Osram forscht an der Herstellung »leuchtender Folien« Kostengünstige Lampen aus dem Drucker

Die Versuchsanlage für OLECs - mit ausgeschalteter (hinten), und eingeschalteter (vorne) Lichtquelle.

Während leuchtende »OLED-Glasscheiben« von Osram auf dem Sprung zur Industrialisierung stehen, forscht das Unternehmen bereits an einer weiteren Technologie, die die Lichtwelt verändern könnte: leuchtende Folien auf Basis lichtemittierender Zellen, die in einem Druckverfahren produziert werden.

Dieses Verfahren soll es mittelfristig ermöglichen, Flächenleuchten zu sehr günstigen Preisen zu produzieren. Die derzeit untersuchten lichtemittierenden elektrochemischen Zellen auf organischer Basis, die OLECs (Organic light-emitting Electrochemical Cells) sind von ihrem Grundaufbau mit den OLEDs eng verwandt. Allerdings arbeiten sie nicht mit einer festen, sondern mit einer zähflüssigen Aktivschicht, die für den Stromtransport und Lichterzeugung verantwortlich ist.

In der Flüssigphase befinden sich frei bewegliche Ionen, die sich an der Wand anlagern, sobald eine Spannung angelegt wird. Erst durch diesen Effekt können elektrische Ladungen in die lichtemittierende Schicht transportiert werden, es entsteht eine Leuchtdiode. Durch die geschickte Kombination der verwendeten Materialien können die Zellen im Prinzip Licht in jeder Farbe erzeugen. Auf einer Versuchsanlage in Augsburg konnten Osram-Forscher in der Arbeitsgruppe von Dr. Frank Vollkommer bereits funktionierende Leuchtzellen in einer Größe von 15 mal 14 Zentimetern herstellen. Basis ist eine Kunststofffolie, die bereits mit einer leitfähigen transparenten Schicht versehen ist.

Auf sie wird zunächst eine leitfähige Polymerschicht aufgetragen - berührungslos mit einer Präzisionsschlitzdüse. Nach einer Infrarottrocknung wird die lichtemittierende Schicht im gleichen Verfahren aufgebracht. Die Elektroden aus gewöhnlichen Metallen können anschließend aufgedampft werden. »Das ganze Verfahren benötigt im Gegensatz zu LED und OLED keine Reinräume“« erläutert Vollkommer. Lediglich die Maschine selbst muss durch permanente Zufuhr gereinigter Luft frei von Partikeln gehalten werden.
 
Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes »CELLO«, an dem außer Osram auch Siemens und fünf Forschungsinstitute beteiligt sind, konnten so erstmals OLECs erzeugt werden, die eine Effizienz von 17 Lumen pro Watt im grünen Spektralbereich bei einer Leuchtdichte von 600 Candela pro Quadratmeter erzielen - eine Glühlampe erreicht etwa 10 Lumen pro Watt. In weiteren Arbeiten soll nun vor allem an einer Steigerung der Effizienz, aber auch der Lebensdauer gearbeitet werden. »Eine weitere große Herausforderung besteht darin«, erläutert Vollkommer, »eine so hohe Gleichmäßigkeit zu erzielen, dass wir auch bei großen Flächen eine homogene Lichtverteilung erzeugen können.«