O LED Technologie – Die neue Beleuchtung Technologie

Neben den LEDs, deren Verbreitung speziell in der Beleuchtungstechnik derzeit rasant voranschreitet, und die gerne als die Zukunft des energiesparenden Lichts bezeichnet werden, arbeitet die Forschung seit längerem auch mit organischen LEDs, den sogenannten OLEDs. Grundsätzlich können OLEDs genauso verwendet werden, wie die anorganischen LED Leuchtmittel.

Bisher ist aber die Stromdichte und damit die Leuchtkraft wesentlich geringer. Deshalb findet man die organische Form der Halbleiter in der Beleuchtungstechnik derzeit noch nicht so häufig. Sie haben aber den Vorteil, dass keine einkristallinen Materialien für die Herstellung notwendig sind und die Produktion daher deutlich preisgünstiger ist. Andersherum aber ist derzeit die Lebensdauer der OLEDs nicht mit der von anorganischer LED Beleuchtung vergleichbar. Das wird sich im Laufe der nächsten Jahre aber bestimmt noch ändern, so dass man sicherlich bald mehr von dieser Technik hören wird.

Wofür verwendet man O LEDs?

Die Einsatzbereiche von organischen LED-Lampen sind vorwiegend dort zu finden, wo großflächige Licht- und Farb-Installationen gefragt sind, also zum Beispiel für Fernseher oder PC-Monitore, für kleinere Displays und für großflächige Beleuchtungen. OLEDs sind extrem klein und dünn. Sie lassen sich problemlos auf flexiblen Materialien anbringen, so dass sie sich für flexible, biegsame Bildschirme eignen oder als sogenanntes elektronisches Papier Verwendung finden können. Das Material ist so klein und unauffällig, dass es sich sogar zu transparenten, extrem dünnen Beschichtungen verarbeiten lässt, die sich auf Wände oder Glasscheiben aufbringen lassen. So können unsichtbare Lichtquellen und Monitore an Wänden, Fenstern und vielen anderen Flächen angebracht werden, die im eingeschalteten Zustand plötzlich in Erscheinung treten. Aus den OLEDs sollen selbstleuchtende Bildschirme hergestellt werden, die vorwiegend aufgrund der organischen Elektrolumineszens  leuchten. Von der organischen LED-Technik ist also noch eine Menge zu erwarten.

Aufbau von organischen LEDs

OLEDs bestehen aus verschiedenen organischen Schichten und sind extrem dünn. Typische Materialien, die dabei zum Einsatz kommen, sind Indium-Zinn-Oxid, Polystyrolsulfonat und andere polymere Verbindungen sowie Farbstoffe. Durch eine Elektronenleitungsschicht, eine Anode und eine Kathode erfolgt, vereinfacht dargestellt, der Stromfluss. Zum Schluss erhält die OLED noch eine Schutzschicht aus Silber, Lithiumfluorid oder Casiumfluorid. Die Farbe, in der ein OLED leuchtet, hängt unter anderem von unterschiedlichen Energiestärken zwischen verschiedenen energetischen Zuständen ab sowie von den verschiedenen Farbstoffmolekülen, die in der OLED eingesetzt werden. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen PLEDs, die aus Polymeren hergestellt werden, und SMOLEDs aus kleinen Molekülen. Moderne Farbstoffmoleküle aus metall-organischen Komplexen  bringen nochmals effizientere organische LEDs hervor. Man bezeichnet diese Bausteine als Triplett-Emitter.

Verwendung von O LEDs in der Leuchtmittel Herstellung

Zwei große und international tätige Leuchtmittel-Hersteller widmen sich der OLED-Technik in einem ganz besonderen Maß. OSRAM und Philips haben daher inzwischen auch erste OLEDs für Beleuchtungszwecke auf den Markt gebracht. Eine spezielle von Ingo Maurer entworfene Leuchte verwendet bereits ausschließlich die moderne Technik. Die Verwendung der OLEDs für die Beleuchtung scheitert bisher hauptsächlich noch daran, dass die Lebensdauer der organischen Leuchtdioden nicht mit der von anorganischen vergleichbar ist. Außerdem können OLEDs nicht mit derselben Robustheit aufwarten, wie die einkristallinen, anorganischen Modelle. Da die Lebensdauer der organischen Leuchtdioden auch von der Leuchtstärke abhängt, tritt dieses Problem bei der Verwendung als Leuchtmittel besonders stark auf.


Das Licht der Zukunft wird mit den bisher verwendeten Lichtquellen Glühlampen, Halogenlampen oder Leuchtstofflampen nur noch wenig gemein haben. Leuchten mit großen Leuchtkörpern wie den derzeitigen Energiespar-Leuchtstoff-Röhrenlampen oder Glühlampen werden der Vergangenheit angehören, denn die zukünftige Beleuchtung wird aus Wänden, Glasscheiben oder Spiegeln hervortreten, Leuchtkörpern, denen man bei Tageslicht nicht ansieht, wozu sie in der Dunkelheit fähig sein werden. Organische Leuchtdioden beginnen bereits jetzt, die Beleuchtungstechnik zu revolutionieren.

Organische Leuchtdioden weisen die Besonderheit auf, dass sie, wenn sie nicht leuchten, eigentlich unsichtbar sind. Sie bestehen aus transparenten, extrem dünnen Folien, die in jeder gewünschten Farbe und in jedem gewünschten Motiv leuchten. Aufgrund der Flexibilität, die sie in wenigen Jahren erhalten werden, sind die OLEDs auch geeignet, jede beliebige Form als Lichtkunstwerk erstrahlen zu lassen. Wie es möglich ist, dass dünne, transparente Folien sich zu großflächigen Leuchten entwickeln können und dabei gleichzeitig eine ausreichende Lichtstärke erzeugen, um ganze Räume zu beleuchten, das mag dem Laien bisher noch rätselhaft und magisch erscheinen.

Erste stromleitende Polymere wurden bereits in den 1960er Jahren entdeckt. Da sie aber nicht alltagstauglich schienen, bedurfte es jahrzehntelanger Forschungen und Weiterentwicklungen, um tatsächlich leuchtende Folien zu entwickeln, die auch resistent gegen Verschmutzungen und andere Umweltbelastungen sind. Nach wie vor basieren OLEDs auf organischen Molekülen als Verbindungen aus einer gewissen Anzahl von Kohlenstoffteilchen oder Kohlenstoff, der mit anderen Elementen in Verbindung gebracht wird. Verbinden sich gleichartige Molekülketten miteinander, so kommt es zur Bildung von Polymeren, die dasselbe Verhalten aufweisen, wie Halbleiter, also dieselben elektronischen Bauelemente, zu denen auch Leuchtdioden zählen. Diese besonderen Polymere sind also in der Lage, elektrischen Strom zu leiten und dabei zu leuchten.

Während die Lichtfarben der anorganischen Leuchtdioden vom Material der Halbleiter abhängig sind, bestehen die Lichtfarben der organischen Leuchtdioden aus Kohlenstoff-Ringstrukturen mit einem Kern aus einem metallischen Zentralatom, etwa Germanium, Platin oder Iridium. Ebenso wie bei den anorganischen LEDs wurde bei den organischen Leuchtdioden bisher kein Atom entdeckt, das weißes Licht erzeugt. Daher wird weißes Licht durch eine Mischung anderer Grundfarben erzeugt, und zwar aus roten, blauen und grünen OLEDs. Die Haltbarkeit weißer OLEDs richtet sich nach der kürzesten Lebensdauer der Komponenten. Das ist im Fall der organischen Leuchtdioden die blaue Farbe. Nach dem derzeitigen Stand der Technik erzeugen organische Leuchtdioden eine Lichtstärke von 20 bis 90 Lumen pro Watt und reichen damit aus, um Räume unterschiedlicher Größen zu beleuchten. Eine Glühlampe hat im Vergleich eine Leuchtkraft von 14 Lumen pro Watt, eine Leuchtstoff-Energiesparlampe erreicht zwischen 65 und 85 Lumen pro Watt.

Letzte Probleme, die vor einer umfassenden Markteinführung der organischen Leuchtdioden noch zu lösen waren, bestanden vorwiegend in der Empfindlichkeit der OLEDs gegen Sauerstoff, Staub und Wasser, denn schließlich sollten organische LEDs ebenso langlebig und robust sein, wie die anorganischen Leuchtdioden. Abhilfe gegen diese Probleme schaffte eine Optimierung der Kapselungs-Technik der organischen Leuchtdioden, um die Empfindlichkeit zu reduzieren. Obwohl OLED-Lampen inzwischen immer häufiger in modernen Leuchten eingesetzt werden, arbeiten Forscher und Techniker nach wie vor an einer Verbesserung der Lebensdauer und an einer Reduzierung der Empfindlichkeit, um langfristig in vielen Bereichen außergewöhnliche und extrem langlebige Beleuchtungstechniken einzusetzen.

Nun kommen wir zurück auf die klassische LED Lampe

  • DIE LED LAMPE

LED-Lampen sind seit langem bekannt als die Beleuchtungstechnik mit dem geringsten Energieverbrauch. Eine LED-Lampe verbraucht bis zu 90 Prozent weniger Strom, als eine Glühlampe mit vergleichbarer Leuchtkraft. Auch die sparsamere Halogen-Lampe ist verglichen mit einer LED-Lampe noch ein echter Energieverschwender und selbst die weithin als Energiesparlampen bezeichneten Leuchtstoff-Lampen verbrauchen mitunter noch ein wenig mehr Strom, als eine LED-Lampe. Es gibt tatsächlich derzeit keine Beleuchtungsmöglichkeit, die mit so wenig Energie auskommt, wie eine LED-Lampe.

  • VORTEILE EINE LED LAMPE

Dabei überzeugt die LED-Lampe noch mit einigen weiteren Vorzügen, die keine andere Beleuchtungstechnik kennt. Die Lebensdauer einer LED-Lampe ist unübertroffen. Man geht davon aus, dass eine hochwertige LED-Lampe problemlos länger als zehn Jahre leuchtet, und zwar auch dann, wenn sie täglich mehrere Stunden in Betrieb ist. Selbst eine LED-Lampe, die im Außenbereich verwendet wird und dadurch Kälte, Wärme und Nässe ausgesetzt ist, erfreut ihren Besitzer mit einer derart langen Lebensdauer. LED-Lampen sind weitgehend stoßfest und unempfindlich gegenüber Vibrationen. Genau genommen ist eine hochwertige und fehlerfrei hergestellte LED-Lampe wirklich dauerhaft.

  • VON LED LAMPE ZUR O-LED TECHNOLOGIE

Die zahlreichen Möglichkeiten zum Einsatz und die enorme Flexibilität einer LED-Lampe wird ebenfalls von keiner anderen Lichttechnik erreicht. LED-Lampen leuchten in vielen unterschiedlichen Farben, ohne dass dazu die Lampe ausgewechselt oder mit Farbfiltern versehen werden muss. RGB-LEDs machen den Farbwechsel innerhalb einer Lampe möglich. All diese Vorzüge, die eine LED-Lampe aufzuweisen hat, legen die Vermutung nahe, dass diese Leistungen durch keine andere Technik übertroffen werden können. Jedoch haben die Entwicklungen im Bereich der LED-Technik erst begonnen, denn diese Art der Beleuchtung ist noch relativ jung. Der nächste Schritt sind organische LED-Lampen, die durch ihre besonders kleine Bauweise überzeugen. Organische LEDs werden durch eine besondere Beschichtungstechnik hergestellt und sind als einzelne Lampen nicht mehr erkennbar. Es handelt sich dabei um eine Art Flächenbeleuchtung, deren Möglichkeiten grenzenlos erscheinen. Organische LEDs zaubern aus Spiegeln oder Glasscheiben Leuchten dort, wo sie niemand vermuten würde. Die Vorteile der organischen LED-Technik sind daher unumstritten die grenzenlosen Möglichkeiten und die extrem geringe Größe.

Dank der organischen LED-Technik lassen sich LED-Bildschirme herstellen, 
die nicht nur weniger Energie verbrauchen, als herkömmliche Monitore, 
sondern die auch eine besondere Farbbrillanz bieten und dabei 
eine extrem flache Bauweise ermöglichen.

Nachteile der OLED-Technik beschränken sich derzeit auf ihren frühen Entwicklungsstand. Eines der größten Probleme der OLED-Lampen ist ihre Lebensdauer, die derzeit noch nicht an die der herkömmlichen LED-Lampen heran reicht. Wie bei allen LEDs lässt sich die Lebensdauer der OLEDs nur schwer bestimmen, da LED-Lampen allgemein nicht einfach ausfallen, sondern ihre Leuchtkraft mit der Zeit geringer wird. Die Lebensdauer einer OLED wird daher bis zu dem Zeitpunkt gemessen, zu dem ihre Leuchtkraft um fünfzig Prozent gesunken ist. Die Angaben zur Lebensdauer beziehen sich zudem auf den Betrieb ohne zusätzliche Kühlung. Die Lebensdauer der OLEDs hängt darüber hinaus von ihrer Farbe ab. Die Angaben zur Lebensdauer einer OLED-Lampe beziehen sich daher auf die Haltbarkeit der schwächsten Farbe.

Bezeichnet man die Lebensdauer einer OLED-Lampe als kurz, so wird sie an der Haltbarkeit von herkömmlichen LEDs gemessen und ist immer noch deutlich höher, als die der traditionellen Beleuchtungstechniken. OLED-Lampen sind auch weniger unempfindlich gegenüber Nässe und anderen Umwelteinflüssen, als herkömmliche LED-Lampen. Es ist aber davon auszugehen, dass neue technische Entwicklungen diese derzeit bestehenden Schwächen der organischen Leuchtdioden beizeiten ausräumen werden, so dass der OLED die Zukunft in vielen Bereichen der Technik gehören wird.

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