LEC statt LED – Leuchttapete aus dem Drucker

Umeå (Schweden)/Roskilde (Dänemark) - Grüngelb leuchtet das etwa ein Meter lange und flexible Kunststoffband, das den Weg zu einer völlig neuen Klasse von großen, flächigen Lichtquellen ebnen könnte. Gefertigt wurde der strahlende Prototyp von schwedischen und dänischen Forschern, die eine einfache und günstige Fertigung von Licht emittierenden elektrochemischen Zellen – im Fachslang kurz LEC genannt – entwickelten. Wegen ihrer großen Stabilität im Vergleich zu den heute aufwendig produzierten organischen Leuchtdioden (OLED) könnten LEC-Folien als Leuchttapeten in Bars, Büros und Wohnungen genutzt werden. Details zur Herstellung verraten die Forscher in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ und hoffen, dass LEC-Leuchten in Zukunft in jedem Zuhause strahlen.

„LECs brauchen nur drei Schichten, um effizient zu funktionieren“, sagt Ludvig Edman von der Universität Umeå. Mit einem Rolldruck-Verfahren, dass seine Kollegen von der Technischen Universität von Dänemark in Roskilde entwickelt haben, deponierte er ein Licht aktives Polymer zwischen flexiblen Plastikelektroden. Unter Spannungen von bis zu zehn Volt gesetzt, wanderten die Polymer-Ionen zwischen den Elektroden und erzeugten dabei ein grüngelbes Licht mit einer Intensität von 150 Candela pro Quadratmeter. Das entspricht etwa der Helligkeit eines leicht abgedimmten Laptop-Displays. Doch Ludvig Edman hält deutlich hellere Leuchtfolien für möglich, wie die Lichtausbeute von kleineren Testmodulen mit den gleichen lichtaktiven Polymeren zeigte. Auch andere Farben sowie weißes Licht seien mit anderen Substanzmischungen prinzipiell möglich.

Der größte Vorteil dieses Prototyps liegt allerdings in seiner einfachen Fertigung. Denn die verwendeten Folien müssen nicht wie bei OLEDs, die heute beispielsweise in Smartphones leuchten, extrem eben und defektfrei sein. Daher lassen sich die Leuchtfolien auch ohne Vakuum im Rolldruckverfahren schnell und günstig produzieren. Ebenso macht die Langzeitstabilität den Forschern kaum Sorgen, da LECs bereits ohne extrem dichte Hüllen mehrere tausend Stunden zuverlässig funktionierten. Der geringe Strombedarf bewegte sich dabei in der gleichen Größenordnung wie bei Halbleiter-Leuchtdioden und liegt um ein Vielfaches unter klassischen Glüh- oder Halogenlampen.

„Jedoch zeigen LECs eine langsame Reaktionszeit, wodurch sie kaum in Displays genutzt werden könnten“, gibt Edman zu. Aber dafür erwartet er Lichtquellen an Orten, wo wir nie zuvor Licht gesehen haben – von der Tapete über Zimmerdecken bis zu einfachen Verpackungen. Auch den Einsatz in Taschen und Textilien hält Erdman für alles andere als abwegig. Solche Produkte soll – neben einem optimierten Produktionsverfahren – die eigens gegründete Firma LunaLEC in den kommenden Jahren entwickeln. „Diese Revolution von Lichtquellen hat bisher noch nicht eingesetzt, aber wir hoffen, dass unsere Studie der erste Schritt dahin sein wird“, sagt Edman.