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 CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen
23.05.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Heiße Materialien: Fachartikel zum pyroelektrischen Koeffizienten
23.05.2017 | Technische Universität Bergakademie Freiberg

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: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie