Organische Leuchtdioden – Entwicklung von Verfahren zur Integration in Folientastaturen als neues elektrisch aktives Element

Mit dieser Arbeit sollen wichtige künftige Entwicklungstendenzen, die für die Produktion von Folientastaturen erforderlich werden, analysiert, systematisiert und weiterentwickelt werden. Im Mittelpunkt stehen dabei Probleme der Integration von OLEDs in die Herstellungstechnologie. Fortschritte bei den Werkstoffen sowie neue Anforderungen in der Beleuchtungstechnik der Folientastaturen haben in der EL-Technologie zu neuen Impulsen und Anwendungen geführt. Auf dieser Basis wurden von namhaften Pastenherstellern Systeme, bestehend aus siebdruckfähigen, leitfähigen, dielektrischen und elektrolumineszierenden Dickschichtpasten, entwickelt. Diese ermöglichen flexible EL-Lampen im Siebdruckverfahren zu fertigen. Damit wird diese Technologie für Folientastaturhersteller beherrschbar. Physikalisch betrachtet sind diese Art der EL-Lampen Leuchtkondensatoren. Analog zur Leuchtdiode, die mit LED ( engl. light emitting diode ) bezeichnet wird kann hier die Bezeichnung LEC ( engl. light emitting capacitor ) angewandt werden. Zwischen zwei Elektroden befindet sich zum Beispiel eine dünne Schicht mit Kupfer aktivierten Zinksulfidteilchen ( Phosphor ). Das Licht wird in Abhängigkeit des Stromes emittiert, der aufgrund der sich zeitlich ändernden Spannung an den Elektroden fließt. Daraus ergibt sich, dass dieses EL-System nur mit Wechselspannung angesteuert werden kann.

Vorrangiges Ziel dieser Arbeit ist es, durch grundlegende Untersuchungen der OLED-Technologie ein neues Beleuchtungssystem für Folientastaturen zu entwickeln. Als Licht emittierende Materialien werden in OLEDs entweder kleinere Moleküle eingesetzt, die durch Aufdampfen im Vacuum ( Sublimation ) aufgebracht werden, oder Polymere, die aus einer Lösung aufgetragen werden. Als Techniken kommen beispielsweise Schleuderguss ( engl. spin coating ) oder Rakeln in Frage. Die Rakeltechnik wird bei den experimentellen Untersuchungen besonders berücksichtigt. Die Anforderungen an Emittermaterialien sind für den Einsatz in OLEDs hoch. Sie müssen amorphe Schichten bilden, da polykristalline Bereiche gebildete Exzitonen strahlungslos löschen. Sie müssen gute Filmbindungseigenschaften und Glasübergangstemperaturen, die oberhalb der Betriebstemperatur der Diode liegen, besitzen. Da ein Großteil der Exzitonen strahlungslos unter Wärmeemission zerfällt, können die Betriebstemperaturen 100 o C überschreiten. Weiterhin ist es erforderlich, dass die Materialien unempfindlich gegen Zersetzungsreaktionen sind, insbesondere gegenüber Photoreaktionen. Den größten Anteil der polymeren Materialien stellen derzeit Derivate des Poly ( p-phenylenvinylen ) ( PPV ), einem sowohl leitenden als auch elektrolumineszierenden Polymer mit konjugierter Hauptkette, das im Wellenlängenbereich von 500 bis 550 nm grünes Licht emittiert.