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Aktiv-Matrix-Display Forscher kombinieren Schalttransistor und organische Leuchtdiode

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

Hocheffiziente und flexible OLED-Displays lassen sich mit einem neuartigen Bauelemente-Konzept herstellen. Forscher haben energiesparende, vertikale organische Leuchttransistoren vorgestellt. Sie überzeugen nicht nur bei Wirkungsgrad und Leuchtdichte.

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Leuchtende organische Halbleiter: Forscher der TU Dresden haben das erste elektronische Bauelemtnet konzipiert, das eine OPBT und OLED kombiniert.
Leuchtende organische Halbleiter: Forscher der TU Dresden haben das erste elektronische Bauelemtnet konzipiert, das eine OPBT und OLED kombiniert.
(Bild: Zhongbin Wu)

Forscher des Instituts für Angewandte Physik der TU Dresden aus der Gruppe um Prof. Karl Leo haben das erste elektronische Bauelement konzipiert, das einen vertikalen organischen permeablen Basis-Transistor (OPBT) und eine organische Leuchtdiode (OLED) kombiniert. Mit diesem neuartigen Bauelemente-Konzept eines organischen permeablen Leucht-Basistransistors (OPB-LET) ist es den Forschern gelungen, die Funktion eines hocheffizienten Schalttransistors und einer organischen Leuchtdiode, wie sie üblicherweise in Aktiv-Matrix-Displays eingesetzt werden, zu kombinieren.

Aktiv-Matrix-Displays (AMLCD) sind meist Flüssigkristallbildschirme, die in der Regel eine Matrix aus Dünnschichttransistoren zur Ansteuerung der LCD-Pixel enthalten. Jedes einzelne Pixel hat eine Schaltung mit aktiven Bauteilen, meist Transistoren. Organische Leucht-Transistoren, dreipolige Bauelemente, die einen Dünnfilmtransistor mit einer Leuchtdiode kombinieren, zunehmendes Interesse gefunden. Problematisch war bisher allerdings eine Effizienzsteigerung bei gleichzeitig niedriger Betriebsspannung.

Hohe Wirkungsgrade und Leuchtdichten

„Der Schlüssel zur Konstruktion der leistungsstarken OPB-LETs ist die durchlässige Basiselektrode, die sich in der Mitte des Bauelements befindet. Sie bildet eine ausgeprägte optische Mikrokavität und reguliert die Ladungsträgerinjektion und den Transport. Die so konstruierten dreipoligen vertikalen opto-elektronischen Bauelemente können gleichzeitig hohe Wirkungsgrade bis zu 24,6 Prozent, hohe Leuchtdichten bis zu 12.513 cd/m² und niedrige Ansteuerspannungen von weniger als 5,0 V erreichen“, erklärt Doktorandin Erjuan Guo. Sie hat zusammen mit Dr. Zhongbin Wu und Dr. Yuan Liu die Ergebnisse präsentiert.

Die Leistung der OPB-LETs, die in dieser Arbeit demonstriert wird, ist vergleichbar mit aktuellen OLEDs und den besten organischen Transistoren. Prof. Karl Leo: „Wir erwarten, dass dieses neuartige Bauelementprinzip den Weg für hocheffiziente flexible Displays mit einem sehr einfachen Pixeldesign ebnen wird.“

Originalpublikation in Nature Materials

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