TV-Doku: Karl Leos OLED-Boost

Der Erfinderpreis des Europäischen Patentamtes in der Kategorie „Lebenswerk“ ist 2021 an den Physiker Karl Leo gegangen. In der TV-Doku „OLED-Boost – Dotierung ermöglicht deutlich verbesserte organische Halbleiter“ stellt HYPERRAUM.TV den Gewinner und seine anwendungsorientierten Forschungen vor.

Leos Methode zur Verstärkung organischer Halbleiter mit elektronenerzeugenden Substanzen, die sogenannte Dotierung, hat die Elektronikindustrie grundlegend verändert. Seine hocheffiziente, organische Leuchtdiode, kurz OLED, sorgt für mehr Bildhelligkeit sowie eine höhere Farbauflösung und bietet eine bessere Energieeffizienz. OLED-Displays finden sich heute in fast allen neueren Smartphones und als Display-Technologie vieler anderer elektronischer Geräte des täglichen Bedarfs.

Karl Leos frühe Faszination für Haushaltselektronik – seine Leidenschaft fürs Reparieren brachte ihm im Familienkreis den Spitznamen „der Techniker“ ein – weckte später sein Interesse an Halbleitern. 1985 begann er sich im Rahmen seiner Diplomarbeit am Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme damit zu beschäftigen, wie man elektronische Geräte besser machen kann.

Leos Doktorarbeit und seine Arbeit in den Anfangsjahren seiner Karriere konzentrierten sich auf anorganische Halbleiter, die aus nicht-kohlenstoffbasierten Materialien bestehen. Zu diesem Zeitpunkt galten diese aufgrund ihrer schlechten elektrischen Leitfähigkeit und kurzen Lebensdauer noch als unpraktisch. Leo fiel allerdings auf, dass nur wenige Wissenschaftler in Betracht gezogen hatten, organische Halbleiter zu dotieren, d.h. winzige Mengen von Substanzen hinzuzufügen, die frei bewegliche Elektronen erzeugen, um die Leitfähigkeit eines Materials zu erhöhen. „Ein frischer Blick auf die Forschung ist häufig hilfreich, weil er dazu führt, dass man Dogmen hinterfragt“, so der Erfinder.

1998 gelang der entscheidende Durchbruch, als es Leo und sein Forscherteam, darunter die damaligen Doktoranden Martin Pfeiffer und Jan Blochwitz, an der Technischen Universität Dresden schafften, eine organische Halbleiter-LED zu entwickeln, die mit nur einem Fünftel der zuvor benötigten Spannung auskam. Ihre hohe Effizienz, lange Lebensdauer, der energiesparende Produktionsprozess und die Möglichkeit des Recyclings machten diese organischen Halbleiter zu einer nachhaltigeren Alternative zu anorganischen Halbleitern. Leo und sein Team verfeinerten den Prozess weiter, und 2001 war der Wissenschaftler Mitbegründer des deutschen Start-up-Unternehmens Novaled AG zur Kommerzialisierung von OLED-Technologien und Materialien. Das Unternehmen wurde später von Samsung übernommen.

In den Folgejahren begann Leo, die Halbleiter an organische Solarzellen anzupassen. Dies führte zur Mitbegründung eines Spin-Offs, das hinter der weltweit ersten industrietauglichen organischen Solarfolie steht, die auf Gebäuden angebracht werden kann. „Mein Traum ist, dass sie in 10 oder 20 Jahren auf jedem Gebäude genutzt wird und dabei hilft, die Klimakrise zu lösen“, sagt Leo.

Diese Erfolge stehen für eine Karriere, die auf Forschungs- und Technologieleidenschaft sowie einer angeborenen Neugierde beruht. Leo hat zahlreiche Start-ups im „Silicon Saxony“ mitgegründet, um seine Erfindungen auf den Markt zu bringen. Patente, so der Forscher und Unternehmer, spielen dabei im Kommerzialisierungsprozess eine entscheidende Rolle. Leo ist auch weiterhin dabei, neue Anwendungen für seine bahnbrechenden organischen Halbleiter zu erforschen. „Ich sehe Möglichkeiten, die weit über das bisher Erreichte hinausgehen: Flexible, leichte, umweltfreundliche organische Elektronik kann fast überall eingesetzt werden“, meint der Erfinder – und ergänzt als seine große Lebenserkenntnis: „Wenn mich meine Vergangenheit etwas gelehrt hat, dann, dass sich Träumen lohnt.“

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