Konkurrenz für Glühbirne und Energiesparlampe

Dresden (dpa) - Forscher aus Dresden haben eine echte Konkurrenz zu Glühbirne und Energiesparlampe entwickelt: Sie erhöhten die Effizienz sogenannter weißer organischer Leuchtdioden (OLEDs), indem sie die Energieverluste reduzierten und die Lichtnutzung verbesserten. «Das ist der erste Schritt in die Zukunft», sagte Doktorand Sebastian Reineke vom Institut für Angewandte Photophysik der Technischen Universität Dresden am 13. Mai 2009. In wenigen Jahren seien erste OLED-Produkte zur Beleuchtung in Ladenregalen zu finden. «Diese werden hauptsächlich großflächige, extrem dünne Elemente sein, die beliebig im Raum angebracht werden können.» Sie böten eine deutlich verbesserte Beleuchtungsqualität, da so helle unangenehme Punktquellen im Raum vermieden würden. Die neue Technik stellen die Forscher im Fachjournal «Nature» vor.

Die sechs Forscher um Institutsdirektor Karl Leo haben zwei parallele Konzepte zur sogenannten Lichtauskopplung verbunden und eine weiße OLED an sich optimiert, die damit so wenig wie möglich Leistung verbraucht. Zudem optimierten sie die Struktur der organischen Schichten sowie die Anordnung der Schichten, in denen Licht entsteht. «Bei normalen OLEDs können rund 80 Prozent des intern generierten Lichts das Bauteil nicht verlassen», erklärte Reineke. Mit der Erfindung der Dresdner könnten etwa 50 Prozent des erzeugten Lichts genutzt werden.

Die Wissenschaftler benutzten hochbrechendes statt traditionelles Glas als Substrat. «Das intern generierte Licht kommt so im Glas an und kann es mittels periodischer Strukturen auch verlassen», sagte Reineke. Ein weiterer Verlustkanal wurde ausgeschlossen, indem eine Schicht dicker gemacht wurde. Mit Hilfe spezieller Halbleiter sei es möglich, Verluste am reflektierenden Metall zu unterdrücken.

«Dotierte organische Halbleiter ermöglichen vor allem die hohe Leistungseffizienz unserer Bauteile auch bei hohen Helligkeiten. Das ist für Beleuchtungszwecke essenziell», sagte Reineke. Weiße OLEDs würden schon seit über einem Jahrzehnt intensiv erforscht. «Aber unsere Arbeit zeigt, dass diese Technologie mit existierenden Beleuchtungsquellen konkurrieren kann.» Die Bauteilstabilität der Strukturen sei derzeit zwar noch deutlich zu kurz. «Aber die industrielle Integration dieser Konzepte ist möglich», sagt Reineke voraus.


Weitere Infos:

• Originalveröffentlichung:
  Sebastian Reineke, Frank Lindner, Gregor Schwartz, Nico Seidler, Karsten Walzer, Björn Lüssem, Karl Leo: White organic light-emitting diodes with fluorescent tube efficiency. Nature 459, 234-238 (14 May 2009)
  http://dx.doi.org/10.1038/nature08003
• Website des Instituts für Angewandte Photophysik in Dresden:
  http://www.iapp.de
  

AL