Buigzame diode geeft efficiënter wit licht dan gloeilamp

Een buigzame, lichtgevende diode, gemaakt door Amerikaanse wetenschappers, geeft warm wit licht en is veel efficiënter dan een gloeilamp. Rode of blauwe lichtgevende diodes van dit type (organic light-emitting diodes, oleds) worden nu al gebruikt in de displays van mobiele telefoons of mp-3-spelers. Een team onder leiding van Stephen Forrest van de universiteit van Michigan heeft nu oleds gemaakt die geschikt zijn als lichtbron. Deze lampen raken niet verhit. Een oled die uit staat is bovendien doorzichtig en dat maakt hem geschikt als bron van avondverlichting in grote oppervlakken zoals ramen of dakramen.

Organische lichtgevende diode van Philips. foto Philips research Philips research

De auteurs beginnen hun artikel met cijfers over de hoge energiekosten van gloeilampen (Nature, 13 april). Een doorsnee gloeilamp zet niet meer dan vijf procent van de elektrische energie om in zichtbaar licht. Fluorescerende materialen (in tl-lampen) zijn efficiënter, maar gloeilampen krijgen in huis vaak de voorkeur omdat ze warm licht geven dat gedimd kan worden.

De onderzoekers hebben nu lichtgevende diodes ontwikkeld die een maximale efficiëntie halen van 18 à 19 procent. Ze branden 10.000 uur, veel langer dan een gloeilamp. Lichtgevende diodes van halfgeleiders ('gewone' leds) worden nu al toegepast in verkeerslichten, fietslampjes en zaklampen. Lichtgevende diodes van organisch materiaal hebben als voordeel dat ze buigzaam zijn en makkelijk te produceren. De blauwe component zorgde er tot nu toe voor voor dat oleds die wit licht gaven inefficiënt waren en snel kapot gingen. Door toepassing van dunne laagjes organisch materiaal en iridium hebben de onderzoekers deze problemen opgelost. In leds brengt een elektrische stroom elektronen in een hogere energetische toestand. Fluorescentie treedt op als een elektron daarna snel terugvalt (en een foton uitzendt). Als het terugvallen langer duurt is sprake van fosforescentie.

Welke kleur licht wordt uitgezonden en voor hoe lang hangt af van de energetische toestanden die voor terugvallende elektronen beschikbaar zijn. Door een juiste combinatie van organische films waren de onderzoekers in staat om fluorescentie te gebruiken voor blauw licht en fosforescentie voor groen en rood licht. Dietrich Bertram, oled-onderzoeksmanager voor Philips in Aken spreekt van een opwindend resultaat. Philips presenteerde onlangs een oled die wit licht geeft met een lagere efficiëntie dan die van Forrest c.s. Om met gloeilampen te concurreren moeten oleds nog veel goedkoper worden.

Michiel van Nieuwstadt