OLED-Forschung in Deutschland Aktuelle OLED-Forschung zeigt Möglichkeiten organischer Leuchtdioden

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Vom OLED-Material bis zu OLED-Lichtanwendungen: Die Zukunft der organischen Leuchtdioden ist vielfältig. In einem kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojekt stellen die Teilnehmer ihre Ergebnisse vor.

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Designstudie: Die Heck-Leuchte von Hella ist mit 16 roten OLEDs ausgestattet
Designstudie: Die Heck-Leuchte von Hella ist mit 16 roten OLEDs ausgestattet
(Hella)

Das Forschungsprojekt So-Light zum Thema Organische Leuchtdioden wurde von der Bundesregierung mit 14,7 Mio. Euro unterstützt und über 3,5 Jahre gefördert. Dabei orientierte sich das Projekt entlang der Wertschöpfungskette vom OLED-Material bis hin zu OLED-Lichtanwendungen.

Die Projektpartner Novaled, Sensient, Universität Münster, Fraunhofer COMEDD, AIXTRON, LEDON OLED Lighting, Fresnel Optics, HELLA, Siteco, BMG MIS (ehemals AEG MIS) und die Universität Paderborn/L-LAB arbeiteten an verschiedenen OLED-Technologie-Themen. Dabei wurden mehrere Innovationen entwickelt, um OLED-Materialien, -Prozesse, -Optiken und -Integration zu generieren. Gleichzeitig sind OLED-Anzeigen und -Spezialbeleuchtungen in den Anwendungsfeldern Automotive, Architektur und Großdisplay-Hinterleuchtung entstanden. Ziel war es, die Ergebnisse möglichst umfassend in Anwendungsstudien und Demonstratoren einzusetzen und die deutsche Spitzenstellung im OLED-Wachstumsmarkt zu stärken. Dies konnte gemeinsam erreicht werden.

OLED-Projekte entlang der Wertschöpfungskette

Neue Materialien:

  • Novaled und Sensient entwickelten gemeinsam ein neues p-dotiertes Löchertransportsystem mit Potenzial für geringere Absorption und einfachere, kostengünstigere Skalierbarkeit als bisherige p-HTL Systeme. Die dabei von Novaled und Sensient entwickelten Materialien werden von Novaled kommerziell angeboten.
  • Novaled gelangen sehr große Fortschritte auf dem Weg zu vollkommen luftstabilen, dotierten Elektronentransportschichten. Weitere Arbeiten werden hier zu einem kommerziellen Angebot führen.
  • Sensient entwickelte Hostmaterialien für OLED-Emitterschichten, die Anlass für Effizienzsteigerungen in einer Referenz-OLED gaben.
  • Die Universität Münster und Sensient synthetisierten Platin-Komplexe als Emittersysteme, welche als Pt(II)-basierte Triplett-Emitter mit Quantenausbeuten von bis zu 75% (für grün) und hohe Stromeffizienzen von bis zu 16 cd/A (grün-gelbe Farbe) erreichten.

Neue Prozesse:

  • AIXTRON und COMEDD optimierten gemeinsam Prozesse auf einer OVPD-Anlage mit Gen2-Substratgröße und konnten so OLED-Panels herstellen. Die Leistungsfähigkeit der OVPD-Anlage konnte erstmals bei der Abscheidung der neuen p-Lochtransportmaterialien von Novaled und Sensient unter Beweis gestellt werden.
  • AIXTRON konnte außerdem einen äußerst wirtschaftlichen Hochratenverdampfungsprozess unter Verwendung einer neuartigen, sogenannten STExS-Quelle demonstrieren. Die erreichten Abscheideraten über 40 Angstrom pro Sekunde bei gleichzeitig verringerter thermischer Belastung der sensitiven organischen Materialien erlauben – verglichen mit konventioneller Verdampfungstechnik – um Größenordnungen schnellere Prozesse.

Neue Panel-Technologien:

  • LEDON OLED Lighting zeigte erfolgreich eine effiziente und robuste elektrische Kontaktierung von OLED-Panels, die auch zu einer besseren Effizienz und Homogenität des Systems führte.
  • Außerdem zeigte das Unternehmen, dass sich zusätzlich die OLED-Panel-Homogenität durch den Einsatz einer speziellen rückseitigen Wärmeverteilungseinheit erheblich steigern lässt, ohne die flache Bauform der OLED wesentlich zu beeinträchtigen.

Neue optische Technologien:

  • Fresnel Optics prozessierte eine externe flächige Primäroptik direkt auf die Rückseite des OLED-Panels inklusive spezieller Features wie strukturierte Blendenrahmen oder strukturierte Verspiegelungen.

Neue Qualifizierungsmethoden für großflächige OLEDs:

  • Die Universität Paderborn/L-LAB erhob mittels unterschiedlicher OLEDAusführungen lichttechnische Kennwerte zur Quantifizierung von organischen Leuchtdioden, insbesondere in Bezug auf Lebensdauer, Degradationsverhalten, lichttechnische und farbmetrische Gleichförmigkeit sowie UV-Beständigkeit.

Neue großflächige TABOLA OLED-Panels von Fraunhofer COMEDD (mit MTTF-Lebensdauern von ca. 20.000 h) wurden für Anwendungsstudien eingesetzt:

  • HELLA erstellte Designstudien für eine Automobil-Innenbeleuchtung und eine Heckleuchte mit einer Vielzahl von roten OLEDs
  • Siteco fertigte eine Pendelleuchte mit OLEDs und LEDs und eine fassadenintegrierte Außenleuchte.
  • BMG MIS entwickelte eine OLED Hinterleuchtungseinheit für LCD-Anzeigen, die eine Basis für den modularen Aufbau großflächiger LCD-Anzeigesysteme mit minimierter Bautiefe darstellt.

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