Benutzer:Tobias Kraemer/OLED Geschichte

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Geschichte [1]

Bereits in den 1950er Jahren gab es die erste Entdeckung von Elektrolumineszenz in organischen Materialien von A. Bernanose an der Universität Nancy in Frankreich. Es wurden Stoffe wie Acridinorange in dünnen Filmen aus Cellulose oder Zellophan deponiert oder gelöst und einem Wechselstromfeld ausgesetzt. Dieser Mechanismus basiert auf der direkten Anregung von Farbstoffmolekülen oder Elektronen [2] [3] [4] [5].

Dr. Martin Pope (1978)

1960 entwickelten Martin Pope und Mitarbeiter von der New York University ohmsche Elektrodenkontakte zur Injektion von Ladungsträgern in organische Kristalle im unbeleuchteten Zustand [6] [7] [8]. Im Weiteren beschrieben sie die nötigen energetischen Anforderungen (Austrittsarbeiten) für Elektrodenkontakte, die Elektronen bzw. Löcher (Defektelektronen) in einen organischen Halbleiter injizieren können. Solche Kontakte sind die Basis für die Ladungsinjizierung bei allen modernen OLED-Geräten.

1963 entdeckte auch Popes Gruppe die erste Gleichspannungs(DC)-Luminiszenz unter Vakuum an einem reinen Anthracen-Einkristall und an Tetracen-dotierten Antracen-Kristallen mit einer kleinen Silber-Elektrode bei 400 V [9]. Dieser Mechanismus basiert auf feldbeschleunigter Elektronenanregung der molekularen Fluoreszenz.

1965 berichtete Popes Gruppe zum Einen von Elektrolumineszenz in Anthracen-Kristallen, ausgelößt durch die Rekombination von thermalisierten Elektronen und Löchern ohne ein äußeres elektrisches Feld [10] und zum Anderen, dass bei Anthracen das Leit-Energieniveau höher als das Exziton-Energieniveau ist.

Ebenfalls 1965 produzierten Wolfgang Helfrich und W. G. Schneider vom National Research Council of Canada Elektrolumineszenz durch doppelt injizierte Rekombination zum ersten Mal in einem Anthracen-Einkristall unter der Verwendung von Löcher- und Elektronen-injizierenden Elektroden [11], den Vorläufern der modernen Doppel-Injizierenden Geräte.

Auch 1965 patentierten Forscher von Dow Chemical ein Verfahren zur Herstellung von Elektrolumineszenz-Zellen aus einem elektrisch isolierten, 1 mm dünnen Film aus geschmolzenem Phosphor mit eingearbeitetem Anthracenpulver, Tetracen und Graphitpulver, das mit Wechselspannung (100-3000 Hz, 500-1500 V) betrieben wurde [12]. Dieser Mechanismus basiert auf elektronischer Anregung der Graphit- und Anthracen-Moleküle an den Kontakten.

Die Leistungsfähigkeit wurde durch die schlechte elektrische Leitfähigkeit der damaligen organischen Materialien begrenzt. Dies wurde durch die Entdeckung und Entwicklung von hoch leitfähigen Polymeren bewältigt [13].

1975 wurde patentiert [14] und 1983 veröffentlicht [15] [16] [17] [18], dass Roger Partridge am britischen National Physical Laboratory erstmalig Elektrolumineszenz von Polymerfilmen beobachtete. Der Aufbau bestand aus einer bis zu 2,2 µm dünnen Folie aus Poly(N-Vinylcarbazol) zwischen zwei Ladungs-injizierenden Elektroden.

1987 berichteten erstmalig Ching W. Tang und Steven Van Slyke bei der Eastman Kodak Company von einem Dioden-Aufbau [19]. Dabei wurde eine neuartige Zwei-Schicht-Struktur mit getrennter Loch- und Elektronen-transportierender Schicht verwendet, so dass Rekombination und Lichtemission in der Mitte der organischen Schicht auftraten. Dies führte zu einer niedrigeren Betriebsspannung und höherer Effizienz und leitete die gegenwärtige Ära der OLED-Forschung und -Produktion ein.

1990 gipfelte die Entwicklung zu Polymer-Elektrolumineszenz mit dem Bericht von J. H. Burroughes et al. von der University of Cambridge über eine hoch-effiziente grün-Licht-emittierende Anordnung unter der Verwendung von 100 nm dünnem Film aus Poly(p-phenylen-vinylen) [20].

1996 wurde das erste Gerät mit einem leuchtenden Polymer von CDT (Cambridge Display Technology) vorgestellt [21].

2001 stellt Toshiba den weltweit ersten Prototyp eines Polymer-OLED-Displays mit 260.000 Farben vor und plant den Beginn der industriellen OLED-Produktion für 2002 [22].

2004 entwickelt General Electric Global Research eine voll funktionsfähige Leucht-Platte (61 cm x 61 cm), dass weißes Licht mit 1200 lm erzeugt bei einer Effizienz von 15 lm/W. [23] [13]

Im Oktober 2004 erreichte die Universal Display Corporation in Zusammenarbeit mit der Princeton University und der University of Southern California 20 lm/W mit einer weißen phosphoreszierenden OLED (PHOLED). [24] [13]

2005 demonstriert Osram eine weiße POLED mit einem Rekord-Wirkungsgrad von 25 lm/W. [25] [13]

2006 setzten Philips Lighting, Philips Research und die Novaled AG neue Massstäbe bei Effizienz, Lebensdauer und Helligkeit bei weißen OLED. Sie erreichten in ihrer Zusammenarbeit 32 lm/W bei einer OLED mit den Farbkoordinaten 0,47/0,45 und einem CRI von 88 bei 1.000 cd/m² Leuchtdichte. [26] [13]

Im November 2006 kreierten Wissenschaftler am Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) eine blaue OLED mit einer Quantenausbeute von 11% bei 800 cd/m² und überboten damit ihren bisherigen Rekord (8%). [27] [13]

Fußnoten und Einzelnachweise

  1. ↑ Größtenteils eine Übersetzung des englischen Wikipedia-Artikels
  2. ↑ A. Bernanose, M. Comte, P. Vouaux, J. Chim. Phys. 1953, 50, 64.
  3. ↑ A. Bernanose, P. Vouaux, J. Chim. Phys. 1953, 50, 261.
  4. ↑ A. Bernanose, J. Chim. Phys. 1955, 52, 396.
  5. ↑ A. Bernanose, P. Vouaux, J. Chim. Phys. 1955, 52, 509.
  6. ↑ Kallmann, H.; Pope, M.H. Kallmann, M. Pope: Positive Hole Injection into Organic Crystals. In: The Journal of Chemical Physics. 32, 1960. doi:10.1063/1.1700925.
  7. ↑ Kallmann, H.; Pope, M.H. Kallmann, M. Pope: Bulk Conductivity in Organic Crystals. In: Nature. 186, Nr. 4718, 1960. doi:10.1038/186031a0.
  8. ↑ Kallmann, H.; Pope, M.Peter Mark, Wolfgang Helfrich: Space-Charge-Limited Currents in Organic Crystals. In: Journal of Applied Physics. 33, 1962. doi:10.1063/1.1728487.
  9. ↑ Pope, M.; Kallmann, H. P.; Magnante, P.M. Pope, H. P. Kallmann, P. Magnante: Electroluminescence in Organic Crystals. In: The Journal of Chemical Physics. 38, Nr. 8, 1963. doi:10.1063/1.1733929.
  10. ↑ Sano, Mizuka; Pope, Martin; Kallmann, HartmutMizuka Sano, Martin Pope, Hartmut Kallmann: Electroluminescence and Band Gap in Anthracene. In: The Journal of Chemical Physics. 43, Nr. 8, 1965. doi:10.1063/1.1697243.
  11. ↑ Helfrich, W.; Schneider, W.W. Helfrich, W. Schneider: Recombination Radiation in Anthracene Crystals. In: Physical Review Letters. 14, Nr. 7, 1965. bibcode:1965PhRvL..14..229H. doi:10.1103/PhysRevLett.14.229.
  12. ↑ E. Gurnee, R. Fernandez, US patent 3172862
  13. ↑ a b c d e f Brief OLED history. Comboled Project. Abgerufen am 26. Juli 2010.
  14. ↑ US Patent 3995299 Radiation sources
  15. ↑ Partridge, R.R Partridge: Electroluminescence from polyvinylcarbazole films: 1. Carbazole cations. In: Polymer. 24, Nr. 6, 1983. doi:10.1016/0032-3861(83)90012-5.
  16. ↑ Partridge, R.R Partridge: Electroluminescence from polyvinylcarbazole films: 2. Polyvinylcarbazole films containing antimony pentachloride. In: Polymer. 24, Nr. 6, 1983. doi:10.1016/0032-3861(83)90013-7.
  17. ↑ Partridge, R.R Partridge: Electroluminescence from polyvinylcarbazole films: 3. Electroluminescent devices. In: Polymer. 24, Nr. 6, 1983. doi:10.1016/0032-3861(83)90014-9.
  18. ↑ Partridge, R.R Partridge: Electroluminescence from polyvinylcarbazole films: 4. Electroluminescence using higher work function cathodes. In: Polymer. 24, Nr. 6, 1983. doi:10.1016/0032-3861(83)90015-0.
  19. ↑ Tang, C. W.; Vanslyke, S. A.C. W. Tang, S. A. Vanslyke: Organic electroluminescent diodes. In: Applied Physics Letters. 51, Nr. 12, 1987. doi:10.1063/1.98799.
  20. ↑ Burroughes, J. H.; Bradley, D. D. C.; Brown, A. R.; Marks, R. N.; MacKay, K.; Friend, R. H.; Burns, P. L.; Holmes, A. B.J. H. Burroughes, D. D. C. Bradley, A. R. Brown, R. N. Marks, K. MacKay, R. H. Friend, P. L. Burns, A. B. Holmes: Light-emitting diodes based on conjugated polymers. In: Nature. 347, Nr. 6293, 1990. doi:10.1038/347539a0.
  21. ↑ Histoy der Firma CDT (Cambridge Display Technology)
  22. ↑ Pressebericht von Toshiba vom 30. Mai 2001: Toshiba Develops World's First 260,000-Color Polymer Organic Light Emitting Display
  23. ↑ General Electric Breakthrough Discoveries, 6. Januar 2012
  24. ↑ Das "solid-state lighting (SSL)"-Programm, initiiert vom Energieministerium der Vereinigten Staaten bei der Universal Display Corporation, 6. Januar 2012
  25. ↑ "New Efficiency Record for White OLED Device" bei den Research Highlights 2005-2006 des Energieministerium der Vereinigten Staaten, 6. Januar 2012
  26. ↑ Philips News-Center: Philips and Novaled announce new records for lifetime and efficiency of high-brightness white OLEDs(8. Juni 2006), 6. Januar 2012
  27. ↑ "Record EQE in Blue OLED Device" bei den Research Highlights 2005-2006 des Energieministerium der Vereinigten Staaten, 6. Januar 2012
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