Polymer-Leuchtdioden sind zwar relativ preiswert in der Herstellung, sie hatten bisher aber nur eine geringe Lichteffizienz. Wissenschaftler haben jetzt einen Weg gefunden Polymer-Dioden zu erzeugen, die nicht nur grün, rot oder blau leuchten, sondern auch sehr leistungsstark sind.
Organische Leuchtdioden (OLEDs) sind ein vielversprechende Weg zu effizienten farbigen Displays und großflächigen Lichtquellen. Solche Anwendungen erfordern, dass die Bauteile Licht mit einer hohen Effizienz ausstrahlen. Organische Leuchtdioden können entweder durch das Aufbringen kleiner Moleküle mit aufwändigen Vakuumtechnologien oder durch das kostengünstigere Beschichten von Polymeren aus Lösung realisiert werden.
Leider zeigten Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) im Allgemeinen eine deutlich kleinere Leuchteffizienz als OLEDs aus kleinen Molekülen. In enger Zusammenarbeit der Forschungsgruppen von Professor Dieter Neher am Institut für Physik der Universität Potsdam und von Professor Klaus Meerholz am Institut für Physikalische Chemie der Universität Köln haben nun erstmals aus Lösung prozessierte organische Leuchtdioden mit sehr hohen Effizienzen erzeugt.
Diese Leuchtdioden basieren auf phosphoreszierenden Iridium-Komplexen, die in eine Polymermatrix eingemischt sind. Wichtiges Element dieser hocheffizienten OLEDs sind dünne vernetzbare so genannte Lochinjektions-/Elektronblockierschichten mit einstellbaren elektronischen Eigenschaften. Bei optimaler Abstimmung aller Komponenten führten, so die Wissenschaftler, nahezu alle in das Bauteil injizierten Ladungen zur Emission von Lichtquanten.
Grünes Licht für die Zukunft?
Wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Advanced Materials" berichten, wurde dieser Ansatz erfolgreich für die Realisierung grüner, roter und blauer Leuchtdioden eingesetzt.
Bei der grün-emittierenden OLED konnte dabei eine Lichtleistungs-Effizienz von 65 Lumen pro Watt und eine externe Quanteneffizienz von 18,8 Prozent erreicht werden. Dieser Wert ist nahe dem theoretischen Limit. Auch mit einer rot-emittierenden Diode wurde auf diese Weise eine Effizienz erzielt, die vergleichbar ist mit den besten Werten für OLEDs aus kleinen aufgedampften Molekülen.
Damit ist nach Angaben der Wissenschaftler auch ein wesentlicher Schritt hin zu hocheffizienten weiß-emittierenden Leuchtdioden aus Polymeren gemacht. Entsprechende Arbeiten stehen im Zentrum eines von der Firma Merck geleiteten und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierten Konsortiums.
(idw – Universität Potsdam, 26.04.2006 – DLO)
