BASF und OSRAM setzen neuen Meilenstein in OLED-Effizienz

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Mit der Vorstellung einer hocheffizienten weißen OLED (organische Licht Emmittierende Diode) haben BASF and OSRAM Opto Semiconductors einen wichtigen Schritt in Richtung OLED-basierter Beleuchtungssysteme vollzogen. Zum ersten Mal gelang es Ingenieuren OLEDs eine Lichtausbeute von mehr als 60 Lumen pro Watt zu entlocken und dabei gleichzeitig den internationalen Standard “Energy Star SSL” bezüglich Farbanforderungen einzuhalten.

Unter der Lichtausbeute versteht man das Verhältnis des von der Lampe abgegebenen Lichtstroms zur verbrauchten elektrischen Leistung. Je größer die Lichtausbeute, desto weniger Energie geht verloren. Obschon diese Effizienzmarke bereits zuvor erreicht worden war, lagen die von den OLEDs produzierten Farbwerte bisher nicht im akzeptablen Bereich der Farbkoordinaten der Planck-Kurve entsprechend den Vorgaben des „Energy Star SSL“-Standard. Die Farbwerte der neu geschaffenen OLED liegen innerhalb dieses Bereichs, was zur Folge hat, dass ihr Licht die Farbe Weiß bei verschiedenen Intensitätsgraden beibehält.

Mit der Entwicklung einer weißen OLED mit hoher Lichtausbeute haben beiden Firmen ein entscheidende Hürde auf dem Weg zum Einsatz von OLED als kommerziell verfügbares Beleuchtungsmittel hinter sich lassen können. In den Entwicklungslaboratorien von Siemens Corporate Technology (OSRAM ist Teil des Industriesektors von Siemens) kombinierte man hocheffiziente Halbleitermaterialien von BASF Research mit Standardmaterialien, womit es möglich wurde neue Maßstäbe hinsichtlich der Farbkoordinaten und der Effizienz zu setzen. Die Forschungsarbeiten werden von BASF und OSRAM im Rahmen des Projekts „OLEDs for Applications on the Lighting Market“ (OPAL) durchgeführt, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) als Teil seiner OLED-Initiative gefördert wird.

Die neuen OLEDs enthalten phosphoreszente Metallkomplexe als Emittermaterial sowie weitere fein abgestimmte ergänzende Materialien die eine optimale Beständigkeit der Farbtemperaturen gewährleisten sollen, wodurch sogar bei Abweichungen in der Lichtstärke eine hohe Farbstabilität erreicht wird. Die Herausforderung besteht nun in der Erhöhung der Lebensdauer der OLED-Kacheln, insbesondere durch weitere Stabilisierung der Blau-Emitter.

Über die Lichtausbeute hinausgehend sind die Vorteile OLED-basierter Beleuchtung vielfältig. Entgegen herkömmlicher Glühbirnen erhitzen sie sich während der Lichtabgabe nicht, womit weniger Energie in Form von abgestrahlter Wärme verloren geht. Laut BASF und OSRAM, sollen die im Labor ermittelten Ergebnisse den neuen OLEDs eine Energieeffizienzsteigerung von 400 Prozent gegenüber Glühbirnen und bis zu 50 Prozent gegenüber Energiesparlampen bescheinigen, was sich bei Verbrauchern in niedrigeren Energiekosten niederschlägt.

Weißes Licht lässt sich am besten durch die Kombination von rotem, grünem, und blauem Licht erzeugen. Für lange Zeit existierte keine effiziente Quelle für tiefblaues Licht, was sich 2003 durch eine Entwicklung von BASF-Forschern änderte als man die Grundlagen für einen phosphoreszenten Blauemitter unter Verwendung einer neuen iridiumbasierten Klasse von Materialien schuf. „Unser Ziel besteht darin stabile phosphoreszente Blau-Emitter zu entwickeln. Während die Farbkoordinaten der neuen blauen OLEDs bereits herausragend sind, macht uns die Lebensdauer noch zu schaffen,“ erklärt Dr. Elmar Kessenich, OLED Projektmanager bei BASF Future Business GmbH. „Wenn es uns gelingt tiefblaue stabile Emitter herzustellen steht uns der Weg offen zur Produktion weißer OLED-Lichtkacheln mit einer Lichtausbeute von über 100 Lumen pro Watt.“

Für die Zukunft, so ist man sich sicher, werden sich organische Licht emittierende Dioden als einsatzfähig erweisen für allgemeine Beleuchtungszwecke in Form flacher Lichtquellen für Büros oder Dekorativbeleuchtung in Geschäften. Sie böten dabei nicht nur mehr Einsparpotential als konventionelle Energiesparlampen sondern ließen sich darüber hinaus als flache, transparente, und irgendwann auch biegbare Lichtquellen einsetzen was radikal neue Möglichkeiten in Bezug auf Design und Effekt eröffnen würde.

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