Effizienzrekord bei flexiblen OLED

Erneut ist OSRAM ein wichtiger Forschungserfolg bei Organischen Leuchtdioden (OLED) gelungen. Die Forscher des Unternehmens haben biegsame, so genannte „flexible“ OLED entwickelt, die eine Effizienz von 32 lm/W erreichen – das ist ein Rekord. OSRAM bringt damit nach den starren OLED auch die biegsame Variante einen großen Schritt voran in Richtung kommerzielle Anwendung.

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OSRAM konnte bei flexiblen OLED 32 lm/W im Labor erzielen – ein neuer Spitzenwert [Bild: OSRAM AG]

In der OLED-Entwicklung ist die Steigerung der Effizienz bei konstant guten Leistungsdaten eine der zentralen Herausforderungen. Sie ist die Voraussetzung dafür, dass OLED sich als komplementäre Lichttechnologie zur LED in der Breite durchsetzen. OSRAM hat nun für flexible OLED die Rekordeffizienz von 32 lm/W erzielt. Technische Grundlage dieses Erfolgs ist ein besonderes Elektrodendesign.

Als Substrat wurde eine Stahlfolie mit einer Dicke von rund 100 Mikrometern verwendet – sie ist so dünn wie ein Blatt Papier. Da die Stahlfolie blickdicht ist, kann das Licht nicht – wie etwa bei starren OLED auf Glas – durch diese hindurch, sondern muss zur Oberseite leuchten. Diese „Top Emitter“-Technologie erschwert das Design hochqualitativen weißen Lichtes.

Wichtig war den OSRAM-Forschern, sowohl die OLED als auch den Test so realistisch zu gestalten, dass sie Schlüsse für die spätere kommerzielle Anwendung zulassen. Getestet wurde daher ein großflächiges OLED-Muster und kein kleineres Referenzbauteil. Die Helligkeit wurde auf 1.000 cd/m² eingestellt. Gemessen wurde in einer so genannten „Ulbricht Kugel“ – ohne manipulierende Makroextratoren wie beispielsweise Linsenaufbauten zur Steigerung der Lichtausbeute.

Richtung Massenanwendung
Forschungsmuster wie die Rekord-OLED sind ein wichtiger Schritt auf dem Weg flexibler OLED in die breite Anwendung: „OSRAM unterstreicht mit diesem Forschungserfolg seine führende Stellung im OLED-Bereich“, so Ulrich Eisele, Head of OLED bei OSRAM. Technologie-Leiter Thomas Dobbertin ergänzt: „Wir zeigen mit diesem Muster, dass flexible OLED bereits deutlich effizienter sein können als Halogenlampen. Möglich war dies nur, weil wir unsere starken Kompetenzen im Bereich der Vakuumprozessierung der organischen Funktionsmaterialien und die platzsparende Dünnschichtverkapselung auf biegsame OLED übertragen haben.“

OSRAM setzte in letzter Zeit immer wieder Maßstäbe im Bereich der OLED-Technologie. So wurde bei der herkömmlichen Glas-Variante kürzlich der Wert von 87 lm/W erreicht. Das entspricht nahezu der Effizienz einer Leuchtstofflampe. Ende August wurde die erste Pilotproduktionslinie für OLED in Regensburg eröffnet. Parallel erobert die Technologie immer mehr Anwendungen. Erste Lösungen in den Bereichen Büro und Einzelhandel wurden in München und Berlin in Betrieb genommen.

Rein technisch handelt es sich bei OLED wie bei ihrer Schwestertechnologie LED um Halbleiter, die Strom in Licht umwandeln. Während LED ausgehend von einem winzigen leuchtenden Chip Licht punktförmig abgeben, erzeugen die so genannten OLED-Panels eine leuchtende Fläche. Dazu werden verschiedene organische Kunststoffe auf ein Grundmaterial aufgedampft. Die leuchtende Schicht der OLED ist ca. 400 Nanometer dick – das entspricht einem Hundertstel eines menschlichen Haares. Im ausgeschalteten Zustand können OLED je nach Grundmaterial spiegelnd, neutral weiß oder transparent gestaltet werden.

Die Rekordergebnisse wurden im Rahmen des Förderprojektes TOPAS2012 erzielt. Das Verbundprojekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (Förderkennzeichen 13N10474) unterstützt die OLED-Forschung bei OSRAM. Ziel des Projekts ist die Weiterentwicklung von OLED als Beleuchtung der Zukunft.