Neue OLEDs für billigere und effizientere Displays

Display, Amoled, Galaxy Nexus, PenTile Bildquelle: David Cesarino de Sousa / Flickr
Ein neuer Typ organischer Leuchtdioden (OLEDs) soll die Produktion besonders energiesparender und kostengünstiger Displays ermöglichen. Entwickelt wurde er an den Universitäten Bonn und Regensburg.
Die aktuellen OLED-Technologien haben einen entscheidenden Nachteil: Sie können normalerweise nur ein Viertel der eingesetzten elektrischen Energie in Licht umwandeln. Die Effizienz lässt sich zwar erhöhen, indem man das Display mit kleinen Mengen Platin oder Iridium "verunreinigt", diese Materialien sind aber selten und entsprechend teuer.

Nun konnten die Forscher in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie allerdings einen neuen OLED-Typ präsentieren, der auch ohne den Einsatz von Edelmetallen das Potenzial für hohe Lichtausbeuten aufweist. Damit könnten entsprechende Bildschirme bald deutlich kostengünstiger werden.

Das Funktionsprinzip einer organischen Leuchtdiode ist einfach: Ein dünner Film wird mit zwei Elektroden verbunden. Treffen deren Ladungen aufeinander, so vernichten sie sich in einem Lichtblitz. Da sich positive und negative Ladungen anziehen, sollte die Lichterzeugung im Prinzip auch sehr effizient klappen. Elektrische Ladungen besitzen aber zusätzlich ein magnetisches Moment. Ist dieses gleich gepolt gibt es keinen Lichtblitz. Stattdessen wird die elektrische Energie in Wärme umgewandelt.

In normalen OLEDs ist das relativ sehr häufig der Fall - etwa in drei Viertel aller Ladungen. Entsprechend gering ist die Lichtausbeute. Um diese zu erhöhen werden die Ladungen mit einem noch stärkeren Magneten durcheinandergebracht - wobei eben schwere Metalle wie Platin oder Iridium zum Einsatz kommen.

"Wir erhöhen die Ausbeute dagegen mit einem ganz anderen Mechanismus", erklärt John Lupton, Physik-Professor an der Universität Regensburg. "Ladungen können die Richtung ihres Spins nämlich spontan ändern. Dazu muss man nur lange genug warten." Herkömmliche OLEDs können die elektrische Energie allerdings nicht lange genug speichern, um diese Wartezeit zu überbrücken. Stattdessen wandeln sie die Energie einfach in Wärme um.

"Die von uns konstruierten OLEDs können elektrische Energie augenscheinlich deutlich länger speichern", ergänzte der Chemiker Sigurd Höger von der Universität Bonn. "Sie können daher die spontanen Sprünge der Spins nutzen, um Licht zu erzeugen - zumindest vermuten wir das." Die neuartigen Stoffe bergen daher das Potenzial, in OLEDs auch ohne metallorganische Tricks kaum Abwärme zu erzeugen und somit die eingesetzte elektrische Energie sehr effizient in Licht umzuwandeln. Display, Amoled, Galaxy Nexus, PenTile Display, Amoled, Galaxy Nexus, PenTile David Cesarino de Sousa / Flickr
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