Neue Fertigungsmethode für OLEDs Vereinfachter und effizienterer OLED-Aufbau

OLEDs bestehen aus einem komplexen Schichtenaufbau, was sie teuer in der Fertigung macht. Chinesische Forscher haben OLEDs mit einem einfacheren Systemaufbau entwickelt.
OLEDs bestehen aus einem komplexen Schichtenaufbau, was sie teuer in der Fertigung macht. Chinesische Forscher haben OLEDs mit einem einfacheren Systemaufbau entwickelt.

Forschern aus China ist die Fertigung von effizienten OLEDs mit weniger Materialeinsatz und vereinfachtem Systemaufbau gelungen. Die Lichterzeugenden Schichten sind nicht mal einen zehntel Nanometer dick.

Die Lichterzeugung geschiet in OLED-Leuchtmitteln in der Regel in mehreren dotierten organischen Schichten, die durch weitere Zwischenschichten (Interlayer) voneinander getrennt werden. Für eine ausreichende Lichtleistung sind außerdem weitere Prozessschritte nötig, um das Trägermaterial für die Dotierung anzupassen. Insgesamt macht das OLEDs nach wie vor zu einem teuren Leuchtmittel, das auf dem Markt eher ein Nischendasein im Premium-Segmet fristet – die OLED-Rückleuchte im neuen Audi gibt’s beispielsweise, trotz Serienproduktion, nur gegen entsprechenden Aufpreis.

Abhelfen könnten OLEDs auf Basis von sehr dünnen lichterzeugenden Schichten, sogeannten UEMLs (ultrathin emissive layers). Die Lichterzeugung geschieht hier in undotierten Schichten, die weniger als einen zenhtel Nanometer dick sind. Damit entfallen komplexe Fertigungsschritte bei der Dotierung. Forscher des Institute of Functional Nano & Soft Materials haben es in einem Kooperationsprojekt nun geschafft, eine OLED mit UEMLs zu entwickeln, die ohne Zwischenschichten auskommt. Damit weisen sie den Weg zu einem vereinfachten Hersstellungsprozess, an dessen Ende eine OLED mit erhöhter Lichtauskopplung steht, da reflektierende Grenzschichten im inneren Aufbau entfallen.

Die Emissionsspektren in Abhängigkeit der Schichtdicke sind in der Bildergalerie, zusammen mit weiteren Messwerten gezeigt.
 

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OLEDs mit vereinfachtem Aufbau und erhöhter Lichtleistung

Forscher aus China haben ein Verfahren zur OLED-Fertigung entwickelt, dass den Systemaufbau vereinfacht und die Lichterzeugung erhöht.

»Die roten, grünen und blauen OLEDs mit UEML-Strukturen erreichen eine (Strom-)Effizienz von bis zu 29,9 cd/A, 79,5 cd/A und 39,0 cd/A«, schreiben die Forscher in ihrer Publikation [1]. »Das ist vergleichbar oder sogar über dem Niveau von konventionellen OLEDs, die mit dotierten Schichten gefertigt werden«, heißt es dort weiter. Eine von den Wissenschaftlern entwickelte Weißlicht-OLED, die Licht aus allen drei Farbkanälen mischt, erzeugt knapp 40 lm/W. In einer OLED mit nur zwei Kanälen für warmweißes Licht steigt die Effizienz auf gut 55 lm/W. Damit handelt es sich laut den Wissenschaftlern um die bisher höchste erzielte Effizienz für Weißlicht-OLEDs, die auf Basis von UEMLs gefertigt wurden. Die Erosion der Preisbarriere geht also weiter.

[1] Wu, S. et al.: Highly Efficient White Organic Light-Emitting Diodes with Ultrathin Emissive Layers and a Spacer-Free Structure. Sci. Rep. 6, 25821; doi: 10.1038/srep25821 (2016).

Die vollständige Publikation ist hier einsehbar.