BMBF-Projekt NEMO: Výzkum nových OLED materiálů pod vedením Merck úspěšně ukončen

Po třech letech intenzivního výzkumu v oblasti nových, rozpustných materiálů pro OLED (organické světelně emitující diody), úspěšně ukončila společnost Merck spolu s deseti dalšími partnery z průmyslu a univerzit projekt „Nové materiály pro OLED z roztoku“ (NEMO), který byl financován spolkovým ministerstvem vzdělávání a výzkumu (BMBF). Nově vyvinuté materiály lze nyní integrovat do velkoplošných OLED komponentů například pro televize, osvětlené displeje a osvětlení objektů nebo místností. Jsou především vhodné pro tiskové procesy, které díky jejich vysoké využitelnosti materiálu umožňují levnější výrobu OLEDů ve srovnání s tradičními výrobními procesy s evaporací materiálů. Celkový rozpočet projektu činil 29 milionů eur. Merck vedl konsorcium deseti partnerů.

Merck vyvinul a testoval v rámci tohoto projektu nové fosforeskující materiály pro červené, zelené a modré aplikace. Například extrapolovaná životnost u zelených tripletových emitujících materiálů byla prodloužena z 10 000 hodin na více než 200 000 hodin při zachování počáteční svítivosti (doba použitelnosti při provozu). Současně došlo ke zvýšení účinnosti těchto materiálů z 30 cd/A na více než 70 cd/A (kandel/ampér) při svítivosti 1000 cd/m².

„Úspěch projektu je velkým a důležitým krokem pro tisknutelné materiálové systémy s velmi dobrými výkonnostními parametry,“ říká Dr. Udo Heider, který v Mercku řídí oblast OLED. „Tím umožňujeme našim zákazníkům nákladově efektivní výrobní procesy, které díky nízkým ztrátám materiálu ve výrobě nakonec přispívají i k ochraně životního prostředí.“

Rozsah projektu sahal od světelných emitujících materiálů zpracovávaných z roztoku přes materiály pro přenos náboje až po nové lepidla pro spolehlivé zapouzdření každého OLED prvku. Dále byly provedeny fyzikální výzkumy materiálů a OLED komponentů, které umožní rozšířené porozumění pro budoucí vývoj materiálů.

Kromě Merck se na projektu podílely následující firmy a instituce: Humboldtova univerzita v Berlíně, Delo Industrie Klebstoffe, Enthone GmbH, Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung IAP, Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG, Univerzita v Postupimi, Univerzita v Regensburgu a Univerzita v Tübingenu.

Humboldtova univerzita v Berlíně
Na Humboldtově univerzitě v Berlíně byly pomocí modulárních syntetických strategií vyvinuty a testovány nové materiály pro přenos elektronů.

DELO Industrie Klebstoffe
Společnost se zabývala vývojem lepidel s nízkou permeabilitou vodní páry pro plošné zapouzdření. Hlavním zaměřením práce byla optimalizace kompatibility lepidla s OLED materiály. Byly identifikovány vhodné lepidlové systémy a podařilo se výrazně snížit počet vadných míst v komponentu. Vyvinuté systémy byly podrobně charakterizovány.

Enthone GmbH (dříve Ormecon)
V Nano Science Centre v Ammersbeku byly vyvinuty disperze elektricky vodivého polymeru polyanilinu, ze kterých byly vyráběny vrstvy pro přenos náboje v OLED. Takové displeje vykazovaly srovnatelné elektrické vlastnosti s těmi, které používaly dosud používaný materiál.
Pro charakterizaci OLED komponentů byly OLED vyrobené Merckem analyzovány impedance spektroskopií. Byly identifikovány nestabilní oblasti, které jsou zodpovědné za krátkou životnost OLED. Dále bylo možné na základě impedance měření na krátkodobě zatížených displejích předpovědět jejich životnost.

Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung IAP
Fraunhoferův institut pro aplikovanou polymerovou výzkum v Postupimi (IAP) vyvinul polymerové fosforeskující systémy pro zelené a červené emise Mercku. Vhodné molekuly pro přenos náboje byly vázány jako boční skupiny na hlavní polymerovou řetězec a bylo prokázáno, že to vede k srovnatelným nebo dokonce lepším výkonovým parametrům a životnosti OLED ve srovnání s odpovídajícími rozpuštěnými malými molekulami. U „zelené“ emise bylo dosaženo účinnosti 61 cd/A a životnosti 66 000 hodin při 1000 cd/m².

Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG (dříve H.C. Starck Clevios GmbH)
Společnost vyvinula nové materiály pro mezivrstvy, které zlepšují injekci náboje z anody do emitorové vrstvy OLED a přispívají ke zvýšení životnosti zařízení. Práce na výstupní práci dílů pro vstup náboje do dílu nyní umožňuje její cílené nastavení v rozmezí 4,8 – 6,1 eV. Vyvinuly se vodou rozpustné polymerové protiněnky, díky nimž bylo poprvé možné realizovat voděvolné materiály PEDOT. Současně byla vyvíjena transparentní elektroda, která se dá odpařit z roztoku a měla by přispět ke snížení nákladů na výrobu OLED. Vodivost filmů PEDOT:PSS byla dále zvýšena. Byla realizována první ITO-volná OLED svítidla. Kombinací s tištěnými stříbrnými linkami bylo umožněno výrobu OLED plochých zdrojů světla bez zjevného poklesu svítivosti od okraje ke středu komponentu.

Univerzita v Postupimi
Výzkumníci z univerzity v Postupimi zkoumali fyzikální vlastnosti, jako je přenos náboje a dynamika excitace u nově syntetizovaných materiálů a hotových komponentů. Ve spojení se stacionárními a přechodnými simulacemi bylo možné získat informace o procesech, které limitují účinnost světelných diod a které určují stárnutí komponentů.

Univerzita v Regensburgu (zastoupena dvěma katedrami)
V pracovním týmu profesora Yersina byly vyvinuty nové třídy emitentů s výraznou i slabou metal-metalovou interakcí, které vykazují jev singuletového sběru, objevený v Regensburgu. To umožňuje realizaci vysoce účinných emitentů pro OLED na bázi velmi levných měděných komplexů. Tyto práce na singuletovém sběru s nově vyvinutými emitenty z měďných komplexů byly v dubnu 2012 oceněny na mezinárodní konferenci „SPIE Organic Photonics“ v Bruselu cenou za inovaci.
Dále byl v pracovním týmu profesora Königa syntetizován knihovník emitentů podle jednoduchého kombinatorického protokolu. Pro rychlou a téměř automatizovanou identifikaci a charakterizaci jednotlivých emitentů, stejně jako pro jejich fotostabilitní zkoušky, byl vyvinut screeningový systém. Tím bylo možné zkoumat deformační chování mnoha látek a odvodit různé mechanismy degradace.

Univerzita v Tübingenu (zastoupena dvěma katedrami)
Tübingové skupiny poskytly nové organominerální komplexní sloučeniny, které mohou být použity jako světélkující molekuly v OLED. V chemických syntézách byly připraveny, charakterizovány a představeny nové koordinované sloučeniny s prvky Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag a Au, které představují slibné vodivé struktury pro emitentové materiály.
Tiskové zprávy společnosti Merck KGaA jsou současně s publikací na internetu také zasílány e-mailem. Použijte webovou adresu http://www.newsabo.merck.de pro registraci online, změnu výběru nebo zrušení odběru služby.