Durchbruch in flexibler Elektronik: OLED erstellt, die sich in der Länge verdoppelt, ohne an Helligkeit zu verlieren

Ein Forschungsteam der Drexel University (USA) und der Seoul National University hat eine bahnbrechende Entwicklung in der flexiblen Elektronik vorgestellt. Sie haben ein Material für OLED-Displays geschaffen, das sich auf das Doppelte seiner ursprünglichen Länge dehnen kann, ohne an Helligkeit zu verlieren. Dies löst ein hartnäckiges Problem, bei dem eine erhöhte Elastizität direkt zu einer verringerten Lichtemission führte.

Der Schlüssel zu ihrem Erfolg war die Anwendung eines neuen Elektrodenmaterials auf Basis von MXenen – zweidimensionalen Verbindungen mit metallischer Leitfähigkeit und Flexibilität. Eine Nanolage von etwa 10 Nanometern Dicke ersetzte das traditionelle, aber fragile Indiumzinnoxid (ITO), wodurch die gesamte Displaystruktur dehnbar wurde. Darüber hinaus kann die Oberfläche dieses Materials chemisch modifiziert werden, um eine effizientere Ladungsinjektion zu ermöglichen, was die Helligkeit direkt erhöht.

Um die Eigenschaften des Geräts weiter zu verbessern, integrierten die koreanischen Wissenschaftler zwei zusätzliche organische Schichten in die Mitte der OLED-Struktur. Die erste optimiert die Bewegung positiver Ladungen (Löcher), während die zweite die Energie nutzt, die normalerweise verloren geht. Infolgedessen erreichte die externe quantenmechanische Effizienz (EQE) des Geräts 17 %, ein Rekordwert für dehnbare OLEDs.

Bis jetzt mussten Ingenieure zwischen Elastizität und Helligkeit wählen, aber diese neue Entwicklung kombiniert beide Eigenschaften zum ersten Mal auf hohem Niveau. Über die offensichtlichen Anwendungen in tragbarer Elektronik, wie Informationspanels, die in Kleidung eingewebt sind, hinaus sind solche Displays auch vielversprechend für eine neue Generation medizinischer Sensoren, die direkt in Textilien integriert oder als Hautpflaster aufgebracht werden können.

Bevor die Technologie jedoch kommerzialisiert werden kann, müssen allgemeine Probleme, die allen dehnbaren OLEDs gemeinsam sind, gelöst werden: Die Stabilität und Langlebigkeit der Materialien müssen erheblich verbessert werden, und ebenso dehnbare Versiegelungsbeschichtungen zum Schutz gegen Feuchtigkeit müssen entwickelt werden. Trotz dieser Hürden ebnet das aktuelle Ergebnis den Weg für Elektronik, die nicht nur gebogen, sondern wirklich gedehnt werden kann, und erweitert die Grenzen ihrer Integration in Alltagsgegenstände.