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OLED, OLEDs
Aufbau einer OLED

OLEDs sind organische Halbleiter die aus mehreren organischen Schichten aufgebaut sind.
Dabei wird meist auf die Anode (2) (z. B. Indium-Zinn-Oxid (ITO)), die sich auf einer Glasscheibe (1) befindet, eine Lochleitungsschicht (3), (Hole Transport Layer oder HTL) aufgebracht.
Zwischen ITO und HTL wird oft, abhängig von dem Produktionsverfahren, noch eine Schicht aus PEDOT/PSS (Poly(4-ethylendioxythiophen)/Polystyrolsulfonat) aufgebracht, die zur Absenkung der Injektionsbarriere für die Löcher dient und eine "Vermischung" von Indium in den Übergang verhindert.
Auf die HTL wird eine Schicht aufgebracht, die entweder den Farbstoff enthält (ca. 5–10 %) oder – selten – vollständig aus dem Farbstoff (z. B. Aluminium-tris(8-hydroxychinolin), Alq3) besteht.
Diese Schicht bezeichnet man als Emitterschicht (4), (Emitter Layer, EL). Auf diese wird dann eine Elektronenleitungsschicht (Electron Transport Layer, ETL) aufgebracht.
Zum Abschluss wird eine Kathode (5) bestehend aus einem Metall oder einer Legierung mit geringer Elektronenaustrittsarbeit wie zum Beispiel Calcium, Aluminium, Barium, Ruthenium, Magnesium-Silber-Legierung im Hochvakuum aufgedampft.
Als Schutzschicht und zur Verringerung der Injektionsbarriere für Elektronen wird meistens zwischen Kathode und ETL eine sehr dünne Schicht aus LiF, CsF oder Ag aufgedampft.

Noch gibt es Fernseher oder Computerbildschirme die viel zu dick sind um eigentlich nur Punkte auf der Bildschirmoberfläche zum Leuchten zu bringen. Die organischen Leuchtdioden benötigen nur eine aktive Schicht von einem zehntausendstel Millimeter!!!, zwei dünne Metallkontakte und ein günstiges Substrat um dieselbe Helligkeit zu erreichen. Die ersten organischen Displays sind schon auf dem Markt erhältlich und viele weitere Produkte werden bald folgen. Nahezu alle namhaften Firmen der Elektronikbranche arbeiten zur Zeit an organischen Anzeigeelementen.

Diese organischen Schichten sind kostengünstig in der Herstellung und ihre Farben bestechen mit einmaliger Brillianz, die auch bei schräger Betrachtung erhalten bleibt!!! Aber auch für Beleuchtungszecken übertrifft die Oled heute bereits die gewöhnliche Glühbirne und nähert sich zunehmend der Fluoreszenzlampe.

OLED NEWS:

* OSRAM OLED: Effizienz-Rekordverdächtig

Dem Ziel, massentaugliche OLED zu entwickeln, ist OSRAM im Forschungsprozess einen großen Schritt näher gekommen. Das aktuelle Labormuster erzielt 87 lm/W – der bisher gemessene Spitzenwert wurde um 40 Prozent übertroffen. Damit erreichen OLED im Labor beinahe die Effizienz von Leuchtstofflampen. Wichtig: Die Messung erfolgte unter applikationsgerechten Bedingungen in einer Ulbricht Kugel – also ohne Makroextratoren, d. h. Linsen zur Optimierung der Messergebnisse. Gemessen wurde bei einer Helligkeit von 1.000 cd/m2 und einer Farbtemperatur von ca. 4.000 K. Ein weiterer Erfolg für das Forschungsteam von OSRAM: Auch bei einer Helligkeit von 5.000 cd/m2 erzielen die Labormuster noch annähernd 75 lm/W. Die eingesetzten organischen Funktionsmaterialien wurden bereits in der Pilotfertigung erprobt und ermöglichen produktrelevante Lebensdauern.
Foto: OSRAM

* TDK transparenter OLED-Displays:

TDK Corporation startete die Massenproduktion eines neuentwickelten transparenten passive Matrix OLED Display. (product name: UEL476)

Der transparente OLED Display besitzt eine Bildschirmdiagonale von 2,4 Zoll ein Bild aus 320 x 240 Pixeln mit einer Helligkeit von 150 cd/m2 bei einer Transparenz von 40%. Die Anzeige des Displays lässt sich, laut TDK, nur von vorne und nicht von hinten betrachten, um so die Privatsphäre des Nutzers zu schützen.
FOTO: TDK

* Nanotechnik in OLED-Displays:
Transistoren auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren ermöglichen einen energieeffizienteren Displaybetrieb.

So funktioniert ein OLED Display

Energiesparende Alternative für Lichtquellen und Displays
Forschern der Universität zu Köln ist es gelungen, einen neuen, intelligenten Weg zur ausschließlich lösungsprozessierten Herstellung von Mehrschicht-PLEDs zu entwickeln. Organische Leuchtdioden (OLEDs) gelten als vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Lichtquellen (Glühbirnen und Leuchtstoffröhren) und Displays (Flüssigkeitskristallanzeigen). Polymere OLEDs (PLEDs), in denen ein organisches Material (Polymer oder kleines Molekül) zwischen zwei Elektroden eingebaut ist, ermöglichen eine kostengünstige Herstellung über lösungsbasierte Beschichtungsverfahren, wie z.B. Drucken. Die Bauteile verbinden hohe Effizienz mit niedrigen Produktionskosten –Hauptvoraussetzung für eine industrielle Umsetzung. Die effizientesten OLEDs werden mit Mehrschichtstrukturen erreicht. Dabei sind verschiedene Schichten zwischen den Elektroden eingebettet. Durch eine dieser Elektroden tritt das generierte Licht aus. Die Mehrschichtstruktur ist durch „nasse“ Beschichtungen jedoch nur schwer realisierbar, da bereits aufgebrachte Schichten beim Auftragen weiterer Schichten wieder angelöst werden.

Mithilfe der neuen Methode wird dieses Problem umgangen. Hierzu werden oxetanfunktionalisierte Materialien verwendet, eine Materialklasse, die 1999 von Meerholz und Nuyken entwickelt wurde. Das Material kann durch Vernetzen unlöslich gemacht werden, was das Auftragen neuer Schichten zulässt. Im Gegensatz zur traditionellen Vernetzung mit Hilfe einer Photosäure, wird bei der neuen Methode die unterste aktive Schicht der OLED zum Starten der Reaktion verwendet. Es gelingt eine Schicht-bei-Schicht-Vernetzung (engl. layer-by-layer crosslinking / LBLX), wobei die unlöslichen Schichten zudem die Form des Substrats abbilden. „LBLX ermöglicht eine einfache und kostengünstige Produktion“, so Prof. Meerholz, Institut für Physikalische Chemie der Universität zu Köln. Gleichzeitig wird die Photosäure in der aktiven OLED-Schicht vermieden, wodurch eine Verdopplung bis Verdreifachung der Lebensdauer erreicht wird.

Ziel der Wissenschaftler am Institut für Physikalische Chemie der Universität zu Köln ist nun die Nutzung von LBLX zur Herstellung einer weiß-emittierenden vier-Schicht OLED mit maßgeblich erhöhter Lebensdauer.

In der Industrie stößt die neu entwickelte Methode auf großes Interesse, da neben einer kostengünstigen Massenproduktion auch die Herstellung von 3D-OLEDs möglich ist. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt die Wissenschaftler der Universität zu Köln mit zwei Millionen Euro bei der Erforschung solcher innovativen OLED-Anwendungen.
Die Ergebnisse der Kölner Forscher wurden in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.
Bei Rückfragen:
Professor Dr. Klaus Meerholz
Institut für Physikalische Chemie,
Tel.: 0221 221 470 – 3275 E-Mail: klaus.meerholz(at)uni-koeln.de
Web site: UNI-Koeln.de

* Deutschland wird zum OLED-Land:

Um zukunftsträchtige optische Technologien in Deutschland voranzutreiben, fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über die nächsten fünf Jahre die Forschung und Entwicklung von organischen Leuchtdioden (OLED) mit 100 Millionen Euro. Die beteiligten Unternehmen wollen 500 Millionen Euro im Rahmen der OLED-Initiative investieren.

Bis zu 75% Transparenz geplant:
Der Prototyp der transparenten weißen OLED-Lichtkachel mit den Farbkoordinaten 0,396/ 0,404 (CIEx/y Hauptabstrahlrichtung) leuchtet auf einer Fläche von fast 90 cm2!. Die Transparenz der OLED liegt derzeit bei 55%. Sie soll aber im Rahmen der weiteren Entwicklungsaktivitäten noch auf bis zu 75% erhöht werden.
Das Verhältnis der Strahlen in den beiden Hemisphären lässt sich in einem großen Bereich einstellen. Damit kann eine Flächenlichtquelle, z.B. in Möbeln oder an einem Lichthimmel so konfiguriert werden, dass Licht nur in die gewünschte Richtung strahlt. Erzielt wurden die Ergebnisse im Rahmen des BMBF-Projektes OPAL2008 (Bundesministerium für Bildung und Forschung, Organische Leuchtdioden für Beleuchtungsanwendungen).

* Chlor sorgt für effizientere OLEDs:
Toronto, 16.04.2011: - Geht es nach Optoelektronik-Spezialisten der Universität Toronto, ist Chlor der Schlüssel zu besseren Flachbildschirmen und effizienterer Beleuchtung.