ETH-Forscher erhöhen Energieeffizienz bei Bildschirmen

21. Januar 2020 09:46

Zürich - Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) können den Energieaufwand für Computer-Bildschirme halbieren. Dafür haben sie die QLED-Technik weiterentwickelt. Ihre neu gestalteten Nanokristalle geben erstmals Licht nur in Richtung des Betrachters ab.

Einer Forschungsgruppe der ETH ist es laut einer Medienmitteilung gelungen, die Lichtausbeute von Computer-Bildschirmen zu verdoppeln. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass sie mit halb so viel Energie genauso viel Licht erzeugen können wie mit der bisherigen QLED-Technologie. Zudem sei deren Herstellung wesentlich günstiger als ähnlich verarbeitete LEDs.

QLED-Technik nutzt kugelförmige Nanokristalle, die von hinten mit UV-Licht angeregt werden. Die Kristalle wandeln dieses in farbiges Licht im sichtbaren Bereich um. Je nach Materialzusammensetzung des Nanokristalls entsteht eine andere Farbe. Allerdings streuen sie das erzeugte Licht im Inneren des Bildschirms nach allen Seiten.

Die Forschenden der ETH haben unter der Leitung von Professor Chih-Jen Shih nun die kugeligen Kristalle durch extrem dünne Kristallplättchen ersetzt. Diese Nanoplättchen wurden gestapelt und durch eine noch dünnere Isolierschicht aus organischen Molekülen voneinander getrennt. Das unterbindet quantenphysikalische Wechselwirkungen. Dadurch emittieren auch so gestapelte Plättchen Licht überwiegend in nur eine Richtung. „Je mehr Plättchen wir übereinander stapeln, desto intensiver wird dabei das Licht. Wir können so die Lichtintensität beeinflussen, ohne dabei die bevorzugte Emissionsrichtung zu verlieren“, erklärt Jakub Jagielski, Doktorand in Shihs Gruppe und Erstautor der jetzt veröffentlichten Fachpublikation.

Einzig das für die Bildschirmdarstellung ebenfalls notwendige rote Licht können die Wissenschaftler noch nicht herstellen. Für das neu geschaffene blaue Licht gilt: „Um Licht mit einer bestimmten Intensität zu erzeugen, benötigen wir mit unserer Technologie im Vergleich zur herkömmlichen QLED-Technologie nur halb so viel Energie“, sagt Professor Shih. Bei anderen Farben ist der Effizienzgewinn allerdings noch kleiner. Diesen zu erhöhen, ist Gegenstand weiterer Forschungsarbeit. mm

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