Was wir tun: Gedruckte Elektronik

Organische Halbleiter eignen sich prinzipiell hervorragend für die Realisierung neuartiger Display- und Beleuchtungstechnologien und finden in einigen Nischenanwendungen wie kleinen Displays und ersten Lichtquellen bereits kommerzielle Anwendung. Während auf anorganische Materialien beruhende LEDs schon seit den 1960er Jahren bekannt und mittlerweile auch auf dem Markt etabliert sind, bedarf es im Bereich der organischen Leuchtdioden noch weiterer Forschung bezüglich Lichtausbeute, Stabilität und kostengünstiger Fertigung bevor auch diese Massenmärkte erreichen.

Die Funktionsweise von OLEDs basiert auf dem Prinzip der elektrischen Injektion von Ladungsträgern in eine wenige hundert Nanometer photoaktive Schicht, die sich durch ihre elektrostatische Anziehung einfangen und zu einem angeregten Zustand rekombinieren, der unter Emission von Licht wieder zerfällt. Die Energieausbeute und Stabilität heutiger Systeme ist für massenmarktnahe Anwendungen allerdings noch nicht ausreichend hoch, da etwa dreiviertel der gesamten elektrisch erzeugten Anregungsenergie im Triplettzustand generiert werden, aus dem aufgrund physikalischer Beschränkungen keine Lichtemission möglich ist.

Eine Lösung dieses Problems konnte die cynora GmbH durch die Entwicklung von neuartigen Triplettemittern und deren Dotierung in flüssigprozessierbare polymere Hostmaterialien für druckbare OLED-Anwendungen erzielen. Hierzu werden hocheffiziente Metall-Komplexe auf Basis kostengünstiger Zentralmetalle eingesetzt, die aufgrund ihrer speziellen physikalischen Eigenschaften alle angeregten Zustände zur Lichtemission nutzbar machen und somit eine enorme Effizienzsteigerung erreichen können. Die Kombination von einfacher Verarbeitbarkeit der polymeren Strukturen durch Spin-Coating oder Druckverfahren bei gleichzeitig deutlicher Erhöhung des Wirkungsgrades durch Nutzung von Triplettemission werden das große Potential von OLEDs für breite Marktanwendungen aufzeigen. Partner der cynora GmbH sind das Lichttechnische Institut sowie der Bereich Thin Film Technology des KIT und die Universität Regensburg.

Organische Leuchtdioden und Organische Solarzellen haben ein großers Potentiall für die Entwicklung neuer Solarzellen, energiesparender Displays und Beleuchtungstechnologien. Das Hauptziel der cynora ist die Entwicklung neuer, günstiger Materialien für solche Anwendungen, um neue Massenmärkte zu erschließen. Im  Gegensatz  zu herkömmlichen Verfahren  zur OLED-Herstellung ermöglicht die flüssige Prozessierbarkeit  der cynora-Technologie eine nahezu unbegrenzte Einsetzbarkeit, unabhängig von Form und Oberflächenbeschaffenheit. Während bisher die OLED-Materialien verdampft und  mit einer  aufwendigen und kostenintensiven  Vakuumtechnologie  verarbeitet werden müssen,  können mit Flüssigprozessierung auch polymere und andere nichtverdampfbare Stoffe zum Leuchten gebracht werden.

Somit  können  in Zukunft  ultraflache, flexible,  leichte und recycelbare Licht-  und Energiequellen auch in großen Dimensionen hergestellt werden.cynora verwendet dabei nicht die heute üblichen Verbindungen teurer Schwermetalle wie Iridium und Platin. Diese kommen zwar bereits in den Displays von Handys und kleinformatigen Fernsehern zum Einsatz, haben aber einen gravierenden Nachteil: Den Preis. Ende 2010 erreichte der Iridiumpreis mit 800 $ je Unze (circa 28 Gramm) einen neuen Höchststand, durch den stärkeren Bedarf aus aufstrebenden Ländern wie China und Indien könnte es außerdem in den nächsten Jahren zu einer weltweiten Verknappung dieser Metalle kommen. Den cynora-Wissenschaftlern  ist es gelungen, Iridium und Platin durch um Größenordnungen kostengünstigere, ungiftige Metalle zu ersetzen, ohne dabei nennenswerte Einbußen in der Effizienz der Verbindungen hinnehmen zu müssen.  Mit Materialien von cynora lassen sich flächige Leuchtdioden, sogenannte OLEDs, herstellen.

Im  Gegensatz  zu herkömmlichen Verfahren  zur OLED-Herstellung ermöglicht die flüssige Prozessierbarkeit  der cynora-Technologie eine nahezu unbegrenzte Einsetzbarkeit, unabhängig von Form und Oberflächenbeschaffenheit. Während bisher die  OLED-Materialien verdampft und  mit einer  aufwendigen und kostenintensiven  Vakuumtechnologie  verarbeitet werden müssen,  können mit Flüssigprozessierung auch polymere und andere nichtverdampfbare Stoffe zum Leuchten gebracht werden. Somit  können  in Zukunft  ultraflache, flexible,  leichte und recycelbare Licht-  und Energiequellen auch in großen Dimensionen hergestellt werden.

Dr. Tobias Grab, Geschäftsführer der cynora GmbH: „Die Märkte  für organische
Solarzellen und Leuchtdioden  besitzen  ein  sehr großes  Potenzial, welches wir mit
unserer Technologie  nutzen möchten. Wir freuen uns,  auf diesem Weg von einem
erfahren Investor begleitet zu werden, der uns  bei der  Umsetzung massenmarkt-
orientierter Anwendungen und Produkte unterstützen wird.“