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TU Dresden erreicht mehr Lichtausbeute für weiße Oled

Das in Dresden entwickelte OLED-Modul LUREON REP ist laut Firmenangaben das derzeit weltweit leistungsstärkste OLED-Lichtmodul für die professionelle Beleuchtung. Foto: Tridonic

Weiße Oleds. Foto: Tridonic

Effizienz durch Nanostruktur von 40 auf 76 Prozent hochgeschraubt

Dresden, 11. Juli 2019. Physiker der TU Dresden haben ein Verfahren entwickelt, die Lichtausbeute von weißstrahlenden „Organischen Leuchtdioden“ (OLEDs) deutlich zu steigern. Das hat die Dresdner Universität heute mitgeteilt. Gebraucht werden weiße OLEDs unter andere für besonders elegante Leuchten in Autos und Designerlampen.

Sebastian Reineke. Foto: privat

Sebastian Reineke. Foto: privat

Freiheit für die Photonen sorgt für mehr weiße Lichtausbeute

Bisher erreichen weiße OLEDs nur eine „externe Quanteneffizienz“ (EQE) von 20 bis 40 Prozent, informierte das federführende Institut für Angewandte Physik. Denn die meisten der Lichtteilchen (Photonen), die in der organischen Funktionsschicht entstehen, verfangen sich innerhalb der Leuchtdioden: im Glas, an der Grenzschicht zu Luft und zur Metallschicht oder innerhalb der organischen Moleküle. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Simone Lenk und Prof. Sebastian Reineke von der TU Dresden hat nun winzig kleine Strukturen ersonnen, die den Photonen auf dem Weg aus der Leuchtdiode hinaus helfen. Erzeugt haben sie diese Nanostrukturen mit ätzenenden Rumpfatomen (Ionen).

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Ätzionen auch für industrielle Großserie geeignet

„Wir hatten bereits lange nach einer Möglichkeit gesucht, Nanostrukturen gezielt zu manipulieren. Mit dem reaktiven Ionenätzen haben wir einen kostengünstigen und für große Flächen nutzbaren Prozess gefunden, welcher sich auch für die industrielle Nutzung eignet“, betonte Dr. Simone Lenk. Und sie sieht noch viele Anwendungsfelder für dieser Nanotechnologie: „Diese quasi-periodischen Nanostrukturen eignen sich nicht nur als Auskoppelstrukturen für OLEDs, sondern besitzen auch das Potenzial für weitere Anwendungen in der Optik, Biologie und Mechanik.“

Anke Lemke von der Dresdner OLED-Firma Novaled probiert die sehende Organikleuchtwand in den Technischen Sammlungen Dresden aus: Lichtsensoren erfassen ihre Bewegungen und übersetzen sie in die leuchtenden Quadratkonturen der Organikkacheln. Foto: Heiko Weckbrodt

Anke Lemke von der Dresdner OLED-Firma Novaled probiert eine “sehende” Organikleuchtwand in den Technischen Sammlungen Dresden aus: Lichtsensoren erfassen ihre Bewegungen und übersetzen sie in die leuchtenden Quadratkonturen der Organikkacheln. Foto: Heiko Weckbrodt

TU Dresden gilt international als Oled-Pionier

Die TU Dresden entwickelte schon zu DDR-Zeiten organische Elektronik und forcierte diese Forschungen nach der Wende. Vor allem das Institut für Angewandte Physik und das Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP) und die Teams um Prof. Karl Leo gelten inzwischen als weltweit mit führend in diesem Forschungssegment. Daraus entstand ein international vielbeachteter Technologiekern für organische Leuchtdioden, organische Solarzellen und biegsame Elektronik. Zu den Ausgründungen gehören Novaled, die später von Samsung gekauft wurde, Heliatek, Creaphys und viele andere. Die ursprünglich gehegten Hoffnungen auf Großfabriken für Oled-Bildschirme oder Oled-Leuchten mit Tausenden Jobs haben sich für die Sachsen allerdings inzwischen zerschlagen.

Autor: hw

Quellen: TUD, Oiger-Archiv

Wissenschaftliche Veröffentlichung:

Yungui Li, Milan Kovačič, Jasper Westphalen, Steffen Oswald, Zaifei Ma, Christian Hänisch, Paul-Anton Will, Lihui Jiang, Manuela Junghaehnel, Reinhard Scholz, Simone Lenk & Sebastian Reineke: “Tailor-made nanostructures bridging chaos and order for highly efficient white organic light-emitting diodes”  Nature Communications 10, http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-11032-z