Forschende der ETH Zürich haben eine neue Leuchtdiode entwickelt, die ultrareines grünes Licht erzeugt. Sie könnte die Farbqualität der nächsten Generation von extrem hochauflösenden Bildschirmen verbessern. Ganz marktreif ist sie allerdings noch nicht.
Damit künftige ultrahochaufgelöste Bildschirme (Ultra HD) noch schärfere und klarere Bilder mit feiner Farbabstufung zeigen, braucht es Leuchtdioden (LEDs), die ultrareines Rot, Blau und Grün erzeugen. Bei Rot und Blau gelingt das schon weitgehend, aber bei Grün hinkte die Technik bisher hinterher. Der Grund: Das menschliche Auge unterscheidet bei Grün mehr Zwischenstufen als bei Rot und Blau.
Nun ist es Forschenden um Chih-Jen Shih von der ETH Zürich jedoch gelungen, eine ultragrüne LED zu erzeugen. «Ein so reines grünes Licht wie wir kann zurzeit niemand sonst erzeugen», sagte Shih gemäss einer Mitteilung der Hochschule vom Mittwoch. Von ihrer Entwicklung berichteten die Forschenden kürzlich im Fachblatt «Nano Letters».
Extrem nah am Standard für Ultra HD
Die farblich reinsten TV-Bildschirme, die heute erhältlich sind, erreichen den für «Ultra HD» festgelegten Standardwert für ultrareines Grün nur zu 73.11 bis 77.72 Prozent, heisst es weiter. Über 80 Prozent kam bisher keiner. Die neue LED der ETH-Forscher schafft jedoch 97 bis 99 Prozent.
Bevor die Leuchtdiode marktreif ist, müssen Shih und Kollegen jedoch noch die Effizienz steigern: Noch erreicht sie bei der Umwandlung von Elektrizität zu Licht nur 3 Prozent, heutige TV-Bildschirme erreichen 5 bis 10 Prozent. Auch bei der Lebensdauer besteht noch Verbesserungspotenzial: Bisher leuchtet die LED nur über zwei Stunde, sollte in einem Bildschirm aber möglichst jahrelang funktionieren.
Dünn und biegsam
Ein Durchbruch sei aber auch das einfache Herstellungsverfahren, das sich bei Raumtemperatur statt wie sonst üblich bei hohen Temperaturen durchführen lasse, hiess es weiter. «Indem wir den gesamten Prozess bei Raumtemperatur umsetzen können, ebnen wir einen Weg, wie die Industrie in Zukunft ultragrüne Leuchtdioden einfach und kostengünstig herstellen kann», liess sich Studienautor Jakub Jagielski in der Mitteilung zitieren.
Das gelang den Forschern auch dank des gewählten Materials, Perowskit. Bekannt ist dieses Mineral vor allem aus der Fotovoltaik: Perowskit-Solarzellen gelten als Hoffnungsträger, die künftig Solarstrom zum Billigtarif liefern könnten. Für die Leuchtdiode erzeugten die Wissenschaftler eine 4.8 Nanometer dünne Perowskit-Schicht, genau richtig, um das gewünschte reine Grün zu erzeugen, schrieb die ETH. Die LED sei damit zudem extrem dünn und biegsam. (sda)
