OLED-Beleuchtung Elektronisches Chamäleon

Chamäleons können ihre Farbe wechseln, sie nutzten diese Fähigkeit zur Kommunikation mit ihren Artgenossen
Chamäleons können ihre Farbe wechseln, sie nutzen diese Fähigkeit zur Kommunikation mit ihren Artgenossen

Langsam aber stetig finden OLEDs für Beleuchtungszwecke größere Verbreitung. Immer kühner gestaltete DesignerLeuchten erregen Aufsehen – blendfrei und ohne Probleme mit der Wärmeableitung. Strahlen bisher fast alle weiß, allenfalls in leicht unterschiedlichen Nuancen, so lassen sich die neuesten in ihrem Farbton über einen weiten Bereich hinweg variieren.

Weiße OLEDs sind weitaus komplizierter aufgebaut als einfarbige. Sie brauchen mehrere aktive Leuchtschichten: Gelb/Blau für Kaltweiß oder Rot/Grün/Blau für Warmweiß. Dazu kommen die zugehörigen Ladungsträger-Transportschichten sowie noch eine ganze Reihe von Zwischenschichten. Im Zuge der Wirkungsgradmaximierung ist ihre Struktur mittlerweile höchst komplex geworden, so kommt die Gesamtzahl auf annähernd 20. Weil alle vertikal vom selben Strom durchflossen werden, müssen die einzelnen Wandlungswirkungsgrade präzise aufeinander abgestimmt sein, damit der gewünschte Weißton richtig getroffen wird. Entsprechend aufwändig ist die Fertigung.

Um eine Leuchte mit variablem Farbton zu realisieren, hat man bisher rote, grüne und blaue Einzel-Lichtquellen nebeneinander angeordnet - entweder anorganische LEDs (punktförmig), oder wenn schon OLEDs, dann in schmalen Streifen. Beide Arten erfordern eine vorgesetzte Streuscheibe - vom Designer nicht unbedingt geschätzt.

Diese kann jetzt wegfallen. Ohne jede laterale Strukturierung arbeiten farbvariable OLEDs, entwickelt am Fraunhofer COMEDD (Center for Organic Materials and Electronic Devices Dresden). Es handelt sich um eine Abwandlung der weißen, bei denen die Zwischenelektroden nach draußen geführt sind, so dass sich die Leuchtschichten separat ansteuern lassen (Bild 1). So lässt sich der erzeugte Farbton je nach Verhältnis der Einzelströme innerhalb von weiten Grenzen verändern. Bei einen zweischichtigen System ergibt sich damit im CIE-Farbdiagramm eine gerade Linie (Bild 2a), bei einem dreischichtigen eine dreieckige Fläche (Bild 2b). Die ersten vorgeführten Prototypen haben Glassubstrate, rechteckig mit 3,5 cm² Fläche oder rund mit 8,8 cm Durchmesser. Flexible Substrate sollen später ebenfalls kommen. Damit der Ansteuerteil maximalen Wirkungsgrad erreicht, kommt bei den Strömen Pulsweitenmodulation zum Einsatz.

Die denkbaren Anwendungen sind vielfältig. So kann man damit z. B. eine Raumbeleuchtung tageszeitabhängig steuern, etwa am Morgen mit hohen Blauanteil, der wach macht, mittags neutralweiß, gegen Abend mehr rötlich oder gelblich zum Ausspannen (Bild 3). Die medizinische Lichttherapie verspricht sich verbesserte Möglichkeiten der Behandlung von Stress sowie Schlaf- und Konzentrationsstörungen. Ein sehr weites Feld sind vor allem auch Show und Werbung. Mit OLEDs wird die Welt bunter.

Bilder: 3

Elektronisches Chamäleon

Drei Bilder zur Illustration eines Fachaufsatzes zur OLED-Beleuchtung