OLED-Neuentwicklung für günstigere Bildschirme

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Forscher der Universitäten Bonn und Regensburg haben neuartige OLEDs entwickelt, die Bildschirme von TV-Geräten, Tablets und Smartphones energiesparender und billiger machen. Die Technik könnte beispielsweise auch für leuchtende Fliesen in Küche und Bad eingesetzt werden. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ vorgestellt.

OLED TV von LG (Bild: LG)

Die Forscher haben eine neue Art der LEDs entwickelt, da herkömmliche Bauteile dieser Art zwar ein scharfes Bild ermöglichen, aber nur ein Viertel der verwendeten Energie in Licht umwandeln. Die Ausbeute lässt sich zwar erhöhen, wenn man kleine Mengen Platin oder Iridium hinzufügt. Diese Elemente sind aber selten und teuer, was hochwertige Displays bisher kostspielig werden ließ.

Mit den neuartigen Leuchtdioden könnte sich das ändern, da diese eine hohe Lichtausbeute ohne Edelmetalle erreichen. Herkömmliche OLEDs funktionieren nach einem einfachen Prinzip: Ein dünner Film der organischen Moleküle Kohlenstoff und Wasserstoff wird mit zwei Elektroden verbunden. Diese werden an eine Batterie angeschlossen, so dass ein Strom aus positiven und negativen Ladungen fließt. Treffen diese dann aufeinander, vernichten sie sich in einem Lichtblitz.

Da sich positive und negative Ladungen anziehen, sollte die Lichterzeugung im Display theoretisch effizient klappen. Allerdings sind die Ladungen auch magnetisch, sie tragen einen sogenannten „Spin“. Bei gleichem Spin stoßen sie sich gegenseitig ab, genauso wie Nordpole zweier Magneten. Dann gibt es keinen Lichtblitz und die Energie wird oft nur in Wärme umgewandelt. Hersteller können den Wirkungsgrad erhöhen, indem sie die Magnetwirkung von Platin und Iridium nutzen. Dadurch wird das Display aber teuer und ist auch nicht mehr organisch.

„Wir erhöhen die Ausbeute mit einem ganz anderen Mechanismus“, erklärt John Lupton von der Universität Regensburg. „Ladungen können die Richtung ihres Spins nämlich spontan ändern. Dazu muss man nur lange genug warten.“ Das Problem: Herkömmliche OLEDs können die Energie dafür nicht lange genug speichern.

„Die von uns konstruierten OLEDs können elektrische Energie augenscheinlich deutlich länger speichern“, weiß Sigurd Höger von der Universität Bonn. „Sie können daher die spontanen Sprünge der Spins nutzen, um Licht zu erzeugen – zumindest vermuten wir das.“ Die neuen, rein organischen OLEDs könnten daher sehr energieeffizient sein und ließen sich industriell auf vielfältigste Art und Weise einsetzen.

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