OLED: Kunststoffe mit leuchtender Zukunft

[Fachwerk.de]

Organische
Leuchtdioden (OLED) eröffnen eine neue Generation extrem dünner, leichter und
brillanter Flachbildschirme und Beleuchtungen. Zwei Bundesministerien planen,
deutsche Unternehmen und Institute in dieser Branche in den kommenden fünf
Jahren mit 100 Millionen Euro zu fördern. Zwei Fraunhofer-Institute in Potsdam
und Dresden verfügen über langjährige Erfahrungen.



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<img border="1" src="http://www.baulinks.de/webplugin/2005/i/0707-oled1.jpg" vspace="2" alt="OLED, organische Leuchtdiode, Leuchtdioden">

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Der Markt für OLED-Flachbildschirme wächst derzeit stärker als
100 Prozent pro Jahr. Noch konzentrieren sich Hersteller auf Geräte der
Mobilkommunikation, jedoch geraten OLED-Fernsehbildschirme verstärkt in ihren
Fokus. OLEDs werden auch herkömmlichen Lichtquellen wie Glühbirnen oder
Neonröhren dank ihrer hervorragenden Eigenschaften mittel- bis langfristig
ernste Konkurrenz machen (siehe auch Meldung "OLED
- Forschen an idealer Bürobeleuchtung" vom 28.2.2005).



Um den etablierten Anwendungen Paroli bieten zu können, müssen
sowohl die Effizienz der Lichterzeugung als auch die Fertigungsverfahren noch
deutlich verbessert werden. Dazu existieren zwei Basistechnologien:

• Zuerst erfunden wurden organische Leuchtdioden aus im Vakuum
  aufgedampften kleinen Molekülen (small molecules oder SM-OLED).
• Etwas später kamen organische Leuchtdioden auf Basis von längerkettigen
  Polymeren hinzu, die in flüssiger Lösung aufgebracht werden (Polymer-OLED
  oder PLED).

Momentan dominieren im Displaymarkt SM-OLED-Produkte;
PLED-Displays hingegen ließen sich zukünftig ähnlich wie mit einem
Tintenstrahldrucker kostengünstig produzieren.



Die Entwicklungsmöglichkeiten dieser Technologie schätzen auch
die Bundesministerien für Bildung und Forschung sowie für Wirtschaft und Arbeit
als hoch ein. Bei der Eröffnung des Kongresses "Optische Technologien -
Innovationschancen für Deutschland" verkündete Bundesministerin Edelgard Bulmahn
vor knapp drei Monaten, Forschungsinstitute und industrielle Unternehmen in den
kommenden fünf Jahren mit 100 Millionen Euro unterstützen zu wollen. 110.000
Menschen finden nach Angaben Wolfgang Clements direkt in den Optischen
Technologien Arbeit. 16 Prozent der Arbeitsplätze im Verarbeitenden Gewerbe sind
durch Lichttechnologien beeinflusst. Nach Prognosen entstünden bis 2010 allein
in mittelständischen Unternehmen 15.000 zusätzliche Stellen.



Bereits seit den neunziger Jahren widmen sich mehrere Institute
der Fraunhofer-Gesellschaft diesen Leuchten der Zukunft. Am Fraunhofer-Institut
für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam untersuchen und verbessern
Forscher kostengünstige Produktionsverfahren für PLED. Dazu wurde mit der Firma
MBraun in München eine Referenzanlage entwickelt und installiert. Sie ermöglicht
es, alle Herstellungsprozesse unter den erforderlichen Bedingungen ablaufen zu
lassen: nasschemische Beschichtungen, trockene Bedampfungen und Verkapselungen.
Gerade letztere müssen unter Schutzgas vorgenommen werden, da Sauerstoff und
Wasserdampf die Lebensdauer von PLEDs stark beeinträchtigen würden. Gemeinsam
mit der Universität Kassel konnten erstmals Vorstufen von 3D-Displays mit sehr
kleinen Strukturen hergestellt werden. Zudem realisierten die Forscher
Strukturen auf flexiblen Substraten, die zu aufrollbaren Anzeigen
weiterentwickelt werden. Hier sind Kunststoffabdeckungen mit Barriereschichten
besonders gefragt, da sie Flüssigkeiten und Gase nur sehr langsam hindurchtreten
lassen.



In einem zweiten IAP-Forschungsfeld treiben die Wissenschaftler
die Synthese neuer, leuchtfähiger Materialien voran. "An diese Substanzen werden
sehr hohe Anforderungen gestellt", weiß Armin Wedel, Forschungsbereichsleiter
Funktionale Polymersysteme. "Vor allem müssen sie eine möglichst einheitliche
chemische Struktur aufweisen und dürfen keine molekularen Defekte aufweisen."
Nur so ist es möglich, Polymere herzustellen, die in den Farben rot, grün oder
blau und mit der gewünschten Brillanz leuchten.



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<img border="1" src="http://www.baulinks.de/webplugin/2005/i/0707-oled2.jpg" vspace="2" alt="OLED-Beleuchtung, organische Leuchtdiode, Leuchtdioden">

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Die Technologie auf Basis der kleinen Moleküle untersuchen
Forscher vom Fraunhofer-Institut für photonische Mikrosysteme IPMS. Hier heißt
das Ziel ihrer Arbeiten: möglichst hocheffiziente OLEDs bei geringen
Herstellungskosten der Displays. Dabei kooperieren sie mit Kollegen des
ebenfalls in Dresden ansässigen Unternehmens Novaled GmbH, einer gemeinsamen
Ausgründung mit der Technischen Universität Dresden. Mit der deutschen Firma
Applied Films in Alzenau konzipieren und entwickelten sie die weltweit erste
vertikale In-Line-Anlage. Mit ihr können Displays dreimal effizienter
hergestellt werden als mit konventionellen Systemen.



Ein wirtschaftlich wesentlicher Faktor sind verbesserte
Integrationstechnologien - also Verfahren, um aus Komponenten Displays
aufzubauen. Mit Schaltkreisen, die Passiv-Matrix-Displays ansteuern, konnten
Forscher vom IPMS demonstrieren, das sich in ihm viele, ganz neue Funktionen
kombinieren lassen. "Mit den neuen Ansteuerschaltkreisen für OLED-Anwendungen
ist unser Institut weltweit einer der ganz wenigen unabhängigen
Systemlieferanten", betont Jörg Amelung, Bereichsleiter Organische Materialien
und Systeme. "Dies reicht von der Konzeptionierung, über Produktentwicklungen
bis zur Lieferung solcher Systeme."



Neben Displays für Kommunikationsgeräte macht es die
OLED-Technologie erstmals möglich, sehr effiziente Lichtquellen in
Siliziumsubstrate zu integrieren. Solchen organischen Mikrosystemen dürfte
ebenfalls die Zukunft gehören - besonders in der Datenverarbeitung und
-übertragung mit Licht.



<div align='right'>Siehe auch:

Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP)</div>