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Flächiges Licht: OLEDs
Licht = Lampe und Leuchte? Diese Formel, schon mit der LED nicht mehr ganz richtig, wird in Zukunft nur noch bedingt richtig sein: Denn in einigen Jahren werden transparente Glasfenster am Abend subtiles warmweißes Licht verbreiten und die Wohnzimmertapete sich auf Knopfdruck in einen Bildschirm verwandeln.
Solche Szenarien sind für Forscher und Entwickler in Hochschulen und Unternehmen bereits Realität: Organische Leuchtdioden, kurz OLEDs, eröffnen ganz neue Dimensionen in der Display-Technologie und der Beleuchtung. Die OLED ist die erste wirklich flächige Lichtquelle. Anders als die punktförmig strahlenden, anorganischen LEDs nutzen sie organische Halbleiter zur Lichterzeugung.
So funktionieren OLEDs
Im Gegensatz zu konventionellen Lampen, bei denen Strom durch einen Draht oder ein Gas geleitet wird, fließt der Strom bei OLEDs durch ultrafeine organische Schichten – hundert Mal dünner als ein Haar. Sie werden aus kleinen Molekülen (smOLED) gefertigt, zunehmend auch aus langkettigen Polymeren (pOLEDs).
Der Aufbau von OLEDs erinnert an ein Sandwich (siehe Grafik). Die organischen Schichten sind immer eingebettet zwischen zwei großflächigen Elektroden, einer negativ geladenen Alumiumschicht (= Kathode) und einer positiv geladenen Indiumzinnoxid-Schicht (= Anode). Als Trägermaterial dient meist Glas. Ebenso wie bei LEDs bestimmt die Molekülstruktur der verwendeten Halbleiter die Farbe des Lichts.
OLEDs reagieren sehr empfindlich auf Sauerstoff und Feuchtigkeit. Sie werden deshalb verkapselt. Ein sogenannter „Getter“ in Form eines Kissens auf der Rückseite des Bauteils nimmt Feuchtigkeit auf, bevor sie die besonders „rostanfällige“ Kathode erreichen kann.
Vorteile von OLEDs
Für die Beleuchtung können OLEDs künftig viele Vorteile bieten, denn:
- OLEDs sind extrem dünn.
- Sie geben gleichmäßiges, weitgehend blendfreies Licht mit hoher Farbwiedergabe
- Sie bringen sofort volle Leistung, lassen sich stufenlos über den Betriebsstrom dimmen und sind extrem flexibel in der Farbsteuerung.
- Wie ein Baustoff lassen sie sich in andere Materialien einfügen. Tagsüber sind sie transparent oder diffus und leuchten abends taghell.
- Im Labor erreichen OLEDs schon fast die Effizienz von Leuchtstofflampen
- Sie können nahe an empfindliche Materialien gebracht werden und ohne Verbrennungsgefahr berührt werden.
- OLEDs sind umweltfreundlich, da sie weder Quecksilber noch andere Giftstoffe enthalten und dazu noch recycelfähig sind.
Produktion erfordert Know-how
Die Produktion leistungsfähiger OLEDs erfordert viel Know-how. Vor allem die Lebensdauer (derzeit rund 10.000 Stunden) und der Schutz der hauchdünnen Folien vor Sauerstoff und Wasser sind große Herausforderungen. Geeignete Kunststoffmaterialien müssen die organischen Schichten über eine lange Lebensdauer hinweg ausreichend schützen: Denn bei Kontakt mit Wasser oder Sauerstoff zerfallen sie schnell.
Die Entwicklung von geeigneten transparenten Kunststoffen macht den Weg frei für flexible OLED-Panels – große, gleichmäßig leuchtende Flächen, deren Helligkeit und Farbe nach Wunsch angepasst und auf fast jede Oberfläche appliziert werden kann.
OLEDs sind bereits in Designerleuchten zu finden
Die organischen Dioden sind bereits in Mobiltelefonen und Gameboys zu finden. Seit Anfang 2009 sind OLED-Bildschirme im Handel. Experten schätzen, dass die OLED in den nächsten Jahren auch verstärkt für großflächige Lichtlösungen eingesetzt wird, zum Beispiel in der Shop- oder Museumsbeleuchtung, in Vitrinen für kostbare Ausstellungsstücke. Zurzeit sind sie vor allem in Designerleuchten zu sehen.
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