Die OLED Vision des leuchtenden Fensters

Bereits Ende 2012 präsentierte OSRAM zum Abschluss des vom BMBF geförderten Forschungsprojektes TOPAS2012 transparente OLED-Kacheln mit bemerkenswerten Kenndaten. Auf einer Leuchtfläche von 116 cm² wurde bei sehr guter Homogenität eine Transmission von 57% erreicht. Die weiße OLED wies eine Lichtausbeute von 20 lm/W auf. Da „Transparenz“ für eine OLED bedeutet, dass es keine Trübung geben darf und ein klarer Blick durch das Bauteil gewährleistet sein muss, steht der Wert für die Lichtausbeute für eine sehr gute Performance. Im Vergleich zu Leistungs-OLEDs mit beispielsweise über 50 lm/W kann bei transparenten OLEDs keine zusätzliche Maßnahme zur Lichtauskopplung herangezogen werden, weil z.B. der Einsatz von Streuschichten zu einer Trübung führen würde. Der Projektabschluss wurde mit einer Konzeptleuchte namens „Rollercoaster“ (Achterbahn) dokumentiert, in der 30 dieser OLEDs in einer vom Möbius-Band inspirierten Anordnung verbaut wurden.

transparente OLED,Rollercoaster

“Rollercoaster” Leuchte

transparente OLED,Rollercoaster

Im Vergleich zu Standard-OLEDs sind bei transparenten OLEDs beide Elektroden durchsichtig. Aufgrund von deutlich geringeren Leitfähigkeiten der transparenten Elektroden gegenüber Metallkathoden stellt die Skalierung von transparenten OLEDs auf größere Flächen noch eine Herausforderung dar. Da eine gute Homogenität des Leuchtbildes immer eine wichtige Anforderung bleibt, ist der Spannungsabfall über die Flächenelektrode ein wichtiger zu berücksichtigender Faktor. Leitfähigkeit und Transmission sind zwei konkurrierende Parameter, die bei einer Bauteil-Auslegung gegeneinander abgewogen werden müssen. Damit ist die Vision des leuchtenden Fensters ein Zielbild, welches noch einiger Forschung bedarf.

transparente OLED

Nichtsdestotrotz bleibt das flächige „Licht aus dem Nichts“ ein faszinierendes Feature, welches neue Applikationen erschließen kann. Um hier geeignete Ideen zu entwickeln, lohnt es, sich einige intrinsische Eigenschaften der transparenten OLEDs vor Augen zu führen.

Transparente OLEDs strahlen Licht in zwei Hauptrichtungen – nach vorn und nach hinten – ab. Dabei lässt sich das Emissionsverhältnis im Herstellungsprozess zwischen 50:50 und ca. 80:20 einstellen. Dies geschieht über das Tuning der Leitfähigkeit der Elektroden, welches zu einer veränderten Reflektivität führt. Ein extremeres Emissionsverhältnis würde zu einer sehr geringen Resttransmission führen, also die Transparenz deutlich absenken.

Durch ein asymmetrisches Emissionsverhältnis lassen sich unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten erzielen. Blickt man als Betrachter auf die lichtstarke Seite einer leuchtenden transparenten OLED, so agiert sie als Lichtvorhang, d.h. Objekte dahinter sind im eingeschalteten Zustand nicht zu erkennen. Blickt man auf die lichtschwache Seite einer leuchtenden transparenten OLED, so werden die Objekte dahinter angestrahlt und sind erkennbar. Im Zusammenspiel mit entsprechenden dynamischen Dimm-Szenarien lassen sich so z.B. neuartige Vitrinenkonzepte erstellen.

Wie bei normalen OLEDs auch, gibt es bei transparenten OLEDs die Möglichkeit, die Leuchtfläche zu strukturieren, z.B. als Leuchtrahmen oder ähnliches.