Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Physiker der Universität Potsdam entwickeln Dioden mit geringem Stromverbrauch

25.06.2004


Polymer-Leuchtdioden mit Weltrekord-Effizienzen



Den Physikern Dr. Xiaohui Yang und Prof. Dr. Dieter Neher aus dem Institut für Physik der Universität Potsdam ist es gelungen, die Effizienz polymerer Leuchtdioden (PLEDs) signifikant zu steigern. Ziel der Arbeiten in Potsdam ist es, so genannte Einschicht-Leuchtdioden mit geringem Stromverbrauch zu entwickeln, die für Anzeigesysteme und großflächige Beleuchtungsanwendungen verwendet werden können. Diese Entwicklung wird im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes in enger Kooperation mit Industrie- und Hochschulgruppen durchgeführt.



Ein viel versprechender Weg zu hocheffizienten PLEDs ist die Elektrophosphoreszenz. Dabei rekombinieren die durch die Leuchtdiode fließenden Elektronen und Löcher auf geeigneten Phosphoreszenzfarbstoffen. Quantenmechanische Überlegungen zeigen, dass bei Verwendung solcher Farbstoffe bei jeder Rekombination genau ein Photon emittiert werden kann.

Diese Farbstoffe neigen zur Kristallisation und Aggregation, so dass reine Farbstoffschichten nicht zum Aufbau der Leuchtdioden verwendet werden können. Mehrere Forschergruppen auf der Welt versuchen deshalb, diese Phosphoreszenzfarbstoffe in geeignete Polymermatrizen einzumischen. Anfang dieses Jahres haben Forscher in Japan, USA und Deutschland, darunter auch die Gruppe in Potsdam, gezeigt, dass mit diesem Konzept Polymer-Leuchtdioden mit Leistungseffizienzen von mehr als zwölf lm/W möglich sind.

Bei diesen Experimenten hat sich die Injektion der Ladungsträger als besonders problematisch herausgestellt. Da die Polymermatrix eine sehr hohe Bandlücke aufweisen muss, bildet sich eine hohe Barriere für den Übergang der Ladungsträger von den Elektroden in die aktive Schicht. Durch Optimierung der Kathode konnte in den letzten Jahren die Barriere für die Injektion der Elektronen aber deutlich herabgesetzt werden.

Den Physikern aus Potsdam ist es nun gelungen, die Injektion der Löcher durch gezielte Verbesserung der Zusammensetzung der aktiven Schicht entscheidend zu verbessern. Dazu wurden der Polymerschicht geeignete Moleküle beigemischt, die den Transport der Löcher zu den phosphoreszierenden Farbstoffen übernehmen. Auf diese Weise konnte die Leistungseffizienz auf Werte von bis zu 24 lm/W nahezu verdoppelt werden. Dies ist die höchste Effizienz, die jemals für Ein-Schicht Polymer-Leuchtdioden publiziert wurde.

Damit ist ein wichtiger Schritt hin zu hocheffizienten Leuchtdioden für großflächige Beleuchtungselemente und Anzeigesysteme gemacht. Weiterführende Arbeiten haben zum Ziel, die Leistungseffizienz der elektrophosphoreszierenden PLEDs durch Optimierung der Ladungsträgerinjektion weiter zu steigern. Letztendlich sollen mit einfachen Schichtstrukturen Effizienzen erreicht werden, die bisher nur mit komplizierten Mehrschichtaufbauten aus "kleinen Molekülen" realisiert werden konnten.

Informationen sind auch in der Fachzeitschrift "Applied Physics Letters" (Appl. Phys. Lett. 2004, Vol. 84, S. 2476-2478) veröffentlicht.

Andrea Benthien | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-potsdam.de

Weitere Berichte zu: Leistungseffizienz Leuchtdiode PLEDs Physik Stromverbrauch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern
17.08.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

nachricht Optische Technologien für schnellere Computer / „Licht“ mit Wespentaille
16.08.2017 | Universität Duisburg-Essen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten