Gedruckte Elektronik Forscher drucken ersten flexiblen OLED-Display

Von Stefan Guggenberger

Der University of Minnesota ist es mit einem speziellen 3D-Drucker gelungen, einen flexiblen OLED-Display zu drucken. Mit der Technologie soll es sogar möglich sein, dass OLED-Displays in Zukunft auf Desktopdruckern von Laien hergestellt werden. Wie die Wissenschaftler das ermöglichen wollen.

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Der Display-Prototyp ist auf jeder Seite 3,81 Zentimeter lang und kann flexibel gebogen werden.
Der Display-Prototyp ist auf jeder Seite 3,81 Zentimeter lang und kann flexibel gebogen werden.
(Bild: McAlpine Group, University of Minnesota)

Für den ersten flexiblen OLED(Organic Light-emitting Diode)-Display, der auf einem 3D-Drucker entstand, haben die Wissenschaftler der University of Minnesota zwei Druckverfahren kombiniert. Ziel war es, einen OLED-Bildschirm herzustellen, der mit einem Desktopdrucker aufgebaut werden kann und keine hochspezialisierte Fabrikanlage benötigt. Dazu haben die Wissenschaftler einen extra für sie gebauten Drucker eingesetzt, der laut Projektleiter Michael McAlpine so viel wie ein Tesla Model S kostet. Aktuell liegt die unverbindliche Preisempfehlung für diesen Tesla bei 101.990 Euro. Das sie damit Erfolg haben, hat dann sogar die Forscher überrascht: „Ich dachte nicht, dass wir einen funktionsfähigen Bildschirm entwickeln können. Aber dann haben alles Pixel funktioniert und wir konnten darauf Text abspielen“, erklärt Ruitao Su, Mitautor der Studie und Wissenschaftler am MIT.

Ein flexibler Bildschirm für Wearables

Bei vorherigen Versuchen scheiterten die Forscher daran, die Licht emittierenden Schichten gleichmäßig zu drucken. Um dieses Problem zu lösen, wurden in der aktuellen Studie zwei verschiedene Verfahren kombiniert. Die Elektroden, die Verbindungen, die Isolierung und die Verkapselung wurden im Extrusionsverfahren gedruckt, während die aktiven Schichten mit demselben 3D-Drucker bei Raumtemperatur aufgesprüht wurden. Der Display-Prototyp war auf jeder Seite etwa 3,81 Zentimeter groß und hatte 64 Pixel. Jedes Pixel funktionierte und zeigte Licht an.

"Das Gerät zeigte eine relativ stabile Emission über die 2.000 Biegezyklen hinweg, was darauf hindeutet, dass vollständig 3D-gedruckte OLEDs für wichtige Anwendungen in der Weichelektronik und für tragbare Geräte verwendet werden können", erklärt Su.

So wurde der OLED-Display im Zeitraffer gedruckt:

Wieso OLED-Bildschirme großes Potential haben

Die OLED-Displaytechnologie basiert auf der Umwandlung von Elektrizität in Licht mithilfe einer organischen Materialschicht. OLEDs fungieren als hochwertige digitale Anzeigen, die flexibel gestaltet werden können und sowohl in Großgeräten wie Fernsehbildschirmen und Monitoren als auch in tragbaren elektronischen Geräten wie Smartphones verwendet werden können. OLED-Displays haben an Popularität gewonnen, weil sie leicht, energieeffizient, dünn und flexibel sind und einen großen Betrachtungswinkel sowie ein hohes Kontrastverhältnis bieten.

Keine Zukunftsmusik, sondern anwendbare Technik

Großen Wert legen die Wissenschaftler darauf, dass der neue Ansatz schnell in die Praxis überführt werden soll: "Das Schöne an unserer Forschung ist, dass die Herstellung bereits eingebaut ist, wir sprechen also nicht von einer Vision, die in 20 Jahren real werden könnte", sagte McAlpine. "Dies ist etwas, das wir tatsächlich im Labor hergestellt haben, und es ist nicht schwer, sich vorzustellen, dass man dies in wenigen Jahren auf einen kleinen tragbaren Drucker übertragen könnte, um alle Arten von Displays selbst zu Hause oder unterwegs zu drucken."

Hier können Sie den gesamten Forschungsbericht zur Studie lesen.

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