Das leuchtende Zeitalter
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Der Aufbau von organischen LEDs
Organische LEDs bestehen aus ultradünnen Schichten organischer optoelektronischer Materialien auf einem Substrat. An einer transparenten Anode und einer dünnen Metall-Kathode wird eine äußere Spannung angelegt. Auf diese Weise werden in speziellen Injektionsschichten positive und negative Ladungsträger in Form von Löchern und Elektronen erzeugt. Über Zwischenschichten, Ladungstransportschichten für die Elektronen und Löcher, gelangen diese in die Emissionsschicht. Diese Schicht besteht aus einem sogenannten Host, der mit Emitter-Molekülen dotiert ist, die bei Rekombination der Ladungsträger die frei werdende Energie in Form von Exzitonen absorbieren und als Licht abstrahlen (Bild 3).
Dieser Aufbau bildet die Grundlage von leuchtenden Pixeln oder Segmenten und wird als „Front Plane“ bezeichnet. Um eine Pixel-Matrix als Display betreiben oder Segmente einer OLED-Beleuchtung in Helligkeit oder Farbe regeln zu können, ist zusätzliche Elektronik erforderlich, die sogenannte „Back Plane“. Auch diese lässt sich heute mit gedruckter, organischer Elektronik – bei Bedarf auch flexibel – und mit guter Transparenz realisieren. Als Weiterentwicklung von früheren Ansätzen flexibler Elektronik, bei denen auf einer biegbaren Trägerfolie konventionelle Bauteile durch flexible Leiterbahnen miteinander verbunden sind, die Bauteile selbst aber nach wie vor hart und starr sind, lassen sich mit organischer Elektronik verschiedene Funktionen bereits in flexiblen funktionalen Strukturen implementieren. Dadurch wird die Realisierung biegbarer und sogar rollbarer Bauteile möglich.
OLEDs basieren auf Kohlenstoffverbindungen, leitfähigen Polymeren oder auch kleineren Molekülen der organischen Chemie. Die Verwendung von organischen halbleitenden Materialien hat in der Produktion einen niedrigen Energiebedarf zur Folge. OLEDs enthalten zudem keine Giftstoffe wie Quecksilber oder Blei und emittieren keine UV-Strahlung. Somit ermöglichen sie zahlreiche neue Anwendungen und Produkte, die ressourcenschonend herzustellen und einfach zu recyceln sein müssen.
Derzeitige Marktentwicklung
OLEDs werden derzeit in sehr hochwertigen Flachbildschirmen, den Displays von Smartphones und Tablet-PCs sowie in ausgewählten Beleuchtungsanwendungen und in sehr hochpreisigen Kleinserien eingesetzt. Die ersten OLED-Displays waren klein, hatten niedrige Auflösungen und wurden in den Anzeigen von Autoradios oder Digitalkameras verwendet. Den ersten OLED-Fernseher brachte Sony im Jahr 2007 auf den Markt. Den Sony XEL-1 mit einer Bildschirmdiagonale von 11 Zoll konnte man bis 2010 für etwa 4000 Euro erwerben. Das Highlight der Consumer Electronics Show 2012 in Las Vegas war bereits ein OLED-Fernseher mit brillanter Bildqualität, einer 1000-mal höheren Geschwindigkeit als LED- und LC-Displays sowie einer scharfen Wiedergabe von Bewegungen ohne jegliche Geisterschatten- oder Bleeding-Effekte. Mit einer Bildschirmdiagonale von 55 Zoll war der nur 4 mm dicke LG 55EM9600 mit 7,5 kg ein Leichtgewicht. Der Preis lag zwischen 8000 und 9000 Euro. Anfang dieses Jahres ist der erste gekrümmte OLED-TV von LG mit einer Bilddiagonale von 55 Zoll für 6000 Euro im Handel erhältlich.
Auch die Automobilindustrie setzt bereits auf diese nächste Evolutionsstufe der Leuchtmittel. Durch die geringe Stromaufnahme und eine Dicke von gerade einmal 1,4 mm bieten OLEDs bislang ungeahnte Möglichkeiten bei Energieeffizienz und gestalterischer Flexibilität. Osram rechnet spätestens ab 2016 mit serienmäßiger OLED-Beleuchtung auf den Straßen.
Auf der IAA 2011 stellten smart und BASF mit dem „smart forvision“ ein Konzeptfahrzeug vor, das teils noch im Laborstadium befindliche Materialien und Technologien demonstrierte. Die im Fahrzeug verwendeten organischen Farbstoff-Solarzellen, eine mit den organischen LEDs verwandte Technologie, können Sonnenlicht in Strom umwandeln , während halbtransparente OLEDs den Innenraum des Fahrzeuges beleuchten, ohne diesen zu erwärmen.
Auf dem Mobile World Congress 2014 in Barcelona zeigten die Hersteller, wohin sich die Displaytechnik künftig entwickeln wird. Bisher waren die Displays von Smartphones zu dick, sehr zerbrechlich und benötigten viel Strom. Der Trend geht zu größeren, leuchtstärkeren, stromsparenderen, robusteren und gebogenen Displays. Dies ermöglicht die OLED-Technologie. Displays werden schlanker und energiesparender. Auf dem deutschen Markt ist bereits das konkav gebogene und zumindest teilweise biegsame Smartphone „G Flex“ von LG erhältlich. Samsung stellte bereits sein vergleichbares 5,7-Zoll-Modell „Galaxy Round“ vor.
Zukunftsmarkt „Wearable Technology“
Mit Smartphones und Tablets geht der Trend in der Unterhaltungselektronik nun zu tragbarer Technik. Firmen wie Apple, Google und Microsoft arbeiten an der sogenannten „Wearable Technology“, die neue Displayformen und intelligente Sensoren benötigt. Samsung vereint Fitness-Gerät und Smartwatch in einem Produkt namens „Gear Fit“: ein relativ dünnes und leichtes Armband mit gebogenem Display. Apple arbeitet angeblich an einer iWatch, die mit Sensoren sowohl die Pulsfrequenz als auch den Sauerstoffgehalt im Blut ihres Trägers überwacht. Auch die Hersteller von Sportartikeln und -bekleidung arbeiten mit Hochdruck an einer Funktionalisierung von bestehenden Produkten mit Hilfe von organischer Elektronik. Experten prognostizieren, dass sich der Umsatz für die Wearable Technology von heute rund 10 Mrd. Euro auf mehr als 50 Mrd. Euro im Jahr 2024 steigern wird.
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