Vom modernen Smartphone bis zum Fernseher: Organische Leuchtdioden (OLEDs) sind eine zukunftsweisende Technologie, die unter anderem einen exzellenten Bildkontrast und geringen Stromverbrauch verspricht. Die Komplexität eines OLED-Pixels macht es jedoch schwierig, neue molekulare Materialien zu entwickeln. Denis Andrienko, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Polymerforschung, und sein Team haben nun eine breite Palette von computersimulierten und experimentell gemessenen Eigenschaften von OLED-Dünnschichten verglichen und versucht zu verstehen, ob das OLED-Design allein durch den Computer vorhergesagt werden kann.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Leuchtdioden (LEDs) bestehen
organische LEDs (OLEDs) nicht mehr aus Silizium. In OLEDs bilden dünne
Schichten von Molekülen auf Kohlenstoffbasis Pixel, die Licht aussenden.
Die Farbe eines Pixels kann durch Variation der Molekülstruktur
eingestellt werden. OLED-Pixel bestehen in der Regel aus mehreren
Schichten, die z. B. dafür sorgen, dass sich Elektronen mit möglichst
geringem Widerstand im Pixel bewegen können. Die Feinabstimmung der
Schichteigenschaften, zum Beispiel der Elektronenbeweglichkeit oder der
emittierten Wellenlänge (Farbe des Lichts), ist eine komplexe Aufgabe.
Denis
Andrienko, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Polymerforschung
(MPI-P) im Arbeitskreis "Theorie der Polymere" unter der Leitung von
Prof. Kurt Kremer, hat sich nun mit Wissenschaftler*innen des
ukrainischen Instituts für Physik, dem Arbeitskreis für Molekulare
Elektronik am MPI-P sowie der Merck KGaA, Darmstadt, zusammengetan.
Gemeinsam testeten sie die Genauigkeit von computergestützten
Vorhersagen der Eigenschaften von dünnen OLED-Schichten.
Zu
diesem Zweck haben sie eine molekulare Bibliothek typischer
OLED-Materialien aufgebaut. Die Idee dieser Bibliothek ist es, das
Design neuer molekularer Strukturen zu erleichtern und die Eigenschaften
der entsprechenden dünnen Schichten zu simulieren. Der Vorteil ist,
dass dies vor der (teuren) Synthese, Schichtdeposition und
Charakterisierung einer ganzen OLED erfolgen kann.
"Wir hoffen,
dass unsere Simulationsprotokolle in Zukunft genutzt werden können, um
molekulare Strukturen mit vorgegebenen Eigenschaften zu entwerfen", sagt
die Co-Autorin der Arbeit, Leanne Paterson.
Die Wissenschaftler
simulierten und maßen verschiedene Parameter von OLED-Schichten und
fanden gute Korrelationen für einige Eigenschaften und konsistente
Trends für andere. Ihre Ergebnisse sind nun in Chemical Physics Reviews
veröffentlicht und auf AIP's Scilight hervorgehoben. Die
Materialbibliothek ist offen für andere Forscher und kann vom GitLab der
Max-Planck-Computing and Data Facility heruntergeladen werden.
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.mpip-mainz.mpg.de/de/presse/pm-2021-08
Quelle: Max-Planck-Institut für Polymerforschung (07/2021)
Publikation:
Molecular library of OLED host materials—Evaluating the multiscale simulation workflow
Chem. Phys. Rev. 2, 031304 (2021), DOI: https://dx.doi.org/10.1063/5.0049513
Mittwoch, den 04. August 2021 um 04:21 Uhr