OLED in der Fahrzeugbeleuchtung Enorme Möglichkeiten

Die OLED-Technologie nimmt künftig in der Fahrzeug-Lichttechnik einen wichtigen Platz ein.
Die OLED-Technologie nimmt künftig in der Fahrzeug-Lichttechnik einen wichtigen Platz ein.

Die OLED-Technik steht erst am Anfang ihrer Entwicklung. Durch Verbesserungen bei Effektivität und Leuchtdichte, aber auch durch neue Eigenschaften wie Flexibilität, Mehrfarbigkeit und Transparenz bietet OLED enorme Möglichkeiten für neue Lichtfunktionen.

Ein markantes Beispiel für das mit OLED-Technik mögliche Lichtdesign ist der Scheinwerfer des auf der Internationalen Automobilausstellung (IAA) in Frankfurt vorgestellten Audi e-tron quattro concepts (Bild 1) mit seiner auffälligen Lichtsignatur.

Technisch handelt es sich bei organischen lichtemittierenden Dioden (OLEDs) um dünne Flächenlichtquellen auf Basis organischer, halbleitender Materialien. In jeder OLED-Einheit schließen zwei Elektroden, von denen mindestens eine zur Lichtauskoppelung transparent sein muss, eine Vielzahl dünner Schichten aus organischem Halbleitermaterial ein. Eine niedrige Gleichstromspannung – zwischen drei und vier Volt – bringt die Schichten zum Leuchten, die weniger als einen tausendstel Millimeter dick sind. Die Farbe richtet sich dabei nach der Beschaffenheit der Moleküle in der Emitterschicht der Lichtquelle.

Vorteile der OLED-Technologie

Im Gegensatz zu Punktlichtquellen, wie den auf Halbleiterkristallen basierenden LEDs, sind OLEDs Flächenlichtquellen. Für ihr homogenes Erscheinungsbild benötigt diese Technologie keine Reflektoren, Lichtleiter oder zusätzliche Optiken. Das macht die OLED-Einheiten leicht und effizient und ermöglicht eine extrem bauraumsparende Anordnung. Zudem kommen sie fast ohne Kühlung aus. Hierdurch ergeben sich einzigartige Möglichkeiten im Design und in der Funktionalität neuer Generationen von effizienten Heckleuchten und Scheinwerfern.

Bild 2 zeigt ein Beispiel einer Heckleuchte mit Schlusslichtfunktion und Fahrtrichtungsanzeiger in OLED-Technik, die als Vorentwicklungsstudie bei Audi realisiert wurde. Die Lichtfunktionen sind hierbei so gestaltet, dass durch eine dreidimensionale Anordnung der einzelnen dünnen Flächenlichtquellen (Dicke ca. 1 mm) ein charakteristisches Design entsteht. Jede OLED-Lichtkachel steht hierbei frei im Raum; die Lichtquelle ist lediglich auf einen dünnen Träger aufgeklebt. Dies erlaubt eine einzigartige Front- und Seitenansicht, die sowohl von der Homogenität als auch von der Filigranität der OLEDs lebt. Eine vergleichbare Umsetzung ist mit konventioneller LED-Technologie nicht zu realisieren. Die Homogenität der Flächenlichtquelle sorgt zudem für eine Reduzierung der Blendung, da keine lokalen Leuchtdichtemaxima auftreten, wie es bei dem Einsatz von LEDs der Fall sein kann. Dies trägt zur Erhöhung der Verkehrssicherheit bei.

Technische Details zu OLEDs

Organische LEDs bestehen aus einem Stapel (engl. Stack) funktionaler Schichten, die zwischen zwei elektrisch leitfähigen Elektroden angeordnet sind. Zur Lichtauskoppelung muss mindestens eine der beiden Elektroden transparent sein. Sind beide Elektroden transparent, kann Licht in beide Richtungen durch die Elektroden ausgekoppelt werden. Die dabei verwendeten organischen Materialien werden nacheinander auf dem Substrat (z.B. Glas) aufgebracht. Die resultierenden Dicken liegen hierbei im Bereich weniger zehntel bis einige hundert Nanometer. Die Zusammensetzung des gesamten Schichtstapels, d.h. die verwendeten Materialien bei entsprechender Schichtdicke, bestimmen sowohl die Farbe und Abstrahlcharakteristik als auch die Lebensdauer des Bauteils.