Karlsruhe – Ein modulares Baukastensystem, mit dem sich die Löslichkeit und Farbigkeit von OLED-Leuchtstoffen einstellen lässt: Die cynora GmbH bietet ein innovatives Konzept für die Herstellung von gedruckten OLEDs für Bildschirme, Beleuchtung und flexible Verpackungen. So entstehen Displays, Lichtpanele und flexible Lichtfolien, die weitestgehend mit Druck- und Beschichtungsprozessen hergestellt werden können. Diese neuesten Ergebnisse präsentierte die cynora GmbH jüngst in zwei Fachpublikationen, die in den Fachmagazinen „Inorganic Chemistry“ und „Journal of Materials Chemistry“ erschienen sind.

Farbigkeit, Löslichkeit und selbstständige Vernetzung von Schichten
Durch die Synthese neuer Emittermaterialien lässt sich künftig das komplette Farbspektrum abdecken. Bei den modularen OLED-Leuchtstoffen handelt es sich um auf Kupfer basierende Moleküle, sogenannte Metallkomplexe. Diese Komplexe bestehen aus einem Metallkern und einer Liganden-Hülle, die den Kern umgibt und maßgeblich für die Eigenschaften des Komplexes verantwortlich ist. Über Modifikationen der Liganden lassen sich Schlüsseleigenschaften wie Farbigkeit oder Löslichkeit präzise einstellen.

„Durch geschickte Veränderung der Struktur beziehungsweise der elektronischen Eigenschaften der verwendeten Liganden können wir die Farbe des erzeugten Lichts nahezu beliebig von Blau über Grün bis Rot zu verschieben“, erklärt Thomas Baumann, CEO der cynora GmbH, die Forschungsergebnisse. Darüber hinaus kann durch weitere Modifikationen die Löslichkeit der Bausteine variabel eingestellt werden – für die Herstellung flüssig-prozessierter OLEDs von zentraler Bedeutung. „Da bei der Herstellung von organischen Leuchtdioden mehrere Schichten übereinander prozessiert werden, muss sichergestellt sein, dass sich die unteren Schichten nicht auflösen, wenn die neue Schicht aufgetragen wird“, so Baumann. „Deshalb ist es wichtig, dass das Löslichkeitsverhalten der Emittermaterialien gezielt beeinflusst und an die Prozessierung angepasst werden kann. Das ist uns nun gelungen.“

Das innovative Konzept bietet zudem eine Möglichkeit, wie bereits aufgebrachte Schichten unlöslich werden und somit nicht wieder abgetragen werden können. Dies passiert durch eine automatische Vernetzung der Kupferkomplexe mit einer Hostmatrix im Trocknungsschritt der Prozessierung. Baumann zu den Vorteilen dieses Verfahrens: „Die hierbei erhaltene Schicht ist für die Flüssigprozessierung von Mehrschichtsystemen optimal geeignet. Sie ist thermisch stabiler als der nicht-modifizierte Metallkomplex und wird in allen gebräuchlichen Lösungsmitteln unlöslich.“

Tobias Grab, ebenfalls CEO der cynora, ordnet das neue Konzept in den Stand der Technik ein: „Die aktuellen Probleme der großen asiatischen Hersteller belegen: Die OLED-Technologie auf Basis von Iridiumkomplexen und Vakuumprozessierung stößt an ihre Grenzen. Sowohl im Displaymarkt als auch im Bereich Weißlicht und smarte Verpackungen sind neue Lösungen gefordert. Verfügbare, effiziente Materialien sowie schnelle und präzise Prozessierung. Auf diesem Weg schreitet cynora weiter voran, wie die vorliegenden Publikationen zeigen.“

Die Artikel können online hier (DOI 10.1021/ic300979c) und hier (DOI 10.1039/C2JM33291D) gefunden werden.

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