Forschung & Entwicklung

Ultradünnschicht erhöht Effizienz von OLEDs

Eine neue Methode verbessert die Kontakte in OLEDs. Dies führt zu einer höheren Energieeffizienz und kann nahezu in jedem organischen Halbleiterelement genutzt werden.

Das aktive Bauelement in einer organischen Leuchtdiode (OLED) ist eine lichtemittierende Schicht aus einem organischen Halbleiter, der elektrische Energie in sichtbares Licht umwandelt. Die organische Halbleiterschicht befindet sich zwischen zwei Elektroden; wird eine Spannung an diese beiden Elektroden angelegt, so fließt ein Strom durch die OLED, der in sichtbares Licht umgewandelt wird. Für viele organische Halbleiter ist es schwierig, den Strom von der positiven Elektrode in die OLED einzuspeisen, insbesondere bei blau oder ultraviolett emittierenden Materialien. Dies führt zu einer niedrigen Effizienz in OLEDs.

Dr. Gert-Jan Wetzelaer, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz, hat eine Möglichkeit gefunden, um die Strominjektion an der positiven Elektrode in OLEDs zu verbessern. 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. Diese nanometerdünne Schicht erleichtert den Ladungstransfer zwischen der Elektrode und dem organischen Halbleiter. Der elektrische Kontakt wird verbessert, indem auf einen physikalischen Kontakt zwischen Elektrode und Halbleiter verzichtet wird.

Die Verbesserung des elektrischen Kontakts mit einer ultradünnen Zwischenschicht erhöht die Effizienz von ultraviolett strahlenden OLEDs erheblich. Die Wissenschaftler haben diese Verbesserung von Elektroden für eine Vielzahl von organischen Halbleitern und für verschiedene Abstandsschichten nachgewiesen. Sie sind sehr zuversichtlich, dass dieser neue Ansatz zur Herstellung verbesserter Kontakte in praktisch jedem organischen Halbleiter-Bauelement verwendet werden kann, was deren Leistungsfähigkeit jetzt steigern könnte. Diese einfache Methode sei ein voller Erfolg für die technische Anwendung in der High-End-Elektronik, meint Prof. Paul Blom, Direktor am Max-Planck-Institut für Polymerforschung und Leiter des Arbeitskreises für Molekulare Elektronik.

Originalveröffentlichung:

[N. B. Kotadiya et al., Universal strategy for Ohmic hole injection into organic semiconductors with high ionization energies, Nat. Mater. (2018), DOI: 10.1038/s41563-018-0022-8]

von mn

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