organic light emitting diode

Organic Light Emitting Diode (OLED) ist eine Weiterentwicklung der LED für die Display-Technik. Die aktiven, farbig leuchtenden OLEDs, entwickelt von Kodak, bestehen im Gegensatz zu LEDs aus organischen Halbleitern, die in einem elektrischen Feld Licht emittieren. Da die OLEDs selbstleuchtend sind, entfällt die bei LCD-Displays sonst übliche Hintergrundbeleuchtung, was eine Energieersparnis mit sich bringt.

OLED als Beleuchtungselement, Foto: Philips

OLEDs sind mehrlagige Flächenemitter. Sie bestehen aus einer biegsamen, transparenten Trägerfolie, auf die eine extrem dünne, elektrische leitende Schicht aus Indium-Zinnoxyd (ITO) aufgebracht ist. Zwischen dieser Anode und der zweiten Elektrode, der Kathode liegen verschiedene Schichten: die Löcher-Injektionsschicht (HIL), die Löcher-Transportschicht (HTL), die lichtemittierenden Polymerschichten (EL) und die Elektronen-Transportschicht (ETL). Die Elektronen und Löcher fließen durch das elektrische Feld zwischen der Anode und der Kathode zur Mitte dieses Flächenemitters, wo sie in der organischen Polymerschicht rekombinieren und dabei Photonen aussenden. Das so erzeugte Licht gelangt durch das transparente Substrat zur Displayoberfläche. Dabei bestimmt das Material der Polymerschicht die Leuchtfarbe. So leuchtet Polythiophen rot, Polyfluor blau und Polyphenylenvinyl grün.

Von den elektrischen Eigenschaften her sind OLEDs durchaus mit konventionellen Dioden vergleichbar. Liegt keine Spannung an, fließen nur geringe Sperrströme. Erst bei Erreichen einer bestimmten Schwellspannung von einigen Volt wird der mehrlagige Flächenemitter durchlässig und der Strom steigt schnell an. Die Betriebsspannung liegt zwischen 5 V und 10 V und die Stromdichte bei ca. einigen Milli-Ampere bis hin zu einem Ampere pro Quadratzentimeter.

Aufbau der OLED

OLEDs zeichnen sich durch eine hohe Leuchtdichte, einen guten Kontrast aus und können Graustufen darstellen. Ihr Stromverbrauch ist gering, sie sind selbstleuchtend, biegsam, extrem flach und haben eine hohe Auflösung mit einer Pixelgröße von 5 µm, die sich durch die Steuerleitungen für die Transistoren auf etwa 0,1 mm vergrößert. Ihre Schaltgeschwindigkeit ist sehr kurz und liegt bei etwa 10 µs, darüber hinaus bieten sie einen extremen Betrachtungswinkel von bis zu 160°. Sie können wie ein LCD-Display angesteuert werden.

Dank ihrer Leuchtkraft, der Flexibilität und der geringen Leistungsaufnahme eignen sich OLEDs ideal für das Display von Mobilgeräten wie Notebooks, PDAs, Handhelds, Handys, usw. oder für den Einsatz im Kfz. Des Weiteren werden besonders hell leuchtende OLEDs als Beleuchtungselemente entwickelt. Die Helligkeitswerte liegen bei 50 Lumen/W, die Lichtstärke kann bis zu 100.000 cd/qm betragen, der CRI-Wert beträgt 95 und die Lebensdauer liegt bei über 10.000 Betriebsstunden bei 100 cd/qm. Im Vergleich dazu haben Glühbirnen eine Lichtausbeute, die zwischen 10 lm/W und 20 lm/W liegt.