Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/1011/79117.html    Veröffentlicht: 03.11.2010 15:50    Kurz-URL: https://glm.io/79117

Fraunhofer ILT

Neues Herstellungsverfahren soll OLEDs günstiger machen

Die Decke als Lampe - so soll die Wohnzimmerbeleuchtung der Zukunft aussehen. Als Leuchtmittel sollen organische Leuchtdioden dienen. Die sind derzeit jedoch noch teuer. Ein neues Verfahren könnte die Herstellungskosten deutlich senken.

Organische Leuchtdioden (OLED) gelten als vielversprechende Technik, nicht nur für Bildschirme, sondern auch für die Beleuchtung, da sie nur wenig Leistung aufnehmen. Zwar sind die ersten OLED-Lampen schon auf dem Markt. Diese sind jedoch noch klein und recht teuer. Das Aachener Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) und Philips arbeiten zusammen an einem Verfahren, das die Herstellung der OLEDs deutlich günstiger machen soll.

Elektrode aus Indiumzinnoxid

Teuer macht die OLED die aufwendige Herstellung: Eine OLED-Leuchte besteht aus mehreren Schichten. Da ist zunächst eine Elektrode. Dann folgen mehrere Zwischenschichten und darüber die organischen Moleküle, die die eigentliche Leuchtschicht bilden. Darüber sitzt die zweite Elektrode, die aus Indiumzinnoxid (Indiumtinoxide, ITO) besteht. Die beiden Elektroden versorgen die organischen Moleküle mit Strom und bringen sie zum Leuchten.

Die zweite Elektrode ist eine Schwachstelle: Sie ist nicht leitfähig genug, um eine große Fläche gleichmäßig mit Strom zu versorgen. Das Ergebnis: Statt gleichmäßig hell zu leuchten, wird die OLED-Lampe zur Mitte hin dunkler. Um das auszugleichen, müssten zusätzliche Leiterbahnen auf die ITO-Schicht aufgebracht werden, erklärt Christian Vedder, Projektleiter am ILT. "Diese Leiterbahnen bestehen aus Metall und verteilen den Strom gleichmäßig über die Fläche, so dass die Lampe homogen leuchtet."

Leiterbahnen aufdampfen

Die Leiterbahnen müssen aufgedampft werden, was sehr energieaufwendig ist. Allerdings werden nur etwa zehn Prozent tatsächlich gebraucht. Der Rest wird weggeätzt - die dafür nötigen Chemikalien müssen anschließend entsorgt werden. Diese ganze Prozedur macht die Herstellung der OLEDS so teuer: Derzeit kostet eine Scheibe mit einem Durchmesser von acht Zentimetern etwa 250 Euro. Die OLEDs sollen aber großflächig eingesetzt werden, etwa als leuchtende Decke. Bei den aktuellen Preisen ist das jedoch ein sehr kostspieliges Vergnügen.

Abhilfe schaffen könnte das neue Herstellungsverfahren, das die Fraunhofer-Forscher entwickelt haben. Dabei wird zunächst eine Folie auf die ITO-Elektrode gelegt. Darin sind kleine Schlitze, die als Maske für die Leiterbahnen fungieren. Auf diese Folie wird nun eine zweite gelegt, die aus dem Metall besteht, das die Leiter bilden wird. Das kann Aluminium, Kupfer oder Silber sein.

Doppelt sparsam

Als Nächstes wird die Maske von einem Laser abgetastet. Dabei verdampft das Metall. Der Dampfdruck presst das geschmolzene Material durch die Schlitze auf die Elektrode, wo es dann die Leiterbahnen bildet. Dieses Verfahren ist deutlich materialsparender als das herkömmliche: Es wird zum einen nur so viel Metall aufgedampft, wie auch wirklich gebraucht wird. Es muss also anschließend nichts entfernt werden. Zum anderen können die Leiterbahnen schmaler gestaltet werden als bei der herkömmlichen Technik. Sie sind etwa 40 Mikrometer breit, die anderen etwa 100 Mikrometer.

Im Labor funktioniere das neue Verfahren schon, sagt Vedder. Der nächste Schritt sei nun, es zusammen mit Philips so weiterzuentwickeln, dass es im industriellen Maßstab eingesetzt werden könne. Vedder hofft, dass das in zwei bis drei Jahren der Fall ist.  (wp)


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