OLEDs mit über 1000 Jahren Lebensdauer entwickelt

Forscher am Institut für Angewandte Photophysik (IAPP) der TU Dresden haben organische Leuchtdioden (OLEDs) entwickelt, die mit einer errechneten Lebensdauer von zehn Millionen Stunden einen neuen Rekord markieren. Die bisherige Bestmarke einer amerikanischen Firma lag bei 1,5 Millionen Stunden. „Die Lebensdauer von Leuchtdioden ist deshalb so relevant, weil sie mit zunehmender Helligkeit abnimmt. Um in Zukunft auch weitaus hellere Leuchtdioden entwickeln zu können, ist vorsorglich eine möglichst hohe Lebensdauer entscheidend“, erklärt Karl Leo, Direktor des IAPP.

Momentan sind die Dioden im Verhältnis etwa so hell wie ein Computerbildschirm. Darüber hinaus ist der Stromverbrauch sehr niedrig und der Wirkungsgrad, die Umsetzung von elektrischer Energie in Licht, mit elf Prozent mehr als doppelt so hoch wie bei einer Glühlampe (fünf Prozent). Die Forscher wollen OLEDs so weiterentwickeln, dass sie künftig eine energiesparende Variante der Raumbeleutung darstellen. Zurzeit würde man für die Beleuchtung eines 20 Quadratmeter großen Raumes etwa einen Quadratmeter OLEDs benötigen.

Um dieses Ziel zu erreichen müsste die Helligkeit der Leuchtdioden um den Faktor zehn erhöht werden, so Leo. „Bei der Farbe Rot hätten diese OLEDs noch immer eine Lebensdauer von 100.000 Stunden. Bei Weiß, das für die Beleuchtung notwendig wäre, ist die Herstellung schwieriger“, meint Leo. Hier sei noch einiges an Forschungsarbeit zu leisten. Er geht jedoch davon aus, dass es sich dabei um eine Frage von ein bis zwei Jahren handelt.

„Künftig sollen organische Leuchtdioden Flüssigkristallbildschirme ablösen“, ergänzt Karsten Walzer, Leiter der für die OLED-Entwicklung zuständigen Arbeitsgruppe. Bildschirme mit OLEDs sind energiesparender und zudem heller. Außerdem benötigen die Dioden sehr wenig Platz in Displays, und der Betrachtungswinkel spielt keine Rolle.

Bei den in Dresden entwickelten Leuchtdioden stapelten die Wissenschaftler organische Farbstoffe mit unterschiedlichen elektronischen Eigenschaften schichtförmig in einer bestimmten Abfolge. Zudem wurden elektronische Eigenschaften der verwendeten organischen Materialien gezielt geändert. Kleine Ladungsträger sind so in den Schichten eingesperrt, und die Diode leuchtet. Die enorme Lebensdauer konnte in Kombination von Bauweise und Materialeigenschaften erreicht werden.