Beleuchtung mit OLED

Was ist eine OLED?

OLED steht für organische lichtemittierende Diode. OLED bestehen aus mehreren unterschiedlichen Materialschichten. Jede dieser Schichten hat eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen. Angefangen beim Trägermaterial, heutzutage meist Glas, in Einzelfällen auch Metall, bis hin zum verkapselnden Deckglas sind zehn unterschiedliche Schichten nichts Ungewöhnliches.

Darunter finden sich z. T. transparente Elektrodenmaterialien, Elektronen transportierende Materialien und die eigentlichen organischen Emittermaterialien. Innerhalb dieser organischen Emittermaterialien findet die Lichterzeugung statt. Die Materialien werden in sehr dünnen Schichten (teils wenige Nanometer dünn) großflächig auf die Trägermaterialien aufgebracht und es entsteht eine gleichmäßige, leuchtende Schichtenfolge.

Entwicklungsstand und Aussichten für die Zukunft

Die OLED-Technologie entwickelt sich generell sehr positiv. Zur Zeit sind OLED bis zu 15 x 15 cm große Glaskacheln, die das Licht in eine Richtung abstrahlen. Aktuell erreicht man mit OLEDs Effizienzen von 30-60 lm/W. Die Effizienzen werden in der nächsten Zeit weiter erhöht werden können. Im gleichen Zeitraum wird man in der Lage sein die Kosten zu senken und weitere einzigartige Eigenschaften wie Transparenz und Flexibilität zu ergänzen. Große Hersteller investierten viele Millionen in Produktionsanlagen und neue Geschäftsmodelle.

Großflächige bzw. voluminöse Installationen mit OLED liegen im Trend und sind einer der Ansätze, um OLED zu höherer Marktakzeptanz zu verhelfen. Obwohl OLEDs derzeit noch teuer sind wird versucht durch Masse zu beeindrucken. Einige OLED-Hersteller und auch Leuchtenhersteller verknüpfen ihre Installationen mit Zusatzfeatures (Sequentielle Steuerung, Interaktion, Kinetik). OLED wird in der näheren Zukunft stark kundenbezogen sein und in Projekten/Projektleuchten Anwendung finden. Die Hersteller „pushen“ die Technologie und hoffen auf den „pull“ der Beleuchtungsindustrie.

Allgemeiner Aufbau einer OLED

OLED erzeugen ausschließlich Licht im sichtbaren Bereich. Je nach Kombination der einzelnen Schichten emittieren sie monochromes, das heißt einfarbiges Licht, oder aber weißes Licht. Hierbei sind warm – und kaltweiße Farbtöne möglich. Das emittierte Licht strahlen sie diffus, homogen und nahezu lambertisch in eine (bei intransparenten OLED) oder zwei Richtungen (bei transparenten OLED) ab. Das Funktionsprinzip kann in großen Teilen von der LED übernommen werden.

Auch bei der OLED rekombinieren Elektronen und Löcher miteinander und setzen dabei Energie in Form von Licht frei. Ähnlich wie bei LEDs sind auch hier Bandstrukturen vorhanden in deren Übergängen die Rekombinationsprozesse ablaufen. Die Produktion von OLED findet unter Reinraumbedingungen statt und geschieht durch Aufdampfen im Hochvakuum. Sie ist sehr aufwändig und teuer und ein enorm komplexer Prozess. Schon kleinste Verunreinigungen können die organischen Materialien beschädigen. Der Schichtaufbau ist deshalb durch eine sehr gute Verkapselung mit einem Deckglas vor äußeren Einflüssen wie Sauerstoff, Wasserdampf und anderen Partikeln zu schützen.

Verbundforschungsprojekt OLYMP

Ziel von OLYMP ist es, die OLED Technologie zur Marktreife für den Massenmarkt der Allgemeinbeleuchtung zu führen. Der technologische Vorsprung, den sich die Verbundpartner im Bereich organischer LED erarbeitet haben, soll erhalten werden und somit OLED Materialien und Serienprodukte aus Deutschland ermöglichen. Zur Verteidigung dieser Spitzenposition besteht ein hoher Innovationsbedarf bei den technologischen Kernthemen: Höhere Energieeffizienz bei gleichzeitig lichtmarktgerechten Kosten.

Im zunehmenden Maße wird nach der erfolgreichen Markteinführung erster Kleinserien die Steigerung der Akzeptanz dieser neuen Flächenlichttechnologie unabdingbar für die breite Marktdurchdringung. TRILUX wird im Rahmen des Forschungsprojektes die Ergebnisse in Form von Leuchtendemonstratoren präsentieren. Ähnlich wie bei der LED-Entwicklung kann auch bei der OLED viel Schwung aus der Displayindustrie übernommen werden. Materialpreise werden sinken und die Akzeptanz der Technologie wird in diesem Bereich erheblich steigen.