Neue Entwicklungen in der OLED-Lichttechnik

Gastbeitrag: Die Lichtplanerin Daniela Schär über die Vorteile der OLED-Technologie

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CleanTech & LED News/ Dresden. Die OLED-Technologie ist heute bereits in den Displays von Smartphones, Digitalkameras und anderen mobilen Geräten zu finden. Noch sehr selten und zudem teuer sind Fernseher mit OLED-Bildschirmen. Der zweite Bereich, in dem OLED-Technologie in naher Zukunft eine bedeutende Rolle spielen werden, ist die Beleuchtung. Die Lichtplanerin Daniela Schär – Geschäftsführerin der Lichtkultur GmbH und LightingDeluxe – setzt sich in folgendem Gastbeitrag mit der Funktionsweise, den Vorteilen, aber auch kritisch mit den Perspektiven der Technologie für die Zukunft auseinander.

Wie OLEDs funktionieren

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Moderne OLED Leuchten / Quelle: Flickr.com/ br1dotcom

Bei den OLEDs (organic light emitting diode) handelt es sich um organische Leuchtdioden, deren Licht erzeugt wird, indem Strom durch hauchdünne organische Schichten aus halbleitenden Polymeren bzw. kleinen Molekülen fließt. Die organischen Schichten sind zwischen einer negativ geladenen und einer positiv geladenen Schicht eingebettet. Für erstere, die Kathode, kommt Aluminium oder ein anderes Metall zum Einsatz, für zweitere, die Anode, Indiumzinnoxid. Sobald Strom fließt, wandern die negativ geladenen Elektronen und die positiv geladenen Löcher in die organische Schicht und verbinden sich neu. Die hierbei entstehende Energie wird als Licht sichtbar. Sämtliche Bauteile einer OLED befinden sich schließlich auf einem Trägermaterial, für das zumeist ein äußerst dünnes Glassubstrat verwendet wird.

Was sich daraus für Vorteile ergeben für die Raumbeleuchtung

Schon aus ihrer Bauweise lassen sich einige Vorteile ableiten, die OLEDs für die Raumbeleuchtung mitbringen. So sind OLEDs sehr dünn und leicht. Anders als alle bisherigen Leuchtmittel spenden sie obendrein kein punktuelles, sondern ein diffuses flächiges Licht, was eine gleichmäßige und blendfreie Ausleuchtung eines Raumes ermöglicht.

Anders als LEDs strahlen OLEDs außerdem sofort mit ganzer Leuchtkraft. Darüber hinaus sind sie durch die Regulierung des Stromflusses stufenlos dimmbar, auch lässt sich ihre Lichtfarbe beliebig verändern. Schließlich erzeugen OLEDs wenig Wärme und enthalten weder gesundheitsgefährdende Stoffe wie Quecksilber, noch geben sie UV- und IR-Strahlung ab.

Als Lichtquelle zeichnen sich OLEDs weiterhin dadurch aus, dass mit ihnen erstmals Leuchtmittel und Leuchte zu einer Einheit verschmelzen. Für Innenarchitekten und Leuchtendesigner ergeben sich hieraus viele neue Möglichkeiten der Lichtgestaltung in modernen Wohnräumen, zumal auch an der Entwicklung von biegsamen und transparenten OLEDs gearbeitet wird.

Noch keine massenhafte Produktion

Bisher sind im Handel nur OLED-Panels erhältlich, die etwa von Philips und Osram angeboten werden. Eine massenhafte Produktion von OLEDs betreibt allerdings noch keiner der Hersteller. Zum einen liegt dies daran, dass die Herstellung von OLEDs sehr aufwendig und kostenintensiv ist; zum anderen konnten bisher nicht alle Vorteile von OLEDs, die sich in wissenschaftlichen Laboruntersuchungen zeigten, in der Praxis umgesetzt werden.

So erzielen OLEDs gegenwärtig noch nicht die Effizienz bzw. Lichtausbeute und Lebensdauer einer Leuchtstofflampe (etwa 20.000 Betriebsstunden). Die Lebensdauer wird hierbei maßgeblich von der Leuchtkraft der OLED bestimmt: je höher die Leuchtdichte, desto höher die erzeugte Abwärme und desto geringer die zu erwartende Lebensdauer.

Auch hinsichtlich der Farbwiedergabe besteht bei den OLEDs noch Verbesserungsbedarf. Denn die Farbwiedergabeeigenschaft eines Leuchtmittels bringt zum Ausdruck, wie natürlich wir die Farben unter der Bedingung des künstlichen Lichts wahrnehmen können. Der maximal erreichbare Wert liegt bei einem Farbwiedergabeindex (CRI, auch Ra) von 100 und bedeutet, dass das Kunstlicht die Farben naturgetreu wiedergibt, also so, wie wir sie bei Tageslicht erkennen würden. Ein niedrigerer CRI-Wert als 100 sagt demzufolge aus, dass wir unter dem künstlichen Licht nur einen verfremden oder gar verzerrten Farbeindruck gewinnen. OLEDs erzielen gegenwärtig einen Farbwiedergabeindex von über 80, was der Leistung von Energiesparlampen und LEDs entspricht, aber nicht an die hervorragende Lichtqualität von Halogenlampen reicht (CRI 100)

Noch viel Potenzial ungenutzt

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Es gibt noch viel Potenzial./ Quelle: Flickr.com / SmartLightLiving

Mit der Optimierung von OLED-Panels allein will sich die Beleuchtungsbranche jedoch nicht zufrieden geben. Die Zukunftsvisionen, an denen Unternehmen und Universitäten unermüdlich forschen, reichen viel weiter. Ein erklärtes Ziel ist es beispielsweise, transparente OLEDs zu entwickeln, die in Fensterscheiben integriert werden können. Dank dieser sollen Räume tagsüber vom einfallenden Sonnenlicht erhellt werden, während sich abends die Fensterfläche in eine Lichtquelle verwandelt. Solche transparenten OLEDs beeindruckten schon 2010 die Besucher der international renommierten Messe Light+Building in Frankfurt am Main, auf welcher gleich mehrere Hersteller diese und andere OLED-Lichtinstallationen zeigten.

Das Philips Lumiblade Creative Lab in Aachen präsentierte 2012 derweil seine Projekte für eine innovative Wand- und Spiegelbeleuchtung mit OLEDs. Der LivingShapes interactive mirror etwa besteht aus einer Spiegelfläche, transparenten OLED-Modulen und Bewegungssensoren. Sobald eine Person näher tritt, schalten sich die OLEDs ab, welche im Gesichtsfeld des Betrachters liegen, so dass sich die Person im Spiegel betrachten kann

Aber nicht nur Fenster, Wände, Tapeten und Fußböden, auch Kleidung soll zum Leuchten gebracht werden, indem die organischen Halbleiter auf Textilfasern aufgebracht werden. Dies ist etwa den Materialwissenschaftlern der TU Darmstadt bereits gelungen. Diese Beispiele zeigen, welche futuristischen Beleuchtungsvisionen bereits in naher Zukunft Realität werden können.

CleanThinking.de bedankt sich bei Diana Schär von LightingDeluxe  für Ihren Gastbeitrag.

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