Entwicklung eines bleifreien, niedrigschmelzenden und hochbrechenden Spezialglases für den Einsatz als Streuschichtmatrix in organischen Leuchtdioden

Bleifreie, niedrigschmelzende und hochbrechende Spezialgläser wurden synthetisiert, um sie als Streuschicht in einer organischen Leuchtdiode (OLED) zu verarbeiten und damit die interne Lichtauskopplung zu erhöhen. Auf Basis eines B₂O₃- und/oder SiO₂-Netzwerks wurden zunächst Bi₂O₃- respektive TeO₂-haltige Gläser hergestellt und der Einfluss weiterer Oxide auf diese Glassysteme analysiert. Ausgewählte Gläser wurden als Pulver zusammen mit 1-3 μm großen TiO₂- oder SiO₂-Streupartikeln zu einer Paste verarbeitet, in einem Siebdruckprozess auf ein Glassubstrat appliziert und abschließend verglast. Um daraus eine funktionsfähige OLED herzustellen wurde in einem Reinraumprozess auf die Komponente aus Substratglas und Streuschicht eine Schichtabfolge aus ITO-Anode, Emitterschichten und Kathode aufgebracht.
Ziel war es, die Auskoppeleffizienz der OLED mittels Glasstreuschicht um mindestens 50 % zu steigern. Konkret bedeutet das, eine Lichtausbeute von η ≥ 40 lm/W zu erreichen. Die höchste Lichtausbeute von η = 55 lm/W konnte für OLEDs mit einer eigenentwickelten 15 μm dicken Streuschicht und einer Streupartikelkonzentration von 2,5 Vol.-% TiO₂ realisiert werden. Im Vergleich zur Referenz-OLED ohne Streuschicht (η = 26 lm/W) entspricht die erzielte Lichtausbeute, bei einer konstanten Leuchtdichte von 2000 cd/m², einer Steigerung um 110 %.