Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten Halbleitern möglich werden. Die Elektronik aus diesen leitenden Kunststoffen ebnet den Weg für erschwingliche, flexible und druckbare elektronische Bauteile. Ein wesentliches Hindernis für die Markteinführung von lichtemittierenden Dioden auf Kunststoffbasis (PLEDs) ist ihre relativ begrenzte Stabilität.

Nach einigen Monaten Dauerbetrieb beginnt ihre Lichtleistung zu sinken. Trotz vieler Untersuchungen sowohl in der Industrie als auch in akademischen Laboratorien ist die Ursache dieses Degradierungseffektes nur wenig verstanden. Forscher am Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) haben kürzlich den Mechanismus entdeckt, der den PLED-Abbau und damit die Instabilität verursacht. Während der Degradierung werden Defekte (Fehlstellen) gebildet, die den von der positiven Elektrode injizierten Strom stark reduzieren. Darüber hinaus führen diese Fehlstellen zu unerwünschten Verlusten bei den Lichterzeugungsprozessen. Die Untersuchungsergebnisse sind in der neuen Ausgabe der wissenschaftlichen Zeitschrift Nature Materials veröffentlicht.

Werden nun Mischungen aus zwei verschiedenen Polymeren (Kunststoffen) verwendet, verringert sich der Einfluß und die Wirkung der Fehlstellen stark und führen zu einer verbesserten Stabilität der PLEDs.
Professor Paul Blom, Direktor am Max-Planck-Institut für Polymerforschung und Leiter der Abteilung für molekulare Elektronik, und sein Forschungsteam sind zuversichtlich, dass die verbesserte Stabilität die Anwendbarkeit von Kunststoff-Leuchtdioden erhöhen wird.