Projekt NEMO: Elf Partner forschen an neuen OLED-Materialien
BMBF unterstützt das Forschungsprojekt „Neue Materialien für OLEDs aus Lösung“ (NEMO)
Gemeinsam mit namhaften Partnern aus Industrie und Wissenschaft hat die Merck KGaA das Projekt „Neue Materialien für OLEDs aus Lösung“ (NEMO) gestartet. Ziel des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts ist die Entwicklung löslicher Materialien für den Einsatz in großflächigen Bauteilen für organische lichtemittierende Dioden (OLEDs), etwa für Fernseher, elektronische Verkehrsschilder oder Beleuchtungssysteme. Das Gesamtbudget beträgt rund 32 Mio €.
„OLEDs besitzen enormes Zukunftspotenzial als kosten- und energieeffiziente Beleuchtungsmittel“, sagt Dr. Udo Heider, der bei Merck den Bereich OLED leitet. „Wir wollen der Industrie maßgeschneiderte OLED-Materialien zur Verfügung stellen, die einen kosteneffizienten Fertigungsprozess aus der Flüssigphase ermöglichen.“
Das bis Ende Juli 2012 geförderte Projekt NEMO involviert vier Industrieunternehmen sowie sieben akademische Partner. Merck führt das Konsortium an. Daneben zählen die H.C. Starck Clevios GmbH (Leverkusen), die Ormecon GmbH (Amersbek bei Hamburg) sowie die DELO Industrie Klebstoffe GmbH & Co. KGaA (Windach bei München) zu den beteiligten Unternehmen. Als unabhängige Forschungsorganisation nimmt das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (Potsdam) an NEMO teil. Mit je zwei Lehrstühlen sind die Universitäten Tübingen und Regensburg vertreten. Weitere universitäre Partner sind die Humboldt-Universität Berlin und die Universität Potsdam.
Insgesamt wurden für das NEMO-Projekt Kosten in Höhe von 31,8 Mio € kalkuliert. Das BMBF beteiligt sich im Rahmen des Förderprogramms „Werkstoffinnovationen für Industrie- und Gesellschaft - WING“ mit 16 Mio € an den Kosten des Gesamtvorhabens, die weiteren Aufwendungen werden aus Eigenmitteln der Industrieunternehmen finanziert. Das Verbundprojekt ist damit eines der Flaggschiffprojekte der BMBF-Förderinitative „Organische Leuchtdioden - Phase II“.
Eine OLED ist ein dünnfilmiges, leuchtendes Bauelement aus organischen, halbleitenden Materialien, das sich von den anorganischen Leuchtdioden (LED) dadurch unterscheidet, dass Stromdichte und Leuchtdichte geringer sind und keine einkristallinen Materialien erforderlich sind. OLEDs kommen heute bereits in kleinflächigen Displays – beispielsweise in Mobiltelefonen oder MP3-Playern – zum Einsatz. OLEDs senden beim Anlegen elektrischen Stroms Licht beliebiger Farbe aus. Sie verbrauchen wenig Energie und bieten aus jedem Blickwinkel ein perfektes Bild. Die OLED-Technologie ermöglicht durch die Verwendung ultradünner leuchtender Schichten die Herstellung einzigartiger großflächiger homogener Leuchtflächen mit einer Gesamtschichtdicke von wenigen Millimetern. Im Vergleich zum heute gängigen Vakuum-Verdampfungsprozess sollen insbesondere die Skalierbarkeit, Strukturierbarkeit und Beschichtungseffizienz deutlich verbessert werden. Die NEMO-Projektpartner setzen dabei auf lösliche phosphoreszierende Materialien für Rot-, Grün- und Blau-Anwendungen. Um zügig marktfähige Lösungen zu erreichen, werden parallel dazu verschiedene Injektions-, Transport- und Elektrodenmaterialien sowie Klebstoffe erforscht, bewertet und auf ihre Leistungsfähigkeit getestet.
NEMO - Wer macht was?
Die elf Partner beschäftigen sich entlang eines Mehrschicht-Aufbaus von OLEDs aus Lösung auf Indium-Zinnoxid beschichtetem Glas (Kathode / Elektroneninjektionsschicht / Emitter / Ladungsträgerinjektionsschicht) mit unterschiedlichen Fragestellungen.
Merck entwickelt und testet neue Emittersysteme auf Basis löslicher kleiner Moleküle. In dieser Schicht wird elektrischer Strom in Licht umgewandelt. H.C. Starck Clevios und Ormecon entwickeln Materialien mit jeweils eigenen Lösungen für Zusatzschichten, die die Effizienz der Bauteile enorm verbessern. H.C. Starck arbeitet dabei parallel dazu an hochleitfähigen polymeren Anodenmaterialien, die als Alternativen für die teure und spröde Indium-Zinnoxid-Schicht dienen. Ormecon analysiert zugleich mögliche Mechanismen, die für eine limitierte Lebensdauer der OLEDs verantwortlich sind. Spezielle Klebstoffe für die Verkapselung von OLED-Bauteilen entwickelt DELO Industrie Klebstoffe.
Das Fraunhofer-Institut entwickelt und testet Emittersysteme auf Basis von Polymeren (langkettigen Molekülen), die dann bei Merck im Bauteil getestet werden. An der Universität Tübingen beschäftigen sich die NEMO-Partner mit neuen Emittersystemen aus Metallclusterverbindungen. In Berlin verfolgt die Humboldt-Universität modulare Synthesestrategien für neue Elektronentransportmaterialien in der Schicht zwischen Emitter und Kathode. Die Universität Regensburg simuliert neue Emitter-Materialien und führt zudem photophysikalische Untersuchungen an Materialien durch, die im Rahmen von NEMO entwickelt werden. Forscher der Universität Potsdam schließlich untersuchen physikalische Eigenschaften wie Ladungsträgertransport und -dynamik.
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