Forschung

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Stabiles Blau für Notebookbildschirme

Forschungskooperation für organische Leuchtdioden

In dieser„Handschuhbox“ werden organische Leucht­dioden unter Ausschluss von Wasserdampf und Sau­erstoff getestet.

Am 16. September gingen bei Experimentaphysi­ker Prof. Dieter Neher und dem Polymerchemiker Prof. Ullrich Scherf erfreuliche E-Mails aus den USA ein. Sie enthielten die Nachricht, dass ihr in „Advanced Materials“ 13/2001 erschienener Arti­kel„Verbesserung der Effizienz organischer Poly­fluorenleuchtdioden durch end-capping“ den Lesern der„Chemical Innovation als eine„heart cut“-Meldung zugänglich gemacht wurde. Das empfiehlt die American Chemical Society nur bei solchen Beiträgen aus der Wissenschafts-, Tech­nik- und Wirtschaftsliteratur, die einen besonders hohen Innovationswert besitzen.

onkret geht es bei der gemeinsamen [K Ontersuchung der beiden Professoren

um die Entwicklung eines Leuchtdio­denmaterials für die Emission(Aussendung) tiefblauen Lichts. Blau ist eine der drei Grund­farben für'Farbdisplays. Nicht klassische Leuchtdiodenmaterialen wie Galliumarsenid, Zinkselenid und andere sind Forschungsob­jekt, sondern ein weichplastartiges organisches

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Polymer namens Polyfluoren(PF), das sich

leucht verarbeiten lässt und die Herstellung

biegsamer, zusammenrollbarer Displays ermöglicht. Bereits vor etwa zehn Jahren erschienen in Japan Publikationen über die elektrisch ausgelöste Lichtsendung von Poly­fluorenen. Daraus gefertigte Leuchtdioden sendeten bei Anlegen einer Gleichspannung von drei bis fünf Volt blaues Licht aus. Aber das war nicht farbstabil, es ging innerhalb von

Minuten in Grün-Weiß über.

Hier nun setzten 1998 die hiesigen, von „Sony“ geförderten Forschungen an. Ziel war die Entwicklung eines PF-Materials, das bei nicht mehr als fünf Volt Gleichspannung ein stabiles, möglichst intensives Blaulicht emit­tiert.„Wir hielten einen Erfolg für möglich, wenn es uns gelänge, durch Veränderungen an den Polyfluoren-Makromolekülen in die mit der Lichtemission verbundenen Elektron-Loch­Rekombinationsprozesse einzugreifen“, erläu­tern Dieter Neher und Ullrich Scherf. Und das gelang dann in etwa dreijähriger Arbeit. In zahlreichen Experimenten wurden chemische Veränderungen an den aus 300 bis 400 Bau­steinen einer organischen Ringverbindung

bestehenden PF-Makromolekülen vorgenom­men. Es folgten jeweils Bestimmungen der Farbtiefe und-stabilität der Blaulichtemission. Schließlich brachte eine ganz charakteristische Veränderung am Polymer das gewünschte Ergebnis, die Aussendung eines stabilen, tief­blauen Lichts.„Unser Trick bestand darin, nicht die Binnenstruktur des ganzen Makro­moleküls zu ändern, sondern dessen Enden ins Blickfeld zu rücken, ein ‚end-capping’ vor­zunehmen“, so die beiden Wissenschaftler.

Und diese„capping“ bestand in der Anbin­dung von Molekülen leicht oxydierbarer Sub­stanzen an die Enden der PF-Moleküle. Triaryla­mine heißen die aus der Sicht des Chemikers leicht oxydierbaren Endgruppen. Aus halbleiter­physikalischer Sicht haben sie die Eigenschaft, Löcher aufzunehmen und sie der Polymerkette zuzuführen. Dadurch wird die Farbe stabilisiert, können also effizientere Leuchtdioden herge­stellt werden. In Weiterführung ihrer Untersu­chungen streben die beiden Professoren die Erzeugung polarisierten Lichts für LCD-Displays und optoelektronische Speicher an. Dazu muss es ihnen gelingen, die PF-Moleküle parallel zu

ordnen. Armin Klein

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Foto: zg.