30.05.2018

OLEDs mit ultrastabilem Glas

Emissionsschicht aus Spezialglas steigert Effizienz und Stabilität von organischen Leuchtdioden.

Organische Leuchtdioden (OLEDs) sind mittler­weile weit genug entwickelt, um erste kommerzielle Produkte erfolgreich im Markt zu etablieren. Um weitere Markt­segmente zu erschließen und insbesondere neue Anwendungs­möglichkeiten (Beleuchtung im Automotive-Bereich, Mikro­displays, Head-mounted-Displays, etc.) zu ermöglichen, muss die OLED-Technologie in Hinblick auf ihre Langzeit­stabilität weiterhin verbessert und gleichzeitig die Licht­ausbeute maximiert werden. Momentan erreicht man den intrinsischen Fortschritt in der Leistungs­fähigkeit einzig durch kontinuierliche Material­entwicklung.

Abb.: Schema der OLEDs (Bild: J. Ráfols-Ribe, P.-A. Will)

Wissenschaftler der Universitat Autònoma de Barcelona und der Technischen Universität Dresden stellen jetzt eine Möglichkeit vor, die Leistungs­fähigkeit von OLEDs durch ultra­stabile Gläser zu verbessern. Wie die Forscher in einer detaillierten Studie nachweisen, lässt sich sowohl die Effizienz als auch die Betriebs­stabilität für vier verschiedene phosphores­zierende Emitter deutlich erhöhen: im Mittel über 15 Prozent für beide Parameter und alle Materialien. Um diese Ergebnisse zu ermöglichen, haben sie die Emissions­schichten als ultra­stabile Gläser hergestellt. Hierbei handelt es sich um eine Wachstums­bedingung, bei der die thermo­dynamisch stabilsten amorphen Fest­körper entstehen.

Diese Entdeckung ist insbesondere bedeutsam, da dieses Konzept weder von einer Weiter­entwicklung von Materialien noch einer Optimierung der Bauteil­architektur Gebrauch macht. Beide genannten sind die konventionellen Ansatz­punkte für Leistungs­verbesserungen. Das vorgestellte Konzept kann universell in jedem spezifischen OLED-Schicht­stapel untersucht und optimiert werden, was durch die OLED-Industrie gleicher­maßen begrüßt werden wird.

Insbesondere lässt sich die Entwicklung von TADF-Emittern (thermally activated delayed fluorescence), welche momentan sehr große Auf­merksam­keit genießt, durch diesen Ansatz weiter vorantreiben. Weiterhin ist es denk­bar, dass die positiven Veränderungen durch das Herstellen von ultra­stabilen Gläsern, welche durch die Wissen­schaftler auf Prozesse auf der Nano­meter­skala zurückgeführt werden konnte, auch auf andere grund­legende physikalische Eigenschaften (z.B. Transport, Ladungs­separation, Energietransfer) über­tragen werden können.

TU Dresden / DE

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