27.01.2023

Heller, effizienter, langlebiger

EU-Projekt für eine neue Generation von organischen Leuchtdioden.

Vor kurzem startete das von der Universität Bayreuth koordinierte internationale Forschungs­netzwerk „TADF­solutions“. Ziel des Verbunds ist die Entwicklung von Halbleiter­materialien für eine neue Generation von organischen Leuchtdioden (OLEDs). Diese sollen sich durch eine bisher unerreichte Leuchtkraft und Farbreinheit auszeichnen, wenig Energie verbrauchen und eine deutlich längere Lebensdauer als die derzeit handels­üblichen Leuchtdioden besitzen. Das Projekt wird von der EU in den nächsten vier Jahren mit rund 3,1 Millionen Euro gefördert.

Abb.: Untersuchung einer organischen Leuchtdiode (OLED). (Bild: R. Saxena)
Abb.: Untersuchung einer organischen Leuchtdiode (OLED). (Bild: R. Saxena)

Organische Leuchtdioden haben eine Schlüssel­funktion für die Bildschirm­qualität von Computern, Tablets, Fernseh­geräten, Smartphones und anderen High-Tech-Geräten. Ein noch junger Forschungsansatz, der als „thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz” (thermally activated delayed fluorescence, TADF) bezeichnet wird, soll es ermöglichen, die Leucht­kraft, Farbreinheit, Energieeffizienz und Stabilität von OLEDs signifikant zu steigern. Dabei werden Energiezustände, die kein Licht abstrahlen, in emittierende Energiezustände verwandelt. Die am neuen Forschungsnetzwerk beteiligten Partner aus Wissenschaft und Industrie wollen für OLEDs Materialien entwickeln, die den bisher verwendeten Materialien hinsichtlich ihrer opto­elektronischen und physiko­chemischen Eigenschaften überlegen sind.

Zugleich sollen die neuen Materialien in flüssigen Lösungsmitteln gelöst und anschließend weiter­verarbeitet werden können. Lösungs­basierte Herstellungs­verfahren für OLEDs verbrauchen weniger Energie und sind insgesamt kostengünstiger. Zudem sind sie mit den in der Kunststoff­industrie etablierten Prozessen verträglich, sodass die OLEDs unter anderem auf flexible Trägerfolien aus Plastik aufgebracht werden können – beispielsweise durch Tintenstrahl­drucker oder Rolle-zu-Rolle-Verfahren. „Hochleistungs­fähige, energie­effiziente und stabile organische Leuchtdioden haben ein enormes techno­logisches und wirtschaft­liches Potenzial. Der globale Wettbewerb in Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet verschärft sich zusehends, wobei die Länder des Fernen Ostens inzwischen eine dominierende Rolle einnehmen. Europäische Universitäten, Forschungs­einrichtungen und Unternehmen haben deshalb größtes Interesse daran, in der weltweiten Konkurrenz nicht nur weiterhin mitzuhalten, sondern – wo immer es möglich ist – auch einen Vorsprung gewinnen zu können“, sagt die Sprecherin von TADFsolutions, die Bayreuther Physikerin Anna Köhler. 

Hierfür bedarf es in der Chemie, der Physik und den Materialwissenschaften hochmotivierter und innovativer Nachwuchstalente, die in TADFsolutions umfassend gefördert werden. „Es geht dabei um die Vermittlung vertiefter Grundlagen- und Anwendungs­kompetenzen und um Forschungs­erfahrungen im internationalen Verbund, aber auch zur allgemeinen Persönlichkeits­bildung unserer Doktorandinnen und Doktoranden wollen wir beitragen“, sagt Köhler. Sie verweist dabei auf die enge Zusammenarbeit mit Univer­sitäten in Israel und Japan, die sich mit ihren Laboratorien an der Ausbildung der Doktorandinnen und Doktoranden beteiligen.

Der neue Forschungs­verbund wird von der Europäischen Union als „Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Network (ITN)“ gefördert. Neun europäische Partner bilden den Kern des Netzwerks: die Universität Bayreuth und die Universität zu Köln, die TU Eindhoven und das dort ange­siedelte Unternehmen Simbeyond B.V., die University of St. Andrews und die Durham University, die Université de Bordeaux und das Centre National de la Recherche Scientifique in Rennes sowie die Universitat de València. Hinzu kommen neun Universitäten, Forschungs­einrichtungen und Unternehmen in Europa und in Japan, die mit dem Netzwerk assoziiert sind. Zu diesen asso­ziierten Partnern zählen beispielsweise das Unternehmen Merck in Darmstadt und die Bayerische Forschungs­allianz in München.

U. Bayreuth / JOL

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