Simulations-Software optimiert organische Leuchtdioden

  • 24. May 2011

Durch Simulation molekularer Prozesse lassen sich maßgeschneiderte OLED schneller und kostengünstiger designen.

Ob Mobiltelefone, Flachbildfernseher oder Raumbeleuchtung – organische Leuchtdioden werden künftig immer mehr Anwendungen erobern und neue Möglichkeiten in Design und Funktion eröffnen. Wissenschaftler am Institut für Nanotechnologie (INT) des KIT haben nun eine Simulationslösung zur zeit- und kostengünstigen Optimierung von OLEDs entwickelt. Mit „SiMoNa“ lassen sich Materialeigenschaften gezielt verbessern sowie geeignete Farbstoffmoleküle designen und patentieren.

Abb.: Flexibel und rollbar - so könnten die Bildschirme der Zukunft aussehen. Dazu sind OLEDs mit genau abgestimmten Eigenschaften erforderlich. (Bild: Christian Gruppe und Willi Müller)

SiMoNa steht für „Simulation Molekularer Nanostrukturen“. Die Simulationslösung kombiniert erstmals eine Strukturvorhersage des Materials auf molekularer Grundlage mit einer quantenmechanischen Analyse der daraus erwachsenden Funktion. Im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen zur Morphologiebestimmung liegt die Simulationsgeschwindigkeit rund eine Million Mal höher. Auf der Grundlage der so gewonnenen dreidimensionalen Struktur des Systems lässt sich über quantenmechanische Berechnungen die Ladungsträgermobilität vorhersagen. Die neue Software kann hochspezifische Materialkompositionen simulieren und den Ladungstransport auch in unbekannten Stoffklassen vorhersagen, für die noch keine experimentellen Daten vorliegen.

Aus der virtuellen Optimierung leiten die Entwickler wichtige Parameter für Prototypen von organischen Leuchtdioden ab. Diese Daten bilden die Basis für Spezialchemikalien und Grundstoffe von OLEDs, die für neuartige Anwendungen maßgeschneidert sind. Vorteile von SiMoNa sind die simulationsbasierte Verkürzung von Produktentwicklungszyklen von OLEDs und ein früherer Markteintritt auf Basis der Simulationsergebnisse.

Die im Mai 2011 gestartete KIT-Ausgründung NanoMatch wird die Anpassung und Anwendung der neuen Simulationstechnologie betreuen.

Karlsruher Institut für Technologie / AL


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