Leuchtdioden auf organischer Basis weisen den Weg zu sparsameren, schaltschnelleren und brillanteren Flachbildschirmen. Koreanische Forscher entdeckten nun, dass hochsymmetrische Strukturen so genannter photonischer Kristallen die Lichtausbeute um mindestens 50 Prozent steigern können. Ihre Ergebnisse präsentieren sie im Fachblatt Applied Physics Letters (Vol. 82, S. 3779).
“Im Experiment konnten wir eine Steigerung von 50 Prozent unter einem Blickwinkel zwischen 50 und 130 Grad erreichen”, vergleicht Yong-Jae Lee vom Koreanischen Institut für angewandte Wissenschaft und Technologie in Taejon seinen Prototyp mit bisher verfügbaren organischen Leuchtdioden (OLED). Das Team deponierte dazu gemeinsam mit Entwicklern des Elektronikkonzerns Samsung eine 200 Nanometer dünne Schicht aus Siliziumoxid auf den OLED-Träger.
Mit holographischer Lithographie und Ionenstrahlen “brannten” sie regelmäßige Furchen von nur 200 Nanometer Durchmesser in Abständen von einem halben Mikrometer in diese Schicht. Durch diese hohe Symmetrie wirkt die Struktur wie ein photonischer Kristall und geleitet mehr Lichtteilchen von den Leuchtdioden an die Oberfläche.
Mit diesem Ergebnis verbesserten die Wissenschaftler den wichtigsten von drei Effekten, auf denen die Leuchtstärke von OLEDs beruht. 20 Prozent der Lichtteilchen gelangen direkt an die Oberfläche, 30 Prozent finden diesen Weg über eine Totalreflexion und 50 Prozent müssen quasi am photonischen Händchen geführt werden, um den Weg ins Auge des Betrachters zu finden. Sonst werden sie ohne Leuchteffekt vom umgebenden Material wieder verschluckt.
Da OLEDs deutlich schneller auf elektrische Impulse reagieren als klassische Flüssigkristallbildschirme, können sie fließende Bewegungen von Filmen oder Videospielen mit höherer Qualität anzeigen. In naher Zukunft könnten sie auch die Grundlage für scharfe, farbige und sogar flexible Displays liefern.
Jan Oliver Löfken
