SIEMENS

„Wollen Sie mal sehen?“ Dr. Christoph Gärditz, bei Osram Opto Semiconductors in der Geschäftsentwicklung für LED- und OLED Lichtquellen tätig, präsentiert „Orbeos“: die weltweit erste kommerziell verfügbare OLED Lichtkachel. In seiner Hand leuchtet eine handtellergroße, zwei Millimeter dünne Glasscheibe in angenehmem und blendfreiem Weiß. Sie wiegt kaum mehr als ein Brief. „Mit diesem Produkt übernimmt Osram eine Pionierrolle für OLED in der Allgemeinbeleuchtung“ freut sich Gärditz. Organische Leuchtdioden (OLEDs) werden unsere Vorstellung von Beleuchtung völlig umkrempeln (siehe Artikel „Evolution des Lichts“, Pictures of the Future 1/2007). Die meisten heutigen Lampen sind Punktlichtquellen, ob in Form einer Glühbirne, eines Halogenstrahlers oder einer winzigen Leuchtdiode (LED). OLEDs dagegen sind flache Scheiben, die farbiges oder weißes Licht gleichmässig über ihre gesamte Fläche abstrahlen.

Das Herzstück einer OLED sind mehrere Kunststoffschichten, die zusammen nur 500 Nanometer dünn sind – ein Hundertstel eines menschlichen Haares. Wie in einem Sandwich liegen sie zwischen zwei elektrisch leitenden Kontaktflächen und einem Deckel und Boden aus Glas. Jede Kunststoffschicht besteht aus Ketten kleiner organischer Moleküle. Legt man Strom an, wandern Ladungsträger, also Elektronen und „Löcher“, an diesen Ketten entlang. Löcher sind freie Plätze für Elektronen, die von einem höheren Energieniveau in diese Leerstellen hineinfallen können und dabei ihre überschüssige Energie in Form von Licht abgeben. Die Folge: Die Schicht leuchtet, wobei die Art der Moleküle die Farbe des Lichts bestimmt. Die Lichtfarbe ist dabei nicht so scharf begrenzt wie bei einer LED, sondern erstreckt sich über einen breiteren Bereich. Das ist wichtig für weiße OLEDs, die aus übereinander liegenden rot, grün und blau leuchtenden Schichten bestehen – denn je kontinuierlicher das Spektrum einer Lampe ist, desto wirklichkeitsnäher sehen Farben in ihrem Licht aus.

Weil sie so dünn und leicht sind, können OLEDs praktisch überall sitzen und zum Beispiel Wände oder Möbel zu Lichtquellen umfunktionieren. Großflächige, weiße OLED-Deckenleuchten werden uns mit ihrem diffusen Licht und ihrer guten Farbwiedergabe das Gefühl geben, unter freiem Himmel zu sitzen. In den Labors arbeiten die Entwickler zudem bereits an transparenten OLEDs, die in zwei bis drei Jahren auf den Markt kommen könnten. Dafür müssen sie unter anderem eine der beiden metallenen Kontaktschichten durch ein anderes Material ersetzen. Die Kunststoffschichten selbst sind ohnehin durchsichtig. Mit transparenten OLEDs beschichtetes Glas kann künftig etwa als Tür, Vitrinenfenster oder Raumteiler wahlweise Durchblick gewähren oder selbst leuchten.

Die Forscher arbeiten auch daran, OLEDs stabiler gegen ultraviolettes Licht zu machen. Dann könnten Fenster tagsüber die Sonne hereinlassen und abends selbst Licht spenden. Im Prinzip sind OLEDs auch biegsam, wären da nicht das Glas und die spröden Kontaktschichten. Im Labor experimentieren Forscher schon mit Kunststoff-Folien, Dünnschichttechniken und anderen Kontaktmaterialien, um flexible OLED-Lampen herzustellen. In einigen Jahren könnten uns diese als leuchtende Autohimmel oder Lichtsäulen begegnen. In fernerer Zukunft werden OLEDs vollends flexibel sein und als Leuchtfolien nie dagewesene Lichterlebnisse bescheren. Ihren bisher größten Auftritt hatte die neue Lichtquelle auf der Messe Light & Building im April 2010. Dort widmete Osram einen eigenen Bereich des Messeauftritts nur dem Thema OLED und zog alle Register in Form verschiedenster Lichtinstallationen und Beleuchtungstechniken, um Architekten und Lichtdesignern Anregungen zu geben.

Hergestellt werden OLEDs im Hochvakuum. Auf weniger als einen Millimeter dünne Glassubstrate, die mit einer transparenten, elektrisch leitenden Kontaktschicht versehen sind, werden nacheinander die einzelnen Substanzen aufgedampft, gefolgt von einer weiteren Metallschicht. Am Ende versehen die Ingenieure die OLED mit einem Trocknungsmittel und einer Glaskappe, um die Kunststoffschichten vor Sauerstoff und Feuchtigkeit zu schützen. Anschließend trennen sie das fertige Substrat in einzelne Lichtkacheln und geben sie in die Qualitätskontrolle. Die OLED emittiert durch das Glassubstrat, während der Metallkontakt auf der Rückseite der Kunststoffschicht das Licht wie ein Spiegel reflektiert.