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Verbesserte Kontakte in OLEDs erhöht ihre Effizienz

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

Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, welche die Kontakte in OLEDs verbessert. Damit steigt die Energieeffizienz und lässt sich praktisch in jedem organischen Halbleiterelement nutzen.

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Visualisierung eines Stroms durch eine OLED, der über eine dünne molekulare Schicht (Mitte) von einer Elektrode (links) zu einem organischen Halbleiter (rechts) fließt.
Visualisierung eines Stroms durch eine OLED, der über eine dünne molekulare Schicht (Mitte) von einer Elektrode (links) zu einem organischen Halbleiter (rechts) fließt.
(Bild: Max-Planck-Institut für Polymerforschung)

Organische Leuchtdioden, kurz OLEDs, werden als Lichtquellen in hochwertigen Smartphone-Displays und großflächigen High-End-Produkten eingesetzt. Das aktive Bauelement in einer OLED ist eine lichtemittierende Schicht aus einem organischem Halbleiter, der elektrische Energie in sichtbares Licht umwandelt. In einer OLED befindet sich die organische Halbleiterschicht zwischen zwei Elektroden; wird eine Spannung an diese beiden Elektroden angelegt, so fließt ein Strom durch die OLED, der in sichtbares Licht umgewandelt wird.

Allerdings ist es für viele organische Halbleiter schwierig, den Strom von der positiven Elektrode in die OLED einzuspeisen, insbesondere bei blau oder ultraviolett emittierenden Materialien. Das führt zu niedrigen Effizienzen in OLEDs. Dr. Gert-Jan Wetzelaer, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz, hat kürzlich eine Möglichkeit gefunden, um die Strominjektion an der positiven Elektrode in OLEDs zu verbessern.

Nanometerdünne Schicht verbessert Ladungstransfer

Wetzelaer und sein Team haben die positive Elektrode mit einer ultradünnen Schicht eines anderen organischen Halbleiters überzogen, der gewissermaßen als Abstandsschicht zwischen der Elektrode und dem lichtemittierenden organischen Halbleiter dient. Wetzelaer sagte: „Das Ergebnis war unerwartet. Die nanometerdünne Schicht erleichtert den Ladungstransfer zwischen der Elektrode und dem organischen Halbleiter. Obwohl es zunächst unlogisch erscheint, wird der elektrische Kontakt tatsächlich verbessert, indem auf einen physikalischen Kontakt zwischen Elektrode und Halbleiter verzichtet wird.“

Mit dem verbesserten elektrischen Kontakt über eine ultradünne Zwischenschicht erhöht sich die Effizienz von ultraviolett strahlenden OLEDs. Die Wissenschaftler am MPI für Polymerforschung konnten verbesserte Elektroden für eine Vielzahl organischer Halbleiter und verschiedener Abstandsschichten nachweisen. Professor Paul Blom, Direktor am Max-Planck-Institut für Polymerforschung und Leiter des Arbeitskreises für Molekulare Elektronik, ist überzeugt: „Diese einfache Methode, in der OLED-Elektroden mit einer ultradünnen Schicht überzogen werden, um die Stromeinspeisung zu verbessern, ist ein voller Erfolg für die technische Anwendung in der High-End-Elektronik.“

Die Forscher sind zuversichtlich, dass der Ansatz für verbesserte Kontakte in praktisch jedem organischen Halbleiter-Bauelement verwendet werden kann, was deren Leistungsfähigkeit jetzt steigern könnte.

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