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Trends in der IT

OLED – Stand der Forschung und Zukunft

Dr. Ingo Münster

Dr. Ingo Münster1964 geboren. Nach seinem Abitur studierte er an den Universitä-
ten Paderborn und Marburg Chemie, promovierte im Bereich Orga-
nischen Synthese und absolvierte ein Post Doc-Jahr in Belgien. 1995
begann er bei BASF zunächst in der Grundlagenforschung und
wechselte 1998 in die Verfahrensentwicklung. 2000–2003 war er
stellvertretender Betriebsleiter der Aminonitril und wechselte dann
zurück in die Forschung. 2006 übernahm er eine Forschungsgruppe
für organische Elektronik. Seit 2012 leitet er den Fachbereich OLED.
Neben der Entwicklung der Anwendungstechnik umfasst dieser u.a. auch den Bau von
Dioden.

 

BASF SE
1865 gegründet unter dem Namen Badische Anilin- & Soda-Fabrik, ist die BASF SE nach
Umsatz und Marktkapitalisierung derzeit weltweit der größte Chemiekonzern. Weltweit
sind etwa 111.000 Mitarbeiter in mehr als 80 Ländern beschäftigt. Das Stammwerk in
Ludwigshafen ist der bedeutendste Produktionsstandort der BASF.

 

Interview

Aus welchen Gründen haben Sie sich für die OLED Forschung entschieden?
Das Thema organische Elektronik wurde an mich herangetragen. 2001 wurden bei
BASF erste kleine Forschungsprojekte aufgesetzt; mit der Zeit wuchs dieses Thema.
2006 war der Zeitpunkt gekommen, an dem mein damaliger Abteilungsleiter be-
schloss, die Arbeitsgruppe zu teilen. Er berief mich zum fachlichen Leiter für die
Projekte im Bereich Organische Elektronik, da ich aufgrund meiner Ausbildung und
Erfahrung im Bereich Organische Synthese dafür besonders geeignet war.

 

Welche Aufgaben gehören zu Ihrer täglichen Arbeit?

Ich habe verschiedene Funktionen, in denen ich Tag für Tag tätig werde. Zum einen bin
ich wissenschaftlicher Leiter des OLED Projektes. Damit verknüpft sind eine Reihe
organisatorischer Aufgaben wie z.B. Meetings vor- und nachbereiten, Arbeitspakete
definieren bzw. verteilen. Darüber hinaus ist es meine Pflicht als Projektleiter, den
OLED Markt im Auge zu behalten. Dafür besuche ich verschiedenste Konferenzen
und lausche Fachvorträgen, um herauszufinden, was andere an neuen Erkenntnissen
gewonnen haben.
Mein zweites Standbein ist die Kooperation mit Kunden. Als Leiter der OLED
Forschung trete ich zusammen mit dem OLED Vermarktungsverantwortlichen beim

Kunden auf und diskutiere die Bedarfe. Wir bieten die Produkte der BASF an; oft
entstehen aus dem Gespräch neue Arbeitspakete für das OLED Team.
Ein „großer Zeitfresser“ ist das Beantworten der E-Mails. Darin geht es neben
fachlichen Dingen auch um organisatorische Abläufe in der BASF, wie z. B. eine
Personal- oder Investitionsplanung für das nächste Jahr.

 

Was fasziniert Sie an Ihrem Tätigkeitsbereich?
Was mich an dieser Tätigkeit besonders gereizt hat, war das „Forschen an vorderster
Front“, Bislang hatte ich Probleme in klassischer Form gelöst, indem ich in existie-
render Literatur ähnliche Probleme suchte und die dort beschriebenen Lösungen auf
mein Problem übertrug. Für OLED war dies nicht möglich, da es kein Lehrbuch-Wissen
gab. Wir waren die Ersten, die sich diesen Problemen stellten, und wir selbst schrei-
ben gerade diese Lehrbücher. Außerdem reizte mich die Interdisziplinarität, die mir
mit dieser Aufgabe begegnet. Ich war nicht mehr auf den Bereich der Chemie einge-
grenzt, sondern musste zwangsläufig mit Physikern, Quantenchemikern, Ingenieuren
oder Elektrotechnikern zusammenarbeiten. Dieser Erfahrungsaustausch ist zwingend
notwendig, um in Grenzgebieten wie OLED Fortschritte zu erzielen. Nur wenn man ge-
meinsam über ein Problem nachdenkt und Ideen auf Basis der Erfahrungen der unter-
schiedlichen Bereiche zusammenbringt, entdeckt man Neues.
Hört man den Begriff OLED, denken viele an den Einsatz in Displays. Man unter-
teilt die OLED Technologie in zwei größere Anwendungsgebiete:
Auf der einen Seite Displays, auf der anderen das Thema Beleuchtung. Obwohl
wir noch nicht so weit sind, dass sich OLEDs als Beleuchtungsmittel im Massenmarkt ein-
setzen lassen, zeigten Designer auf der diesjährigen Messe Light+Building wie OLED Be-
leuchtung in der Zukunft aussehen kann. Die Designer haben nicht nur die Möglichkeit,
herkömmliche Beleuchtung durch OLEDs zu ersetzen. Durch die besondere Beschaffen-
heit und Eigenschaften von OLEDs bieten sich neue Designmöglichkeiten an.
Der Vorteil zu aktuellen Beleuchtungsmitteln wie LED ist, dass mittels OLED eine
Flächenbeleuchtung Einsatz findet. LED und OLED ergänzen sich im Bereich Be-
leuchtung sinnvoll, je nachdem welche Anforderungen man an das Leuchtmittel
stellt. So sind z. B. Lichtkacheln von Lumiotec und LG Chem auf dem Markt erhält-
lich. Aber auch Osram oder Philips sind in diesem Bereich vertreten.
Im Einsatzgebiet der Displays ist die OLED Technologie aktuell hauptsächlich bei
Smartphones bzw. mobilen Geräten im Einsatz. Ist ein Smartphone oft nur zwei Jahre im
Einsatz, geht man bei TV Geräten von einer Haltbarkeit von mindestens sechs Jahren aus.
Das heißt nicht, dass ein Fernseher nach sechs Jahren defekt ist; innerhalb dieses Zeitraums
lässt die Brillanz des Bildes nach, was mit dem unterschiedlichen Alterungsprozess der OLED
Farben (Rot, Grün, Blau) zusammenhängt. Der im Vergleich kurze Einsatzzeitraum bei
Smartphones ist vernachlässigbar und für den Betrachter weniger relevant.

 

Wie weit sind aktuelle Forschungen? Was sind Forschungsschwerpunkte der BASF?
Aktuelle Forschungen bei BASF beschäftigen sich hauptsächlich mit der Farbe Blau
und deren Haltbarkeit. Da blaues Licht das energiereichste ist, geht diese Farbe zuerst
„kaputt“: Die Lösung dieses Problems würde einen Meilenstein in der Geschichte der OLED
Entwicklung darstellen – ähnlich der Entwicklung einer stabilen blauen LED in den 90er
Jahren. Viele warten darauf, dass wir dieses Problem lösen; wir liegen im Vergleich mit
unseren Konkurrenten gut im Rennen. Da das Thema Energieeffizienz bei Beleuch-
tung eine deutlich größere Relevanz als bei Displays hat, würde das den Durchbruch auf
dem Markt bedeuten. Jedoch ist zu erwähnen, dass sich bei der Fokussierung auf die
Farbe Blau auch Spin-Offs – im Sinne von Synergieeffekten – ergeben, was den Farben
Rot und Grün zu Gute kommen kann. Im Jahr 2009 konnten wir unser Port-
folio mit neuen Materialen der Farbe Rot ergänzen. Als Forschungsteam stehen uns
nur begrenzte Ressourcen zur Verfügung. Deshalb haben wir uns strategisch auf Ma-
terialien für blaue OLEDs ausgerichtet. Ist uns damit die Durchdringung des Mark-
tes gelungen, möchten wir unser Portfolio sukzessive erweitern. Auch die Materialien
von Grün haben noch Verbesserungsbedarf hinsichtlich ihrer Effizienz.

 

Welche Schwierigkeiten/Hindernisse treten in diesem Zusammenhang auf?
Aktuell erreichen wir mit OLEDs eine Effizienz von bis zu 90 Prozent, d. h. 90 Pro-
zent der zugeführten Energie wird in Licht umgewandelt. Verglichen mit der Leucht-
stoffröhre (25 Prozent) und einer Glühbirne (5 Prozent) ist das ein um vielfaches
besserer Wert. Bei der OLED gibt es optische Gründe, die das Licht daran hindern
die OLED zu verlassen. Immer wenn Licht, was sich in einem Medium mit einem be-
stimmten Brechungsindex bewegt, in ein anderes Medium mit einem anderen Bre-
chungsindex übertritt, besteht die Gefahr einer Totalreflexion. Je größer der Unter-
schied der Brechungsindizes, desto größer diese Gefahr. Als Wirtschaftsinformatiker
kennen Sie sicherlich die Totalreflexion in Verbindung mit der Übertragung von
Daten via Glasfaserkabel. Möglichst alle Lichtsignale sollen durch Totalreflexion in
der Glasfaser verbleiben. Wir benötigen allerdings genau das Gegenteil – mög-
lichst alles Licht soll die OLED als Streuverlust verlassen.

 

Welche Vorteile bringt uns die OLED Technik in der Zukunft? Ersetzt sie nur bestehende Displaytechnologien?
Im Vergleich zu LCD Displays bieten OLEDs einen deutlich höheren Kontrast. LCD Fern-
seher sind bei dunklen Bildern nie komplett schwarz, sondern eher gräulich, weil die Hin-
tergrundbeleuchtung eingeschaltet bleibt. Ausgeschaltete OLEDs sind dagegen kom-
plett schwarz. Neben diesem natürlichen Schwarz bieten OLEDs einen Farbraum, der
sehr nahe an dem natürlichen Farbraum liegt und entsprechend lebendige Bilder liefert.
LCD Displays bieten diesen umfangreichen Farbraum nicht.
Ich sehe OLEDs kurzfristig nicht als Konkurrent in TV-Displays an; dazu müssen
die Herstellkosten gesenkt werden. Aktuelle Marktstudien sehen den Durchbruch
der OLED in der Beleuchtung ab 2015. Ich gehe davon aus, dass wir zu diesem Zeit-
punkt bezahlbare Fernseher und größere Displays, wenn auch noch im High-End Be-
reich, auf dem Markt sehen. Solange wird es zu den bestehenden Techniken keine
Alternativen geben. Einen großen Vorteil sehe ich auch in der möglichen Flexibilität
von Displays, sobald flexible Trägermaterialien bzw. Verkapselungstechnologien zum
Schutz der OLED vor Oxidation und Feuchtigkeit marktreif sind. Dadurch ließen sich
nahezu unzerbrechliche Displays herstellen, welche beispielsweise in mobilen Ge-
räten Einsatz finden könnten. Das Display wär somit bei einem Fall auf den Boden
gut geschützt, teure Reparaturen könnten dadurch vermieden werden.

 

Können durch OLEDs neue Märkte erschlossen werden?
Innerhalb der bereits erwähnten Bereiche Displays und Beleuchtung sehe ich große
Entwicklungspotenziale. Es gibt die Möglichkeit neuer Designformen und Anwen-
dungsmöglichkeiten wie z. B. in der Medizin- und Sensorentechnik.