Leuchtende Tapeten, aufrollbare Displays und Glasfenster, die Strom produzieren können. All das wird in der Welt der organischen Leuchtdioden (OLED) möglich sein. In Dresden sitzen die Köpfe hinter dieser Revolution.
Die Zukunft des Lichts leuchtet bei Prof. Karl Leo bereits als viereckige Scheibe in seinem Dresdner Labor. Vor dem Leiter des Fraunhofer-Instituts für photonische Mikrosysteme (IPMS) liegt eine organische Leuchtdiode (OLED) auf dem Tisch. OLED, das steht für nur wenige Nanometer dünne Schichten von organischen Halbleitern, die auf ein Glas, eine Metall- oder Plastikfolie aufgetragen, Licht flächig abstrahlen können.
Bislang für verrückt gehaltene Visionen werden durch die OLEDs aus Dresden möglich. Eine leuchtende Tapete könnte das Wohnzimmer der Zukunft ebenso erhellen wie ein mit transparenten OLEDs bestücktes Fenster, das tags durchsichtig ist und nachts strahlt. Ein biegsamer Computerbildschirm scheint ebenso möglich wie elektronisches Papier.
Fenster leuchten und erzeugen Strom
Eine Arbeitsgruppe hat sich darauf spezialisiert, das OLED-Prinzip umzukehren, also mit einer organischen Solarzelle aus Licht einfach Strom zu gewinnen. Dazu wird die Licht abstrahlende Schicht der OLED durch eine Licht absorbierende Schicht ersetzt. Das beinahe transparente Fenster der Zukunft könnte also zusätzlich zur Stromversorgung beitragen.
Aus Pulver wird Licht
Die organischen, Licht emittierenden Schichten werden in einem aufwändigen Verfahren nach und nach auf Glas, Metall oder Folie aufgedampft. Ausgangstoff sind pulverförmige organische Materalien – kurzkettige Kohlenstoff-Moleküle. Die werden in einzelnen Schichten wie ein Sandwich übereinandergestapelt. Elektronen wandern durch diesen Halbleiter, wenn eine Spannung angelegt wird. Die Energie der Elektronen wird als Licht abgegeben. Um das flächige Licht vor Wasser, Luft und Staub zu schützen, wird alles mit einem Deckel verschlossen. Dieser Prozess wird Verkapselung genannt.
Auch wenn zahllose Rekorde bei Lebensdauer und Lichtausbeute der OLEDs auf das Konto der Dresdner Forscher gehen und internationale Preise das belegen - die Forscher sind längst nicht am Ziel. Noch sind große OLED-Flächenleuchten und Bildschirme zu teuer, weshalb Karl Leo seine Mitarbeiter vor allem anspornt, die Herstellungsverfahren zu optimieren.
Der Standort Dresden hat sich in den letzten Jahren einen internationalen Ruf erarbeitet. Dazu beigetragen haben Erfolge wie die Erfindung und Patentierung einer Methode, Dotierung genannt, die zu einer deutlich höheren Lichtausbeute bei OLEDs geführt hat. Dabei wird die innere Kristallstruktur der organischen Halbleitermaterialien gezielt gestört, was zu einer höheren Leitfähigkeit und damit Lichtausbeute beiträgt. Bereits sieben Mal wurden marktreife Ideen in Start-Up-Unternehmen ausgelagert. Seit 2003 arbeitet die so entstandene Novaled AG daran, die Beleuchtungsindustrie weltweit mit Know-how und Produktionstechnik für OLEDs zu versorgen.
Die 2006 gegründete Schwesterfirma Heliatek baut gerade eine Produktionsanlage für organische Solarzellen auf. Der Motor und eine der treibenden Kräfte hinter beiden Ausgründungen ist Institutsleiter Professor Karl Leo. Der will nämlich am Ende seiner Karriere nicht nur den technischen, sondern auch den wirtschaftlichen Erfolg von OLEDs in den Händen halten.
Autor: Richard Fuchs
Redaktion: Fabian Schmidt
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