dies: Über viele Jahre hinweg dringt bei Raumtemperatur in die durch tesa Barriere-Tapes abgedichteten OLEDs keine Luftfeuchtigkeit.

Technologie mit Doppel-Effekt
Sauerstoff und Wasserdampf von außen abzuhalten, ist das eine. Doch was passiert mit der „inneren" Restfeuchtigkeit, die jede Klebmasse aufweist? Um der Kundenanforderung von extrem trockenen Klebebändern nachzukommen, hat tesa in seinem Forschungszentrum die weltweit einzigartige DrySeal Liner Technology entwickelt. Diese patentierte Technologie beinhaltet ein innovatives System, das wie ein Schwamm funktioniert. Schon beim Transport der in Aluminium-Behälter eingeschweißten Tapes bewirkt eine Trennfolie, dass die doppelseitigen Klebebänder ihre Restfeuchtigkeit abgeben. Während der OLED-Verkapselung im Produktionsprozess des Kunden wird diese, mit kleinsten Flüssigkeitsmengen angereicherte Folie entfernt.
Die dünnen, doppelseitig klebenden tesa Barriere-Tapes eignen sich sowohl für sämtliche OLED-Display-Anwendungen der Gegenwart, zum Beispiel in Mobiltelefonen, als auch für Lichtquellen im Endverbraucher-Segment. „Unsere marktreifen Klebebänder machen jede Evolution in der Elektronikindustrie mit. Aufgrund ihrer Produkt-Eigenschaften sind sie geradezu prädestiniert, schon demnächst in flexiblen OLED-Bauelementen zum Einsatz zu kommen", erklärt Industrievorstand Dr. Robert Gereke. „Darüber hinaus eröffnet uns der Bereich ‚Lighting‘ völlig neue Wachstumschancen." 

Tapes für effiziente Prozesse
Seit Dezember 2013 gibt es die inzwischen dritte Generation von tesa Barriere-Klebebändern. Diese befinden sich zurzeit bei Geräteherstellern und Zulieferern der Elektronikindustrie, darunter etliche Global Player, im Kundentest. Die in der Reinraum-Einheit gefertigten transparenten Tapes, basierend auf einer neuen Massen-Mixtur, verkapseln vollflächig das im Vakuum aufgedampfte OLED-Material. Angeboten werden die Produkte als Rollenware in 25 und 50 µm (1 µm = 1/1000 mm) Dicke. Beide optisch klaren Klebebänder lassen sich in „starren" Produktionsprozessen sowie im Rolle-zu-Rolle-Verfahren schnell und sicher verarbeiten. Wechselwirkungen zwischen OLED-Materialien und Barriere-Tapes treten nicht auf. Zwecks Weiterentwicklung der Verkapselungstechnik von „Glühwürmchen" kooperiert tesa sowohl mit führenden Consumer-Electronics - als auch Display-Produzenten in Asien und Nordamerika.