Neue Transistortechnik für OLED displays. Covergrafik: C. Hohmann (NIM)

Sind organische Halbleiter genauso gut wie Silizium-Halbleiter? Scheinbar sind sie in gewisser Hinsicht sogar besser! Prof. Thomas Weitz und Kollegen am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz sowie bei BASF in Ludwigshafen gelang es nun, hochleistungsfähige organische Dünnschichttransistoren herzustellen.

Oft hört man, dass organische Halbleitermaterialien empfindlich und instabil seien, und deshalb nicht mit den anorganischen Gegenstücken mithalten können. Diese Meinung muss sich nun ändern, wie NIM-Wissenschaftler Professor Thomas Weitz und Kollegen am Max-Planck-Institut für Polymerforschung sowie bei BASF in Ludwigshafen in ihrer neuesten Arbeit in Advanced Electronic Materials zeigen.

Auch bei Raumluft, also in Anwesenheit von Sauerstoff und Wasser, bei Temperaturen von 30° C und höher, und selbst beim 24-Tage-Dauerladetest verlieren sie nicht an Leistungsfähigkeit.
„Unsere neuen Dünnschichttransistoren aus organischem Halbleitermaterial zeichnen sich durch sehr hohe elektrische Stabilität und Ladungsträgermobilität aus“, erklärt Thomas Weitz. „Dies ist die Grundlage für die Verwendung in portablen Geräten und Displays, denn dort dienen sie zum Beispiel als Schaltelemente von OLEDs.“
Zugleich ist das Herstellungsverfahren denkbar einfach, die organischen Transistoren kommen ohne eine besondere Schutzschicht oder aufwändige Prozessschritte aus.

Drucken im großen Stil

„Da wir Lösungsprozesse verwendet haben, wie sie auch im industriellen Maßstab zum Einsatz kommen, ist die Hürde zum großtechnischen Einsatz unserer Transistoren vergleichsweise gering“, freut sich Thomas Weitz.

Weitere Vorteile organischer Schaltkreise gegenüber anorganischen sind bekannt: geringe Materialkosten, mit normalen Drucktechniken wie Tintenstrahl- und Offset-Druck sehr dünn druckbar und eine hohe mechanische Flexibilität.

Kombination mit OLEDs in flexiblen Displays

Neben ihrer Stabilität gegenüber Ladungsstress und der großen Flexibilität haben die neuen organischen Transistoren einen weiteren großen Vorteil: sie sind stabil gegenüber Lichteinstrahlung, also perfekt für den Einsatz in Geräten mit großflächigen Bildschirmen. Auf Grundlage von organischen Licht-emittierenden Leuchtdioden (organic light-emitting diodes = OLEDs) sollen zukünftig flexible Displays für verschiedenste Anwendungen entwickelt werden. (IA)

Publikation:

Solution-processed organic transistors with excellent electrical stability under ambient conditions. Kettner M, Mi Z, Kälblein D, Brill J, Blom PWM, Weitz RT. Advanced Electronic Materials, 2019, 1900295, doi.org/10.1002/aelm.201900295

Kontakt:

Prof. Dr. Thomas Weitz
Physics of Nanosystems
Fakultät für Physik
Ludwig-Maximilians-Universität München
Amalienstraße 54
D - 80799 München

Tel.: +49 (0) 89 – 2180 3569

E-Mail: thomas.weitz(at)lmu.de

Web: www.nanosys.physik.uni-muenchen.de/index.html