Die Vorstellung, seine eigenen Leuchten von zuhause aus zu drucken hört sich noch nach Zukunftsmusik an. Laut Forschern am Frauenhofer Institut für angewandte Polymerforschung IAP soll dies aber schon bald möglich sein. Sie haben in Zusammenarbeit mit dem Anlagenbauer MBRAUN ein Verfahren und eine Fertigungsanlage entwickelt, das es ermöglicht, organische lichtemittierende Dioden OLEDs und Solarzellen aus einer Lösung leuchtender organischer bzw. absorbierender Moleküle auf eine Trägerfolie zu drucken.
Bisher war die Herstellung von OLEDs nur durch das sehr kostenintensive Verdampfen kleiner Moleküle im Hochvakuum möglich. Das Ziel von Bereichsleiter Dr. Armin Wedel am IAP sei, eines Tages einfach die Tintenpatrone am Drucker auszutauschen, um sich selbst Leuchtelemente auszudrucken.
Möglichkeiten von OLEDs
Organische Leuchtdioden sind Dünnschichtbauelemente aus organischen halbleitenden Materialien. Im Vergleich zu anorganischen Leuchtdioden (LEDs) ist ihre Strom- und Leuchtdichte geringer.
Die Materialeigenschaften von OLEDs erlauben es, biegsame Oberflächen zu verwenden. Diese werden beispielsweise schon in Smartphones (LG, Samsung Round) verwendet. Des Weiteren sieht Dr. Wedel noch zwei weitere Anwendungsfelder für die OLED-Technik.
- Beleuchtungen aller Art und
- digitale Beschilderung (Werbe- und Informationssysteme).
Aufgrund dessen, dass die OLEDs ohne Hintergrundbeleuchtung auskommen, sind sehr hohe Kontraste erreichbar und konstruktionsbedingt sehr geringe Einbautiefen möglich – was gestalterisch ganze neue Wege eröffnet. Auch schwarze Pixel sind darstellbar. Bei herkömmliches LEDs war dies nicht möglich, da auf schwarzen Flächen durch die Hintergrundbeleuchtung immer ein gewisser Anteil an Licht emittiert wurde. Ein weiterer Vorteil ist der Betrachtungswinkel von fast 180 Grad.
Das wohl größte Problem bei organischen Leuchtdioden ist die vergleichsweise geringe Lebensdauer der organischen Materialien. Wasser und Sauerstoff können die Materialien zerstören. Mittlerweile gibt es zwar schon korrosionsbeständigere OLEDs, schützen muss man sie jedoch immer noch vor äußeren Einflüssen. D.h., es anorganische Bauelemente benutzt, um die organischen Dioden nach außen hin zu verkapseln. Somit sind diese aber in der Flexibilität beeinträchtigt.
Bei der Fertigungsanlage werden die organischen Leuchtdioden aus verschiedenen Ausgangsstoffen auf ein Trägermaterial aufgetragen. Hierdurch wird Schicht für Schicht eine sehr homogene Leuchtschicht aufgetragen. Somit wird ermöglicht, individuelle Aufträge mit organischer Elektronik zu bewerkstelligen und ein Grundstein für einen neuen Markt gelegt. In Deutschland sind es Osram und Philips, die sich auf OLED-Beleuchtungen spezialisiert haben und im Marktgeschehen mitbestimmen wollen. Man geht davon aus, dass gedruckte OLEDs ein zukunftsträchtiger Milliardenmarkt wird.
Zukunftsaussichten für Leuchten aus dem 3D Drucker
Es müssen organische Stoffe entwickelt werden, die erheblich korrosionsbeständiger sind und womöglich irgendwann ohne Verkapselung auskommen. So könnte man sich auch vorstellen, in naher Zukunft seinen Fernseher ein- und auszurollen – welch Vorteil man sich auch immer davon erhofft.
Die Entwicklung elektronischer Papiere würde diese Innovation jedoch sehr entgegen kommen. Man stellt sich nur mal vor, man könnte seinen E-Book Reader zusammenrollen wie ganz normales Papier und obwohl man nur eine einzige Seite bei sich hat, können ganze Bücher darin enthalten sein. Hierbei spielt auch das Thema papierlose Fabrik eine sehr wichtige Rolle.
Laut Dr. Wedel sei das Haupthemmnis die hohen Investionskosten einer Produktion für OLEDs. Deshalb werden diese herkömmliche Leuchtmittel nicht ablösen, sondern eher ergänzen.
