DE102012025567A1

DE102012025567A1 - Konvexe Gitterstruktur und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102012025567A1
Application number: DE201210025567
Authority: DE
Inventors: Maik Langner; Daniel Kasemann; Karl Leo; Jens Drechsel; Thomas Asperger
Original assignee: Technische Universitaet Dresden; Creaphys GmbH
Current assignee: Technische Universitaet Dresden; Creaphys GmbH
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-04-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optisch (halb-)transparente Elektrode auf einem (halb-)transparenten Substrat, bestehend aus einem flächigen Anteil sowie einem elektrisch leitfähigen Stützgitter, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine rotationssymmetrische konvexe Geometrie besitzt und das Stützgitter eine Netzstruktur besitzt, die mindestens abschnittweise der Form einer geodätischen Kugel oder eines dazu dualen Körpers (Fußball) gleicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gitterstruktur für eine flächige, konvexe, transparente Elektrode eines 3-dimensionalen Formkörpers, vorzugsweise eines abschnittsweise kugelförmigen Hohlkörpers für flächige, optoelektronische Anwendungen wie beispielsweise organische Leuchtdioden, organische Photovoltaik sowie Verfahren zu dessen Herstellung.
Viele optoelektronische Anwendungen benötigen eine Schicht, die einerseits eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt und andererseits eine möglichst hohe optische Transparenz in einem relevanten Wellenlängenbereich, beispielsweise dem sichtbaren Spektralbereich, besitzt. Typischerweise sind diese Anforderungen gegensätzliche Ziele, da eine hohe Leitfähigkeit die Präsenz freier Ladungsträger in der Schicht impliziert, die wiederum durch ihre Bewegungsfreiheit in Dipol-Wechselwirkung mit elektromagnetischer Strahlung treten können und deren Transmission damit unterbinden oder zumindest erschweren. Für den sichtbaren Spektralbereich haben die besten erreichbaren Schichten, beispielsweise aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO) wie 100 nm ITO (In₂O₃:SnO₂), typischerweise eine Transmission von 90% und einen Flächenwiderstand von 10 Ω/☐. In vielen Anwendungen, vor allem bei großflächigen Bauelementen, ist dieser Wert nicht ausreichend für eine homogene Stromdichteverteilung über die flächige, transparente Elektrode. Um die Homogenität zu verbessern, werden häufig Metallnetze oder regelmäßige Metallgitter in die Elektrode eingebaut. Diese werden dabei hinsichtlich Segmentform und Segmentgröße optimiert, um insgesamt eine möglichst homogene Stromverteilung zu erreichen.
Stand der Technik
Aus der US000005293546A ist beispielsweise ein einfaches Metallgitter zur Verbesserung der mittleren Leitfähigkeit einer flächigen Elektrode bekannt. Das Metallgitter hat dabei It. Figur eine regelmäßige Struktur.
Aus der DE 10 2006 045 514 A1 ist ein weiteres Metallgitter bekannt, welches sogar ausschließlich, also ohne Kombination mit einer TCO-Schicht, als transparente Elektrode beschrieben ist. Dieses hat eine unregelmäßige Struktur, um der Aufmerksamkeit einer hindurchsehenden Person möglichst zu entgehen.
Die DE 000019804314 A1 beschreibt dagegen ein flächiges Metallgitter zur Unterstützung der Anodenleitfähigkeit eines elektrochromen Displays, das sowohl eine periodische als auch eine aperiodische Struktur haben kann.
Nachteile des Standes der Technik
Nachteilhaft an den beschriebenen unregelmäßigen Varianten dieser Gitter ist deren unsymmetrische Struktur innerhalb der durch die Netzlinien definierten Flächensegmente. Für eine homogene Charakteristik organischer, flächiger Bauelemente ist eine einheitliche Größe der Flächensegmente von großer Bedeutung. Diese sollten eine möglichst hohe Symmetrie aufweisen und gleichzeitig kongruent sein. Die im Stand der Technik dokumentierten regelmäßigen Varianten solcher Gitter, insbesondere die quadratische Struktur, erfüllen diese Bedingung nur für ebene Flächen. Die Beschränkung auf ebene Flächen hat jedoch den Nachteil eines hohen Raumbedarfes. Beispielsweise hat ein Quadrat von 10 cm × 10 cm eine maximale Dimension in Richtung der Diagonale von 14 cm bei einer Gesamtfläche von 100 cm2. Dieselbe Fläche hat als Oberfläche einer Kugel nur eine maximale Abmessung von 5,6 cm (Durchmesser). Die Transformation des quadratischen Gitters auf eine Kugel-Oberfläche würde jedoch beispielsweise zu einer extrem unregelmäßigen Ausführung der Segmente führen. In Äquatornähe wären die Segmente wesentlich größer als in Polnähe.
Für die Herstellung eines Gitters in der Ebene existieren eine Vielzahl von Verfahren, wie bspw. Lithografie, Laser-Schreiben, Schattenmasken-Bedampfung, Druck- und Stempelverfahren. Es gibt jedoch kein etabliertes Verfahren, das problemlos in einem Hohlkörper angewendet werden kann. Neben der Beschränkung durch eine relativ kleine Arbeitsöffnung und den meist geringen Abstand der Seitenwände im Inneren erschwert die fehlende Planarität der Flächen eine fokussierte und verzerrungsfreie Abbildung.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine konvexe oder sphärische transparente Elektrode mit einem Stützgitter bereitzustellen, dessen Gitterstruktur an die Krümmung der Fläche angepasst ist und damit die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den in den Hauptansprüchen genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Varianten ergeben sich aus in den Unteransprüchen genannten Merkmalen sowie aus der Beschreibung und den Ausführungsbeispielen.
Eine augenscheinliche Realisierung bestünde aus zueinander senkrechten Längs- und Querstreifen (analog zu rechteckigen Gittern der Fläche, siehe Breiten-/Längengrade). Dabei werden jedoch die Flächenelemente, welche von den Gitterstegen eingeschlossen werden mit zunehmendem Abstand zur Roationsachse größer. Dem kann ein Stück weit gegengesteuert werden, indem bspw. der Abstand der Querstreifen zueinander so variiert wird, dass möglichst äquivalente Flächen entstehen (Reduzierung des Abstandes mit zunehmenden Abstand zur Rotationsachse). Eine Wabenstruktur, wie sie als alternatives flächiges Elektrodengitter bekannt ist, lässt sich nur mit Abwandlungen (s. u.) auf eine Kugel-Oberfläche abbilden. Deutlich besser geeignet sind stattdessen sphärische Gitter in Form konvexer Polyeder, die aus kongruenten, also deckungsgleichen Vielecken bestehen. Davon gibt es allerdings im dreidimensionalen Raum nur exakt 5 Stück:
Das feinst-mögliche Gitter mit exakt identischen Segmenten ist damit der Ikosaeder. Wenn an das Gitter die Anforderung gestellt wird, dass der Mittelpunkt eines Segmentes eine maximal Entfernung r_i von 5 mm (Inkreisradius eines Segmentes) zur nächsten (stromführenden) Gitterlinie haben sollte (um den Spannungs-/Helligkeitsabfall zu begrenzen), dann darf die Kantenlänge a auf Grund folgender Abhängigkeit des Inkreisradius r_i von der Kantenlänge a:
nur maximal 17 mm betragen. Mit dem Zusammenhang zwischen dem Umkugelradius R um einen Ikosaeder und der Kantenlänge a
wäre mit dieser Anforderung eine kugelförmige transparente Elektrode mit einem Radius von 16 mm bzw. einem Durchmesser von 32 mm darstellbar. Für viele optoelektronische Anwendungen wie beispielsweise organische Leuchtdioden ist es jedoch wünschenswert, konvexe Elektroden mit einem deutlich größeren Krümmungsradius herstellen zu können.
Eine Möglichkeit ist die Unterteilung der Ikosaeder-Segmente in Unterdreiecke (z. B.: Winkelhalbierende jedes Dreiecks). Der Inkreismittelpunkt eines Ikosaeder-Segments wird dadurch zu einer zusätzlichen Ecke. Dabei geht die 5-zählige Symmetrie des Ikosaeders (an jeder Ecke treffen sich 5 Kanten) verloren, da die Unterstruktur innerhalb eines Ikosaedersegmentes eine 6-zählige Symmetrie besitzt (an jeder neuen Ecke treffen sich nun 6 Kanten). Mit der weiterhin gültigen Bedingung, dass alle Ecken der Dreieck-Segmente auf der Umkugel liegen, ist dies nicht mehr mit exakt kongruenten Dreiecken möglich. Allerdings ist die Regelmäßigkeit immer noch ausreichend. Bei großen abzudeckenden Flächen muss das Unterteilungsverfahren mehrfach angewendet werden, um den gewünschten Abstand der Einzelflächen-Mittelpunkte zu den Gitterstegen zu erhalten.
Regelmäßige Gitterstrukturen sind jedoch nicht einschränkend nur durch Unterstrukturierung des Ikosaeders herzustellen. So können beispielsweise auch andere Platonische Körper wie der Dodekaeder (Körper mit 12 5-Ecken) als Ausgangskörper zur Erzeugung nahezu regelmäßiger, kugelförmiger Gitter herangezogen werden. Durch Unterteilung in der Dodekaeder-Flächen in Dreiecke erhält man eine Unterteilung der Kugel in Teilflächen mit nahezu gleichem Inkreisradius. Allgemein handelt es sich bei den hier beschriebenen spärischen Gittern mit einer nahezu regelmäßigen Dreieckstruktur um so genannte geodätische Gitter oder auch geodätische Kugeln. Der große Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausführung des Elektrodengitters ist die bestmögliche gleichmäßige Segmentierung einer wenigstens abschnittsweise konvexen transparenten Elektrode. Die zweitbeste konvexe Segmentierung unter der Randbedingung möglichst identischer Segmente ist die Segmentierung einer Vollkugel in genau 12 regelmäßige 5-Ecke und einer Anzahl von 6-Ecken. Die kleinstmögliche Anzahl von 6-Ecken ist dabei 0 (Dodekaeder), gefolgt von 12 (z. B. Fußball oder C₆₀-Fulleren). Es handelt sich bei diesen Körpern allgemein um die zu den geodätischen Kugeln dualen Polyeder im mathematischen Sinne des Begriffs der Dualität.
Für die Erzeugung der Gittermuster bietet sich ein optisches Verfahren an, um die komplexen Muster mit Linienbreiten von wenigen 100 nm bis einigen mm effizient und reproduzierbar zu erzeugen. Dabei bietet sich der Einsatz von Laserquellen an, da deren Eigenschaften (monochromes Licht, hohe Energiedichte, sehr schnell schaltbar, gute Fokussierbarkeit) besonders gut für die Strukturbildung geeignet sind. Das Muster kann dabei in Positivtechnik (z. B.: Lithografie mit späterem Lift-off, Verbacken/Vernetzen von Monomeren oder äquivalentem feinkörnigen Rohmaterial/Suspensionen) sowie Negativtechnik (Abtragen von dünnen Schichten + Entfernung durch Spülgas-Strom) erzeugt werden.
Bei den vorgestellten Verfahren wird ein an die begrenzten Platzverhältnisse angepasstes optisches Ablenksystem verwendet, das in den Hohlkörper eingeführt wird. Großvolumige Lichtquellen können so außerhalb des Hohlkörpers betrieben werden und ihr (gebündelter) Strahl über eine Öffnung des Hohlkörper zur steuerbaren Ablenkeinheit im Inneren des Körpers geführt werden. Damit lassen sich auch leistungsfähige Lasersysteme für hohe Strahldichten (z. B.: für abtragende Strukturierungen) einsetzen. Bei Laserquellen ist eine Freistrahloptik naheliegend, aber auch die abschnittsweise Leitung über Glasfasern oder selbst die Erzeugung des Laserstrahles über optisch aktive Fasern ist möglich.
Auf der Hohlkörperinnenseite befindet sich eine foto(re-)aktive feste, flüssige oder pulverförmige Schicht, beispielsweise ein Fotolack, eine fotoreduktive Lösung, fotoaktivierbare Precursor-Moleküle oder lasersinterbare Pulver. Die Lichtstrahlablenkeinheit als Basiselement befindet sich bei den vorgestellten Verfahren auf der Spitze einer Art Lanze nahe des Zentrums des Hohlkörpers (3–4). Damit wird ein möglichst gleichmäßiger Fokus erhalten um Abbildungsverzerrungen bei der Ansteuerungen zu vermeiden.
Eine erste Variante (3) sieht vor, einen einzelnen, steuerbaren Reflektor als Ablenkeinheit zu verwenden, was in den optischen Technologien i. A. als Scanner bezeichnet wird. Bei einer Einkopplung des Lasers entlang der senkrechten Symmetrieachse und anschließender Reflektion am beweglichen Reflektor kann damit jedoch nicht der Scheitel des Hohlkörpers erreicht werden. Aus diesem Grund wird die Ablenkeinheit (parallel) versetzt zur Drehachse ausgerichtet. Weiterhin kann ein 2. Laser unter einem Winkel eingekoppelt werden, um unausgeleuchtete Bereiche abzudecken.
Für eine weitere Ausführung der Ablenkeinheit (5), wird über einen ersten fixen Spiegel (s. ) der vertikal eingekoppelte Lichtstrahl um 90° auf eine horizontale Ebene gelenkt. Ein zweiter Spiegel ist um eine horizontale Achse drehbar gelagert und kann durch seine 45°-Neigung den Lichtstrahl vollständig um die Drehachse (z. B.: entlang der Längengrade einer Kugel) ablenken. Für die Kontrolle der Rotation können Schrittmotoren, Servomotoren oder auch lagengesteuerte Linearmotoren zum Einsatz kommen. Wird nicht der volle Winkelbereich benötigt oder ist eine kurze Taktzeit entscheidend, können statt des 2. motorgesteuerten Spiegels auch Spiegelgalvanometer oder elektronisch steuerbare Mikrospiegel benutzt werden. Die Rotation um die 2. Achse (z. B.: Breitengrade einer Kugel) wird in beiden Varianten dadurch realisiert, dass entweder der Körper in einer Halterung gedreht wird, oder die Lanze selbst rotierbar ausgeführt wird.
Eine alternative technische Ausführung des Belichters sieht vor, die Lichtquelle selbst drehbar im Scheitel der Zuführung anzubringen. Dazu können Laserdioden bzw. Hochleistungs-LEDs eingesetzt werden. Eine zusätzliche Optikeinheit (Linsen, Lochblende) sorgt für das gewünschte Strahlprofil. Bei einer weiteren Variante, wird der Lichtstrahl mittels hochflexibler Lichtleitfaser(n) mit nachgeschalteter Optik ins Innere des Hohlkörpers gebracht. Durch eine drehbare Befestigung kann der entsprechende Bereich auf der Innenseite belichtet werden, aktuelle Wellenleiter sind für die dabei auftretenden geringen Biegeradien (wenige cm) geeignet. Ist die Transparenz des Substrates sowie darauf bereits abgeschiedener Schichten hoch genug, ist auch eine Einkopplung des Lichtes durch die Oberfläche möglich. Dazu wird der Lichtstrahl aufgeweitet/defokussiert (6), so dass die Intensität deutlich unterhalb des Wertes liegt, bei der eine Reaktion/Abtrag des zu strukturierenden Filmes stattfindet. Nach dem Durchgang durch die Ablenkeinheit (die ggf. optische Elemente zur Fokussierung enthält – z. B.: gewölbter Spiegel) trifft der Strahl mit erhöhter Intensität auf die Oberfläche des Substrates. Um die Belichtungszeit bei der Eintrittsfläche zu reduzieren sowie grobe Abbildungsfehler zu vermeiden kann es erforderlich sein, die Lichtquelle synchron (in geringerer Auflösung) zur Spiegelbewegung nachzuführen, bzw. mehrere Quellen zu verwenden.
Der Mechanismus, mittels dessen bspw. Leiterbahnen in die Schicht „geschrieben” werden lässt sich im Allgemeinen durch ein Verfolgen einer oder mehrerer einzelner Pfad(e) beschrieben, die bspw. über eine Abfolge von Winkelkoordinaten nacheinander angesteuert werden. Algorithmen, um die zu erzeugenden Muster in Pfade umzusetzen, sind aus der Graphentheorie bekannt, wie etwa die Lösung des Briefträgerproblems, bei der es darum geht auf kürzestem Weg in einem Knotennetzwerk jede einzelne Verbindung mindestens einmal zurückzulegen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1
Organische Leuchtdiode in Form eines Hohlkörpers auf einem Edison-Sockel (4), bestehend aus der transparenten Elektrode mit einem Stützgitter, welches nur aus regelmäßigen 5-Ecken und regelmäßigen 6-Ecken besteht (1). Weiterhin aus der Figur ersichtlich sind die organische Leuchtschicht (2), die aus mehreren organischen Schichten besteht, und die metallische Kathode (3).
Fig. 2
Diese Figur ist analog zur 1 mit dem einzigen Unterschied, dass das metallische Stützgitter in diesem Fall aus dreieckigen Segmenten besteht.
Fig. 3
Diese Figur zeigt eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung des Stützgitters in dem Hohlkörper. Dabei wird eine Art Lanze (5) mit einem beweglichen Ablenkspiegel (6) so durch die Öffnung in den Hohlkörper eingeführt, dass die Spiegelachse in der Nullposition weitgehend senkrecht zur Symmetrieachse (7) des Substrates (8) steht. Außerdem besteht eine geringe Exzentrizität zwischen dem Scannerspiegel und dem Substrat, damit auch der Schnittpunkt von Hohlkörper und dessen Symmetrieachse von den Strahlen noch erreicht werden kann. Zur Strukturierung werden nun in diesem Beispiel 2 Laserquellen (9) ebenfalls durch die Hohlkörperöffnung auf den Scannerspiegel gerichtet und von diesem auf jeweils eine definierte Position der Hohlkörperinnenfläche gelenkt (10, 11). Dabei erfolgt die Strukturierung in vertikaler Richtung durch die Bewegung des Scannerspiegels und in horizontaler Richtung durch Rotation des Werkstückes. Durch die Exzentrizität des Scanners vom Hohlkörpermittelpunkt entstehen leicht unterschiedliche Laufwege der Strahlen, die jedoch durch eine entsprechend große Fokustiefe oder eine dynamische Fokusanpassung kompensiert werden kann.
Fig. 4:
4 zeigt eine Variante des Verfahrens (vgl. 3), bei der direkt im Zentrum des Hohlkörpers die Ablenkeinheit (6) (z. B.: drehbarer Reflektor) an einer Lanze (5) angebracht ist, welche senkrecht dazu rotierbar ausgeführt ist. Der Lichtstrahl eines einzelnen Lasers (9) wird nun durch Verstellung der Ablenkeinheit auf einen möglichst großen Winkelbereich des Hohlkörpers (entlang eines Längengrades) abgebildet (10, 11). Die senkrechte Rotation der Lanzeneinheit bzw. des Hohlkörpers erlaubt die Bewegung entlang eines Breitengrades.
Fig. 5:
Die Figuren zeigen mögliche Ausführungsformen der Ablenkeinheit (4), um einen großen Winkelbereich mit dem Strahl eines Lasers (9) abdecken zu können (Lanze zur Übersichtlichkeit nicht abgebildet):

a) Ein erster fester Ablenkspiegel (12) bringt den Lichtstrahl aus der vertikalen Einkopplung in eine horizontale Ebene, anschließend kann er mittels eines zweiten drehbaren Spiegels (13) den gesamten Winkelbereich um die Drehachse abdecken. Statt einer unbeschränkten Rotation um eine Achse kann auch eine Drehschwingung zur Ablenkung verwendet werden (Mikrospiegel, Laserscanner).
b) Alternative Verwendung eines kleinen leistungsfähigen Lasermoduls (14) (Laserdiode) sowie Optik (15) zur Fokussierung auf der drehbaren Achse.
c) Einsatz hochflexibler Glasfaser(abschnitte) (16) zur Strahllenkung.

Fig. 6:
6 zeigt eine Variante des Verfahrens, bei dem der Lichtstrahl durch eine Optik (17) aufgeweitet (18) von außen durch das Substrat hindurch auf die Ablenkeinheit trifft. Durch die Einstellung der ortsabhängigen Strahlaufweitung bzw. unter Zuhilfename fokussierender Elemente (hier nicht dargestellt – z. B.: nicht-planare Reflektoren) an der Ablenkeinheit wird der Fokus auf der Innenfläche anschließend beim 2. Durchgang erzielt (19). Gegebenenfalls muss die äußere Lichtquelle nachgeführt werden oder es kommen mehrere Lichtquellen zum Einsatz.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 000005293546 A [0003]
DE 102006045514 A1 [0004]
DE 000019804314 A1 [0005]

Claims

Optisch (halb-)transparente Elektrode auf einem (halb-)transparenten Substrat, bestehend aus einem flächigen Anteil sowie einem elektrisch leitfähigen Stützgitter, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine rotationssymmetrische konvexe Geometrie besitzt und das Stützgitter eine Netzstruktur besitzt, die mindestens abschnittweise der Form einer geodätischen Kugel oder eines dazu dualen Körpers (Fußball) gleicht.
Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flächige Anteil durch eine dünne Metallschicht, ein transparentes leitfähiges Oxid (TCO), ein leitfähiges Polymer, oder analoge (halb-)transparente Flächenleiter sowie Kombinationen davon gebildet ist.
Elektrode nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flächige Anteil einen Flächenwiderstand kleiner 50 Ω/☐, bevorzugt kleiner 25 Ω/☐, besonders bevorzugt kleiner 10 Ω/☐ aufweist, bei einer Transparenz höher 75%, bevorzugt höher 80%, besonders bevorzugt höher als 85%.
Elektrode nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter bedingt durch die Materialauswahl (z. B.: Metall) oder/und eine erhöhte Schichtdicke eine höhere Leitfähigkeit als der flächige Anteil aufweist.
Elektrode nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat wenigstens abschnittsweise die Form einer Kugelfläche, Ellipsoidfläche oder dergleichen aufweist.
Elektrode nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Überstruktur in eine endliche Anzahl von zueinander ähnlichen Dreiecken unterteilbar ist.
Elektrode nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Elektrode Teil einer (an-)organischen Leuchtdiode ist.
Elektrode nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Elektrode Teil eines (an-)organischen photovoltaischen Bauelementes ist.
Elektrode nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Elektrode Teil eines Bauelementes zur Detektion von Strahlung ist.
Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Gitters und/oder einer flächigen Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch mindestens einen der folgenden Verfahrensschritte: a) Herstellung einer abzutragenden (z. B.: Metall) oder fotoreaktiven Schicht (z. B.: Fotolack) im Inneren eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers durch Sputtern, CVD, PVD, galvanische oder nasschemische Prozesse, Tauchbeschichtung, Schwenken, Sprühen, elektrostatische Bestäubung oder äquivalente Methoden, b) Einführen einer Art Lanze mit einer wenigstens in einer Achse beweglichen Ablenkeinheit zur Ablenkung eines Lasers/-strahles in den Hohlkörper durch eine Arbeitsöffnung, c) Führung eines Strukturier-Laserstrahles zur Ablenkeinheit über eine Freistrahloptik und/oder Lichtleitfaser(n) durch die Arbeitsöffnung des Hohlkörpers, d) Strukturierung der Saat- bzw. Aktivierungsschicht durch ein vorgegebenes Bewegungsmuster der Ablenkeinheit und einer dazu synchronisierten Modulation der Laserleistung, e) Abscheidung/Verstärkung des Gitters auf dem Substrat entlang der gewünschten Struktur f) Herstellung des flächigen Elektrodenteils.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper bzw. die Lanzeneinheit um wenigstens eine Achse rotiert wird und die Rotation zur Ablenkeinheit und Modulation der Laserleistung synchronisiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokustiefe des Laserstrahls und/oder die Lichtintensität dynamisch variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass während der Strukturierung ein Gasfluss u. a. zum Abtransport des durch die Lasereinwirkung abgetragenen Materials oder zur Kühlung erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lichtstrahl reduzierter Intensität (z. B.: defokussiert) das Substrat bis zur Ablenkeinheit durchquert und von dort auf eine definierte Position auf der Innenfläche des Hohlkörpers gelenkt wird, wobei diese im Fokus des Lichstrahls liegt, wobei der Unterschied der Leistungsdichte des wenigstens einen Lichtstrahles beim ersten und zweiten Durchgang durch die zu strukturierende Schicht dabei wenigstens so groß ist, dass die Schwelle zum Materialabtrag/Photoaktivierung erst beim 2. Durchgang des Lichts von innen nach außen erreicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinheit exzentrisch zum Mittelpunkt des Hohlkörpers positioniert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Ablenkeinheit ein Spiegel um eine Achse drehbar gelagert ist und über einen steuerbaren Motor (z. B.: Schrittmotor, Servomotor) bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ablenkung mindestens ein Galvanometerantrieb oder mindestens ein Mikrospiegelsystem verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laser direkt in der Ablenkeinheit integriert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtlenkung statt über Spiegel mittels einer drehbaren Faseroptik erfolgt.
Steuerungsverfahren zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10–19, dadurch gekennzeichnet, dass der abgefahrene Lichtpfad wenigstens abschnittsweise einer Lösung des sogenannten Briefträgerproblems für die zu erzeugende Gitterstruktur entspricht.