Überblick über den aktuellen Anwendungsstand OLED: Organische Leuchtdioden in der Beleuchtung

Autor / Redakteur: Dr.-Ing. Gotthard Weißflog * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Die OLED in der Beleuchtung fristet im Gegensatz zu einem OLED-Display eher ein Schattendasein. Völlig zu unrecht. Sowohl für Allgemeinbeleuchtung als auch für eingebettete Beleuchtung kann sie Vorteile aufweisen.

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Biegsam und federleicht: 
Die OLED bietet für die Beleuchtung ganz unterschiedliche Vorteile. Neben ihrem flexiblen Verhalten überzeugt sie durch das flächige, UV-freie Licht.
Biegsam und federleicht: 
Die OLED bietet für die Beleuchtung ganz unterschiedliche Vorteile. Neben ihrem flexiblen Verhalten überzeugt sie durch das flächige, UV-freie Licht.
(Bild: OLEDWorks)

Vom Mikrodisplay bis hin zu einem rollbaren Wallpaper-TV mit Diagonalen von 65 oder 77 Zoll haben sich die organischen Leuchtdioden für die unterschiedlichen Display-Anwendungen durchgesetzt. Hier dominieren sie vor allem den Premium-Markt. Allein der südkoreanische Hersteller LG produzierte im letzten Jahr über zwei Millionen OLED-TVs. Der Umsatz für das Jahr 2020 für alle OLED-Anwendungen betrug laut UBI Research über 32 Mrd. US-Dollar. Neben Südkorea ist es vor allem China, die OLED-Fabs betreiben und auch neue bauen.

Dank der weiter zu erwarteten Kostensenkungen innerhalb der Wertschöpfungskette, begonnen vom Material bis hin zur Fertigung, werden künftig weitere Absatzpotenziale innerhalb des Massenmarktes bei den OLED-Anwendungen erschließen. Anders sieht es dagegen bei der OLED in der Allgemeinbeleuchtung aus. Hier fristet die organische Leuchtdiode immer noch ein Schattendasein, gilt aber dennoch als eine Emerging Technology.

OLEDs aus deutscher Produktion

Der Anbieter OLEDWorks, mit seinem deutschen Standort in Aachen mit ihrer Massenfertigung Pionierarbeit leisten. Erreicht wurde das durch die Weiterentwicklung der Brite-Generation und der verformbaren OLEDs für die Allgemeinbeleuchtung. Daneben spielt der Einsatz in Fahrzeugen, und hier sind es ebenfalls die Premiumsegmente, eine wichtige Rolle.

Grundsätzlich können beispielsweise neue Entwicklungen bei Materialien für den Displayeinsatz auch auf Anwendungen in der Beleuchtung angewandt werden. Allerdings verringert sich das Synergiepotential innerhalb der unterschiedlichen Wertschöpfungsketten, so dass der Beleuchtungssektor nur bedingt von der rasanten Entwicklung der Displayentwicklungen profitieren kann. Beiden gemeinsam ist allerdings die faszinierende Lichtqualität und die damit verbundene Möglichkeit, flexible und sehr dünne Bauformen umzusetzen. Im Folgenden Text sind interessante Produktentwicklungen im Umfeld der Beleuchtung mit der organischen LED aufgeführt.

Die OLED und ihr Einsatz in der Allgemeinbeleuchtung

Mit der OLED für die Beleuchtung lassen sich Büroräume in ein natürliches, angenehmes Licht tauchen
Mit der OLED für die Beleuchtung lassen sich Büroräume in ein natürliches, angenehmes Licht tauchen
(Bild: Winoa)

Sowohl im Wohnumfeld als auch im öffentlichen Bereich wie Büro und Verwaltung sind bereits heute zahlreiche Applikationen im Einsatz. Als ein Alleinstellungsmerkmal seien hier vor allem die ganz verschiedenen Designmöglichkeiten genannt: Die OLED-Technik zeichnet sich hier besonders durch sehr dünne Bauformen und die Möglichkeit aus, verformbar zu sein.

Hinsichtlich des nicht zu unterschätzenden Wohlfühlfaktors bieten OLEDs ein direktes und homogenes Flächenlicht mit einem hohen Colour Rendering Index (CRI). Der US-Leuchtenhersteller Acuity Brands hat bei den Leuchtenentwicklungen und -installationen eine Vorreiterrolle eingenommen.

Einteilung der OLED-Leuchten nach Verfügbarkeit

Die Einteilung der bisher auf dem Markt verfügbaren OLED-Leuchten lässt sich wie folgt vornehmen:

  • Lineare Elemente: Rechteckige oder runde OLED-Einzelpanele werden einzeln oder in Kombination verwendet. Sie bieten ein schlankes, minimales Design ohne einen Diffusor. Ihr Licht ist blendfrei und wirkt natürlich.
  • Modulare, flexible Konfigurationen: Hier werden die rechteckigen oder runden OLEDs in eine Art Baukastensystem eingebettet. Spezielle Befestigungen (beispielsweise magnetisch) und eine Integration in Schallschutzelemente erlauben eine individuell angepasste Konfiguration sowie flache Bauform.
  • Flächenhafte Ausleuchtung von Räumen durch eine OLED oder auch in Kombination mit einer LED-Lichtquelle für die indirekte Beleuchtung: Eine variable Gestaltung der Ausleuchtung erlaubt es, das Beleuchtungskonzept zusammen mit kreativen Gestaltungsmöglichkeiten anzupassen.

Modulare, flexible Konfigurationen mit der Matrix SQ und RO von Eureka Lighting.
Modulare, flexible Konfigurationen mit der Matrix SQ und RO von Eureka Lighting.
(Bild: Eureka Lighting)

Neben einem gestalterischen Aspekt liefert die OLED als Bauelement bereits ein flächenhaftes Licht und 100 lm/W. Damit ist sie vergleichbar mit einer LED-Beleuchtung. Ein OLED-Panel ist recyclebar und frei von giftigen Substanzen und die Lebensdauer reicht bis zu ungefähr 50.000 Stunden. OLED-Leuchten verfügen über keinen schädlichen UV-Anteil. In Krankenhäusern und Pflegeheimen werden zur Unterstützung des circadianen Rhythmus keine blauen Layer verbaut.

Die integrierte, eingebettete OLED-Beleuchtung

Integrierte OLED-Leuchten in einem Fahrzeug. Die OLED-Rückstrahler sind in Segmente aufgeteilt, die sich individuell ansteuern lassen.
Integrierte OLED-Leuchten in einem Fahrzeug. Die OLED-Rückstrahler sind in Segmente aufgeteilt, die sich individuell ansteuern lassen.
(Bild: Audi AG)

Darunter sind Lichtanwendungen insbesondere im Automobilbau zu verstehen. Allerdings finden sich OLEDs auch in Zügen und Flugzeugen. Spezialanwendungen in Möbeln, Haushaltsgeräten, Medizin und Industrie lassen sich hier ebenfalls einordnen. Ein Massenmarkt könnte sich in der Heckbeleuchtung eines Fahrzeugs ergeben.

Der Automobilbauer Audi arbeitet an einer Ausweitung des Einsatzes von OLED im Rücklicht bei einigen seiner Modelle. Begonnen hatte es im Jahr 2016 im TT RS mit bis zu vier einzeln ansteuerbaren Segmenten. Im Audi Q5 stieg die Zahl 2020 auf 18. Das Beispiel zeigt, dass Kunden bereit sind, einen moderaten Aufpreis auf Grund des Designs und der Lichteigenschaften zu zahlen. Zukünftig werden der Heckbeleuchtung neue Funktionalitäten zur besseren Warnung und zur Car-to-X Kommunikation für neue Modellgenerationen zugeordnet.

Durch intrinsische Segmentierung und angedacht mit bis zu 50 Elementen sowie einer variablen Ansteuerung der OLED-Beleuchtungselemente lassen sich zukünftig spezifische Leuchtsignale am Fahrzeug anzeigen. Eine einheitliche Helligkeit sowie Farbe verbunden mit eleganten Bauformen durch angepasste Krümmungen der weniger als ein Millimeter dünnen Bauelemente sind ein Alleinstellungsmerkmal. Nicht zu vergessen ist das Branding einer Automarke durch das „Display auf der Außenhaut“.

Die bisher erschienenen Beiträge der OLED-Serie

* Dr.-Ing. Gotthard Weißflog ist Netzwerkmanager des OLED-Industrial Light Application (OLAB) in Jena.

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