OLED-Projekt im Physikunterricht

MINT Physik Förderverein

„100%iges Farbvolumen“, „Farben in allen Helligkeitsbereichen - gesättigt sowie in feinsten Nuancen“, „krasse Schauwerte“. Mit Aussagen wie diesen bewerben Hersteller Produkte, deren Displaytechnologie auf OLEDs basiert.

Impressionen aus dem Physik-Projekt zu OLEDs
Bildstrecke: Impressionen aus dem Physik-Projekt zu OLEDs

OLEDs (organische lichtemittierende Dioden) sind der neueste Hype auf dem Markt. Aufgrund besonderer Eigenschaften ist es möglich, messerscharfe Ansichten zu erzeugen mit peppigen Farben und flüssig wirkenden Bewegungsabläufen. Ursache ist, dass im Gegensatz zur LCD-Technik, keine Hintergrundbeleuchtung eingesetzt wird, sondern jeder Pixel für sich leuchtet. Bei schwarzen Motiven leuchten die Pixel gar nicht, sodass ein tieferes Schwarz erzeugt werden kann. Das Material erlaubt es ebenso, biegsame Bildschirme für Handys herzustellen und somit das Problem zerbrochener Displays beim Hinunterfallen zu lösen.

Mit dieser neuen Technologie durften sich nun schon im zweiten Jahr Schüler/-innen der 9. Jahrgangsstufe (NTG-Zweig) auseinandersetzen. Nach einigen einführenden Unterrichtseinheiten konnten die Schüler mit dem Experiment loslegen:

Die Anode, ein leitfähiges Glas, wird mit einem Polymer beschichtet. Die Technik, mit der beschichtet wurde, bezeichnet man als Spincoating. Dabei wird das Polymer auf das Glas getropft und mithilfe eines PC-Lüfters bei ~1000U/min aufgetragen, wodurch das Polymer eine hauchdünne und gleichmäßig verteilte Schicht auf dem Glas bildet. Auf die Kathode wird am Ende eines Kupferstreifens ein Tropfen einer leitfähigen Legierung aufgetragen. Nun werden Anode und Kathode verbunden und der Punkt, an dem der Tropfen die Polymerschicht berührt, beginnt zu leuchten.

In diesem Schuljahr ist dies nicht immer in gleicher Qualität gelungen, sodass wir alle gemeinsam Ursachenforschung betreiben mussten. Schließlich sind wir zu dem Schluss gekommen, dass hohe Luftfeuchtigkeit, unsaubere Gläser und zu geringe Drehzahlen schnell zum Scheitern des Experiments führen können. Aber auch solche Lerneffekte sind für Lehrkräfte wie Schüler/-innen bereichernd.In Gruppen bearbeiteten die Schüler/-innen anschließend zahlreiche Arbeits-/und Infoblätter, die über die Technologie informierten und auch Vergleiche zwischen OLEDs und herkömmlichen LEDs zogen.

An dieser Stelle bedanken wir uns wieder herzlich bei Amitabh Banerji, Juniorprofessor am Institut für Chemie und ihre Didaktik, der Universität zu Köln, der dieses tolle Unterrichtskonzept entwickelte und uns freundlicherweise Material einzeln zur Verfügung stellte, welches wir im letzten Schuljahr aufgebraucht hatten. Auch dem Förderverein des Gymnasiums Dorfen, der den OLED-Baukasten finanziert hat, gilt unser Dank.