Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn bunte Handy-Gehäuse zum Bildschirm passen müssen

20.02.2003


Neuartige organische Leuchtdioden liefern Dreifarben-Displays



Organische Leuchtdioden, kurz OLEDs, sind eine sehr leistungsstarke Technologie zur Herstellung von Flachbildschirmen. Im Vergleich zu konventionellen Flüssigkristall-Monitoren bieten sie brillante Farben, eine hohe Leuchtkraft und sehr dünne Bauform. Seit einiger Zeit schon werden OLEDs als einfarbige Grafikdisplays etwa bei Autoradios eingesetzt - kürzlich kam ein Rasierapparat mit OLED-Display auf den Markt. Wegen der niedrigen Betriebsspannung sind sie ideal für tragbare Elektronikgeräte wie Mobiltelefone und Personal Organizers.

... mehr zu:
»Display »Leuchtdiode »Leuchtschicht »OLED


Für diese batteriebetriebenen Geräte sollen organische Leuchtdioden jetzt auch farbige Bildschirme liefern. Professor Klaus Meerholz von der Chemie der Ludwig-Maximilians-Universität München, jetzt Institut für Physikalische Chemie der Universität Köln, hat zusammen mit Wissenschaftlern der TU München und der Frankfurter Firma Covion eine neue chemische Substanzklasse entwickelt, die es erlaubt, hochaufgelöste Displays in den drei Grundfarben Rot-Grün-Blau (RGB) nasschemisch herzustellen (Nature, 20.02.03). "Ich glaube, dass unser Verfahren sehr schnell marktreif sein könnte, weil das von uns eingesetzte Verfahren, der Einsatz so genannter Photolacke, von allen einschlägigen Display-Herstellern für andere Prozessschritte eingesetzt wird", erklärt Meerholz. "Unsere neue Technologie sollte also relativ schnell zu adaptieren sein."

Es gibt bereits farbige Anzeigen für Handys, Pocket Computers und Personal Organizers. "Sie basieren aber meist auf Flüssigkristallanzeigen, die erst durch die Reflexion von Licht eine Farbe zeigen", so Meerholz. "Im Dunkeln sind sie nicht zu sehen und werden erst durch eine Hintergrundbeleuchtung sichtbar." Organische Leuchtdioden gelten als die Technologie für die nächste Generation der kleinen Farbbildschirme. Bislang konnten farbige Displays nur durch aufwendige Aufdampf-Verfahren hergestellt werden, das Auftragen der Schichten aus Lösung wäre aber viel billiger. Derzeit werden Siebdruck und Tintenstrahldruck für die OLED-Herstellung adaptiert. "Allerdings gilt es noch einige technische Probleme", so Meerholz. Unsere Methode dagegen hat jetzt schon prinzipiell alles, was man für einen kommerziellen Einsatz braucht."


Zum Verfahren

Organische Leuchtdioden bestehen aus einer oder mehreren halbleitenden organischen Schichten, die von zwei Elektroden eingeschlossen werden. Sie enthalten lichtaussendende Materialien, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung hell aufleuchten. Die Herstellung von OLEDs ist prinzipiell sehr einfach: Auf Glas oder auf durchsichtige, biegsame Trägerfolie wird ein transparenter, elektrischer Leiter aufgebracht. Diese Anode wird mit der Leuchtschicht hauchdünn überzogen. Abschließend wird noch eine Kathode aufgedampft. Insgesamt ist dieses Bauteil nicht dicker als 200 Nanometer (0,2 tausendstel Millimeter).

Beim Anlegen einer elektrischen Spannung - zwischen drei und fünf Volt - wandern Elektronen aus der Kathode in den organischen Film. Von der Anode werden währenddessen Elektronen aus dem organischen Material entfernt, so dass insgesamt negative und positive Ladungsträger entstehen. Die Ladungen wandern dann in entgegengesetzte Richtungen, also aufeinander zu. Treffen zwei ungleiche Ladungsträger in der Leuchtschicht aufeinander, gleichen sich ihre Ladungen aus, und die dabei freigesetzte Energie wird als Licht, so genannte Elektrolumineszenz, freigesetzt. Über chemische Veränderungen in der leitenden Schicht können alle Farben erzeugt werden.

OLEDs lassen sich prinzipiell durch Vakuumsublimation oder durch nass-chemische Beschichtung herstellen. Letzteres hat viele produktionstechnische Vorteile, allerdings ließen sich farbige Displays nur unter großen Schwierigkeiten herstellen. Die von Meerholz und seinen Kooperationspartnern entwickelte Substanzklasse besteht aus Bausteinen, die so genannte Oxetan-Seitengruppen haben. Die Forscher von Covion integrierten diese Einheiten in lösliche, lichtemittierende Polymere, die hierdurch photovernetzbar wurden. Die entstandene neue chemische Substanzklasse ist die Antwort auf die oben erwähnten Probleme. Die Materialien werden aus Lösung aufgetragen und können durch gezielte UV-Belichtung ausgehärtet werden, wobei die Oxetangruppen miteinander reagieren. Damit entstehen an belichteten Stellen unlösliche Netzwerke. Das erlaubt sogar das Auflegen mehrerer - theoretisch beliebig vieler - Leit- bzw. Leuchtschichten, ohne die elektrischen und optischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.


Die Perspektive

Die Performance der neuen Substanzklasse ist mit der der besten bisher bekannten Leuchtpolymeren der Firma Covion vergleichbar. Die Farben rot, grün und blau erscheinen brillant sowie gestochen scharf. Die Auflösung ist für Anwendungen als pixelierte Farbbildschirme mehr als ausreichend. Doch die Anwendungs-möglichkeiten sind mit Handys und Personal Organizers noch nicht erschöpft. "Diese kleinen Bildschirme sind nur ein erster Schritt", meint Meerholz. "Größere Displays, etwa für Laptops, könnten damit prinzipiell genauso hergestellt werden. Das erfordert allerdings einen gewissen Mehraufwand und längere Entwicklungszeiten. Aber ganz klar: Unsere Technik ist allgemein anwendbar und nicht auf kleine Displays beschränkt."


Ansprechpartner:

Professor Dr. Klaus Meerholz
Institut für Physikalische Chemie,
Universität Köln, vormals LMU München
Tel.: 0221 / 470-3275
E-mail: klaus.meerholz@uni-koeln.de

Cornelia Glees-zur Bonsen | idw

Weitere Berichte zu: Display Leuchtdiode Leuchtschicht OLED

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Agrophotovoltaik goes global: von Chile bis Vietnam
20.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht ISFH Vorreiter bei der Kalibrierung von Strahlungssensoren
20.06.2018 | Institut für Solarenergieforschung GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorhersage von Kristallisationsprozessen soll bessere Kunststoff-Bauteile möglich machen

20.06.2018 | Materialwissenschaften

Agrophotovoltaik goes global: von Chile bis Vietnam

20.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

20.06.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics