LEC (Lichtemittierende elektrochemische Zelle) billiger als OLED

(12.2.2010) Ein schwedisch-amerikanisches Forscherteam hat Medienberichten zufolge mithilfe des Kohlenstoff-Materials Graphen ¹) eine lichtemittierende elektrochemische Zelle (LEC) entwickelt, die gänzlich auf die Nutzung von Metallen verzichtet. Dadurch soll der Lichtemitter leicht als Ganzes recycelt werden können, was ihn zu einer umweltfreundlichen Alternative zu OLEDs und anderen Beleuchtungslösungen macht. Dank LECs könnten leuchtende Tapeten Realität werden, die rein aus organischem Material bestehen.

Eine LEC in einem Druckverfahren herzustellen ist einfacher als eine OLED zu fertigen, da eine LEC robuster ist und es ermöglicht, beide Elektroden mittels Lösung zu verarbeiten", betonen Nathaniel Robinson, Chemiker an der Linköping University, und Ludvig Edman, Physikprofessor an der Umeå University. Das mache LECs besonders günstig in der Herstellung.

OLEDs und auch bisherige LECs nutzen Indiumzinnoxid (ITO) für transparente Elektroden. Speziell Indium ist selten und somit teuer. Es ist zudem relativ schwer zu recyceln. Die Wissenschaftler beschreiben nun in der Fachzeitschrift ACS Nano, wie sie dank Graphen als Elektrodenmaterial günstige und effiziente Lichtemitter ganz ohne das Metall realisieren wollen.

"Das ist ein großer Schritt vorwärts in der Entwicklung organischer Beleuchtungslösungen, sowohl aus technischer wie aus Umweltperspektive", betont Robinson. Da alle Komponenten der LEC mittels Lösungen hergestellt werden können, ist sie auch für die Herstellung mittels Rolle-zu-Rolle-Druckverfahren geeignet.

Zügige Marktreife

Während OLEDs konzeptionell bis in die 60er zurückgehen, aber bislang hauptsächlich für kleine Displays etwa bei Smartphones genutzt werden, glauben die LEC-Forscher an eine relativ schnelle Durchsetzung der LECs. "Da sie leichter herzustellen und somit billiger sind, werden sie breitere Märkte ansprechen", sind Robinson und Edman überzeugt. Als Beispiel nennen sie die elektrolumineszente²) Beleuchtung.

Ferner profitiert die neue Technologie von den Jahrzehnten der OLED-Entwicklung. "Lichtemittierende Polymere, die für OLEDs entwickelt wurden, funktionieren üblicherweise gut für LECs", erklären die Wissenschaftler. Daher sind sie überzeugt, dass organische LECs schnell den Massenmarkt erreichen können, vermutlich innerhalb von fünf bis zehn Jahren.

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¹)	Graphen (engl. graphene) ist die Bezeichnung für (fast) zweidimensionale hexagonale Kohlenstoffkristalle, aufgebaut analog zu einzelnen Graphitschichten. Einlagige Kohlenstoffschichten wurden zum ersten Mal verwendet, um den Aufbau und die elektronischen Eigenschaften komplexer, aus Kohlenstoff bestehender Materialien beschreiben zu können - siehe auch Wikipedia.
²)	Elektrolumineszenz ist die Eigenschaft bestimmter Materialien oder Materialkombinationen, bei Anlegen eines elektrischen Feldes Licht zu emittieren.