OLED-Beleuchtung Die Zukunft des Lichts beginnt heute

Auf der Light + Building 2010 gab es erstmalig viele OLED-Anwendungen zu sehen, die deutlich mehr als nur technologische Spielerei waren – ein Durchbruch für die OLED-Beleuchtung. Einige europäische Produzenten und Technologielieferanten, unter ihnen Philips, Osram, Zumtobel, Blackbody und Novaled, zeigten OLEDs, OLED-Module und Leuchtenkonzepte, namhafte Designer stellten neue OLED-Leuchtenprodukte vor.

Das Besondere an der "Solid State Lighting"-Technologie ist, dass OLEDs flächige Lichtquellen sind. Das weiche und natürlich empfundene Licht wird also nicht von einem Punkt oder Streifen, sondern über die gesamte aktive Fläche diffus und damit blend- und fast schattenfrei abgegeben. Aufgrund des hohen CRI (Colour Rendering Index) wird die Farbwiedergabe vom menschlichen Auge als besonders realistisch empfunden.

OLEDs bestehen aus etwa 100 Nanometer dünnen Schichten aus organischen Materialien (Kohlenstoffverbindungen), die auf ein Substrat (z.B. Glas, dünne Metallfolie) aufgebracht werdne. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa fünfzig Mal dicker als diese Lichtquelle. OLEDs sind bei entsprechender Strukturierung im Aus-Zustand unsichtbar und, je nach Trägersubstrat, auch transparent.

Der Aufbau einer OLED gliedert sich in Trägersubstrat, Elektroden, Transportschichten und Emissionsschicht. OLED-Strukturen können gestapelt werden (stacked OLEDs), u.a. um die Effizienz zu erhöhen, um bestimmte Farben oder ein spezielles Weißlicht zu generieren.

Nach dem Anlegen von elektrischer Spannung an die Elektroden bewegen sich die elektrischen Ladungsträger aus den Transportschichten der OLED aufeinander zu und rekombinieren in der Emissionsschicht. Die freigesetzte Energie wird in Form von Licht und Wärme abgegeben. Dabei wird die Wellenlänge des Lichts durch die Bandlücke der Emissionsschicht bestimmt. Allerdings tritt nur ein Teil des Lichts tritt aus der OLED aus. Hier arbeiten die Wissenschaftler an einer Optimierung der Lichtausbeute, sie sind überzeugt, dass sich die Werte noch deutlich verbessern lassen.

OLEDs werden häufig auf Glassubstraten, aber auch auf Metall- oder Plastiksubstraten prozessiert. Dabei werden drei verschiedene Arten unterschieden, nach denen OLED strukturiert werden. Damit liegt dann auch die Richtung der Lichtemission fest:

  • nach unten Abstrahlend (bottom emitting),
  • nach oben Abstrahlend (top emitting, bei Metallsubstraten ein Muss,
  • beidseitiges Abstrahlen (transparente OLED).

Nach unten abstrahlende OLEDs werden gegenwärtig auf Glassubstraten prozessiert. Das Licht wird direkt durch das Substrat abgestrahlt. Nach oben emittierende OLEDs sind auf reflektivem Substrat dargestellt, das könnten Metallfolien oder metallisch beschichtete Glassubstrate sein. Transparente OLEDs werden auf Glassubstraten hergestellt, sie sind bis 70 % lichtdurchlässig. Beim Einschalten wird das Licht in beide Richtungen, also durch Deckglas und Substrat, emittiert.