Fraunhofer: Graphen-OLED für unzerbrechliche Touchscreens hergestellt

Stefan Bubeck

Dem Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP aus Dresden ist es gemeinsam mit Partnern erstmals gelungen, OLED-Elektroden aus Graphen herzustellen und stellt als Anwendungszweck unzerbrechliche Touchscreens in Aussicht.

Fraunhofer: Graphen-OLED für unzerbrechliche Touchscreens hergestellt
Bildquelle: Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

Die Kohlenstoffverbindung Graphen wird von Forschung und Industrie gerne mal als Wundermaterial bezeichnet. Es besteht aus einer einlagigen Schicht Kohlenstoffatome, die in einer Art Bienenwabenmuster zusammengefügt ist – ein zweidimensionales Material sozusagen. Die Vorteile: es ist leitfähig, superleicht, transparent, härter als Diamant und zugfester als Stahl. Das macht zahlreiche zukünftige Anwendungen denkbar; die aktuellen Meldungen beziehen sich allerdings auf Durchbrüche in der Grundlagenforschung und erste Prototypen für konkrete Anwendungszwecke, beispielsweise im Bereich Solarenergie. Nachzulesen hier: „Moth Eye“-Graphen: Durchbruch könnte Solarenergie revolutionieren.

Aus Sachsen kommt nun die neueste Erfolgsmeldung, die Hoffnung auf widerstandsfähige Smartphones und Tablets macht.

Graphen: Nur 0,3 Nanometer dick

Das Dresdner Fraunhofer-Institut FEP vermeldet die Herstellung von OLED-Elektroden aus Graphen, deren Grundfläche jeweils 2 × 1 Quadratzentimeter beträgt. Projektleiterin Dr. Beatrice Beyer: „Damit wurde in der Erforschung und Integration eines extrem anspruchsvollen Materials ein echter Durchbruch erzielt.“

Mit nur 0,3 Nanometern Dicke ist Graphen unfassbar filigran, es entspricht in etwa ein hunderttausendstel eines menschlichen Haares. Der Herstellungsprozess der OLED-Elektroden erfordert ein Vakuum. Eine Waferplatte aus hochreinem Kupfer wird in einer Stahlkammer auf 800 Grad erhitzt. Eine Mischung aus Methan und Wasserstoff setzt dann eine chemische Reaktion in Gang: Das Methan löst sich im Kupfer auf und es formen sich Kohlenstoffatome, die sich in der Fläche ausbreiten – all das passiert innerhalb weniger Minuten. Am Schluss wird ein Trägerpolymer auf das Graphen gegeben und die Kupferplatte weggeätzt.

„Schon in zwei bis drei Jahren könnten erste Produkte auf den Markt kommen“, so Beyer. Die Graphen-Elektroden seien wegen ihrer Flexibilität ideal für Touchscreens. Sie zerbrechen nicht, wenn das Gerät auf den Boden fällt – statt Glas müsste man nur eine transparente Folie verwenden.

Das Verfahren wurde im Rahmen des Projekts „Gladiator“  (Graphene Layers: Production, Characterization and Integration) gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung entwickelt und optimiert. Das Projekt wird von der EU mit insgesamt 12,4 Millionen Euro gefördert.

Quelle: Fraunhofer FEP

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