Die Lichtquelle der nächsten Generation

Die TU Dresden arbeitet an einem der weltweit größten Projekte zur Entwicklung von neuartigen organischen Leuchtdioden (kurz OLEDs – Organic Light-Emmitting-Diode) mit. Wissenschaftler des Institutes für Angewandte Photophysik entwickeln hocheffiziente weiße Leuchtdioden, die vielleicht als Lichtquellen der Zukunft dienen könnten.

Mehr als 20 der führenden europäischen Unternehmen und Forschungsinstitute haben sich zum Projekt OLLA zusammengeschlossen, um die Technologie von organischen Leuchtdioden (OLEDs) weiterzuentwickeln. Ziel der Forschungsgruppe, der europäische Universitäten und Forschungseinrichtungen sowie Industrieunternehmen wie Osram, Philips und Siemens angehören, ist die Weiterentwicklung der Leuchtdioden zu einer Lichtquelle mit langer Lebensdauer und hoher Energieeffizienz. „Unser Ziel ist eine Lebensdauer von 10 000 Stunden – das ist zehn mal länger als die einer normalen Glühbirne – und eine Lichtausbeute von 50 Lumen pro Watt“, sagt Peter Visser von Philips, Projektleiter von OLLA.

Die Lichtquelle der nächsten Generation ist flach, leicht und nur etwa einen Millimeter dick. Sie hat eine extrem lange Lebensdauer, verbraucht wenig Energie bei hoher Leuchtkraft, ermöglicht eine diffuse Beleuchtung und kann farblich abstimmbares Licht aussenden. Bisher vorwiegend für den Einsatz in Displays von Handys, Laptops oder Fernsehern weiterentwickelt, sollen die organischen Leuchtdioden in Zukunft zur Beleuchtung dienen. Mit ihren hervorragenden Eigenschaften könnten OLEDs den herkömmlichen Lichtquellen wie Glühbirnen oder Neonröhren in zehn bis fünfzehn Jahren Konkurrenz machen.

„OLEDs sind meiner Meinung nach die ideale Bürobeleuchtung. Sie können flach an der Decke angebracht werden und verbreiten diffuses Licht im ganzen Raum“, erläutert Professor Karl Leo vom Institut für Angewandte Photophysik an der TU Dresden den Vorteil der organischen Lichtquelle. Die Anwendungsgebiete der neuartigen Beleuchtungstechnik sind vielfältig. Denkbar wären beispielsweise durchsichtige Leuchtdioden, mit deren Hilfe Fenster zu Lichtquellen umfunktioniert werden könnten.

Das Wirkprinzip für die leuchtenden organischen Dioden haben sich die Wissenschaftler aus der Natur abgeschaut. Das Grundprinzip der Lumineszenz ist zum Beispiel beim Glühwürmchen beobachtbar. Forscher haben die dahinter stehenden Grundlagen analysiert und festgestellt, dass einige organische Materialien Halbleitereigenschaften haben und sich somit für den Transport elektrischer Ladungen eignen.

Organische Leuchtdioden bestehen aus halbleitenden organischen Schichten, die nur ungefähr 100 Nanometer dick sind und zwischen zwei Elektroden, je einer Anode und Kathode, liegen. Wenn elektrische Spannung an die Elektroden gelegt wird, fließt Strom durch die organischen Schichten und sie senden Licht aus. Durch chemisch unterschiedliche Schichten lassen sich gewünschte Farben erzeugen. Das Institut für Angewandte Photophysik forscht an einer Methode, bei der OLEDs unter Luftabschluss hergestellt werden. Unter Vakuum wird auf ein Glassubstrat eine hauchdünne organische Schicht eingedampft.

Das bis zum Jahr 2008 laufende OLLA-Projekt umfasst ein Budget von fast 20 Millionen Euro. Finanziell getragen wird es zu mehr als der Hälfte vom sechsten Rahmenprogramm der Europäischen Kommission.