Organische lichtemittierenden Dioden (OLEDs) wie auch die organische Photovoltaik stehen immer mehr im Fokus der Produktentwicklung in der Industrie. Denfinieren lassen sich OLEDs als Kunststoffe, die selbst Licht aussenden. Bei OLED-Displays in mobilen Anwendungen rechnen führende Marktforschungsunternehmen laut der Fraunhofer-Einrichtung für Organik, Materialien und Elektronische Bauelemente (Comedd) in Dresden mit einem Marktvolumen von rund 2300 Millionen Euro im Jahre 2014.
Verwunderlich ist das nicht, denn OLEDs positionieren sich als einzige richtige Flächenbeleuchtungs-Lichtquelle. Damit stehen sie im Gegensatz zu LEDs, die nur Punktlicht liefern und außerdem noch oft Kühlung benötigen. OLEDs sind unabhängig vom Substrat; das heißt, sie lassen sich beispielsweise auf Kunststoff- oder Metallfolien sowie Dünnglas aufbringen. Durch die flexible Formgebung eröffnen sie Designmöglichkeiten; derzeit arbeiten Wissenschaftler sogar an aufrollbaren Displays.
Gut positioniert
Gegenüber herkömmlichen Lichtquellen und LCD-Displays weisen OLEDs erhebliche Vorteile auf. Das Fraunhofer Comedd hat dieses Potenzial erkannt und beschäftigt sich mit Forschungs-und Entwicklungsleistungen von Konzeptstudien bis hin zur Musterproduktion im Bereich der Sheet-to-Sheet- und Rolle-zu-Rolle-Herstellung von organisch-basierten Bauelementen auf flexiblen Substraten.
Der Herstellungsprozess von OLEDs basiert auf kleinen Molekülen und Polymeren die die Integration von OLEDs auf Siliziumchips erlauben: Winzige OLED-Displays, die sogar mit integierter Kamera ausgestattet sind, etwa in Datenbrillen, eröffnen weiterführende Funktionen; es ist Entwicklern inzwischen möglich, integrierte optoelektronische Sensoranwendungen zu fertigen, die Lichtquelle, Detektor und elektrische Systeme auf einen einzigen CMOS-Chip vereinen.
Strahlende Aussichten
Das Frauenhofer Institut (Comedd) forscht im Bereich der Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) und entwickelt Polymermaterialien und Basisprozesse, mit denen sich zukunftsweisende Technologien umsetzen lassen.
Bei der Herstellung von OLEDs löst man zunächst die Polymere; anschließend lassen sie sich beispielsweise über das Spin-Coating-Verfahren verarbeiten. Dabei entsteht eine 10.000sendstel millimeterdicke Schicht. Je mehr Schichten bestehen, desto höher ist die Effizienz und auch die Lebensdauer der OLEDs. Die Polymerschicht wird zwischen zwei Elektroden gebracht. Eine Schicht ist durchsichtig und die andere reflektiert das in der organischen Schicht entstehende Licht. Legt man nun zwischen der transparenten leitfähigen Elektrode und der Metallelektrode eine Spannung von wenigen Volt an, dann leuchtet die OLED.
Wenn Eigenschaften entscheiden
Organische Leuchtdioden eignen sich für das Gestalten von Beleuchtungskörpern für Ambiente- beziehungsweise Wohnraumbeleuchtung und technische Beleuchtungsanwendungen: sie gehören zu den blendfreien Flächenlichtquellen, sie sind stufenlos dimmbar und sie ermöglichen eine weiße und monochrome Emission in fast jeder Farbe. Angeschaltet liefern sie hochwertiges, warmweißes Licht mit hohem Kontrast und im ausgeschalteten Zustand zeigen sie sich entweder transparent oder weisen ein leicht milchiges Aussehen auf. OLEDs gehören zu den kalten Beleuchtungsquellen; sie werden daher nicht heiß; auf sperrige Kühlkörper lässt sich daher verzichten.
Auch beim Einsatz in Displays zeigen sich organische LEDs überaus vorteilhaft. Sie sind erheblich flacher als LCDs, da sie selbst leuchten und deshalb keinerlei Hintergrundbeleuchtung benötigen. Sie zeigen einen guten Kontrast, da schwarze Pixel kein Licht emittieren, sie arbeiten energieeffizient und sind aus flachen Betrachtungswinkeln gut ablesbar. Allerdings sind OLED-Bildschirme gegenüber LCDs preislich noch nicht wettbewerbsfähig.
Heute finden sich OLED-Displays bereits in Mobiltelefonen und MP3-Playern, allerdings sehen sie Designer und Entwickler schon auf beweglichen großen Flächen als Beleuchtungselemente oder in Displays.
Ina Susanne Rao
(rao)
