Effizientere Leuchtdioden 01.10.2013, 13:03 Uhr

OLED-Moleküle in Wagenradform strahlen in alle Richtungen

Organische Leuchtdioden, angeordnet wie ein Wagenrad, strahlen nicht nur in alle Richtungen. Zugleich nutzen sie die Energie noch besser und senken den Stromverbrauch auf ein neues Rekordtief.

Aufnahme der Wagenrad-förmigen OLED-Moleküle mit darübergelegtem Molekülmodell, aufgenommen von einem Rastertunnelmikroskop an der Uni Bonn. Diese OLED-Moleküle strahlen in alle Richtungen und nutzen die Energie effizienter als bisherige OLED.

Aufnahme der Wagenrad-förmigen OLED-Moleküle mit darübergelegtem Molekülmodell, aufgenommen von einem Rastertunnelmikroskop an der Uni Bonn. Diese OLED-Moleküle strahlen in alle Richtungen und nutzen die Energie effizienter als bisherige OLED.

Foto: Stefan-S. Jester/Uni Bonn

Organische Leuchtdioden (OLED) sind die bisher fortschrittlichsten und stromsparendsten Lichterzeuger. Forscher an den Universitäten Bonn und Regensburg sowie Kollegen aus den USA glauben, dass sie noch heller strahlen könnten. Sie haben Moleküle entwickelt, die wie Wagenräder von Kutschen aussehen. Diese bestehen aus dem gleichen Material wie die OLEDs, die beispielsweise Osram in Regensburg und Philips in Aachen in weitgehend automatisierten Fertigungsstraßen herstellen. Die winzigen Räder, die nur per Rastertunnelmikroskop sichtbar gemacht werden können, haben einen entscheidenden Vorteil: Sie strahlen ihr Licht in alle Richtungen aus, wenn sie durch elektrischen Strom angeregt werden.

Im Münchner BMW-Museum leuchtet die OLED-Designskulptur

Im Münchner BMW-Museum leuchtet die OLED-Designskulptur „Pusteblume“ von Osram.

Foto: Osram

Das tun die heute genutzten Materialien nicht. Es handelt sich dabei zwar um die gleichen Moleküle wie die, die an Rhein und Donau in eine neue Form gebracht wurden. Doch sie bilden lange Ketten, wie das bei Polymeren üblich ist. Das Licht scheint zwar flächig abzustrahlen. Doch bei genauer Betrachtung gibt es Zonen, die strahlen und andere, die dunkel bleiben. Die strahlenden Bereiche senden Licht aus wie Antennen elektromagnetische Wellen: nach allen Seiten, wobei es bevorzugte Richtungen gibt.

OLED, die gleichmäßig in alle Richtungen strahlen

Werden die Moleküle angeregt, so bildet sich gewissermaßen ein Dipol. Das lässt sich vergleichen mit einer Kompassnadel, deren Enden unterschiedlich magnetisiert sind: eine ist positiv, die andere negativ. Der durchfließende elektrische Strom sorgt in den neuen OLED-Molekülen dafür, dass sie sich ausrichten wie die Soldaten des Wachbataillons der Bundeswehr. Die Folge: Sie strahlen ihr Licht gleichmäßig in alle Richtungen ab. Mit den Wagenrad-Molekülen lässt sich im Prinzip eine höhere Lichtausbeute erreichen. Bei gleicher Helligkeit sinkt der Stromverbrauch dann auf ein neues Rekordtief.

OLEDs bestehen aus Dutzenden unterschiedlichen hauchdünnen Schichten, die meist auf einer Kunststofffolie abgeschieden werden. Im Zusammenspiel emittieren sie Licht. Die Farben lassen sich durch Einsatz unterschiedlicher Materialien frei wählen. Möglich sind auch beliebige Muster und Farbkombinationen. Da es sich um Flächenstrahler handelt, sind völlig neue Lampendesigns möglich. Sie können beispielsweise in Trennwände oder, weil sie sich auch transparent gestalten lassen, sogar in Fensterscheiben integriert werden.

Von Wolfgang Kempkens Tags:

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