Hellere Fernseher und bessere Scheinwerfer dank neu strukturierter LED
Das Problem ist der Einbruch der Effizienz, sobald insbesondere blaue LEDs mit einer höheren Leistung angesprochen werden. Der Ertrag an zusätzlicher Helligkeit ist viel geringer als der aufgewendete Strom. Das sorgt nicht nur für einen viel zu großen Bedarf, außerdem erwärmen sich die entsprechenden Bauteile wesentlich stärker und verschleißen.
Vor allem bei einem OLED-Display, aber auch in Scheinwerfern, Mini- und Micro-LED-Bildschirmen führt genau da zu Problemen. Die simpelste Lösung wäre laut Forschenden des Center of Integrated Research of Futre Electronics der Nagoya University eine Vergrößerung des Halbleiterelements.
Muss die LED jedoch winzig sein, führt der Ansatz zu rein gar nichts, weil er nicht funktioniert. Und auch sonst müsste man größere Wafer konstruieren, was die Herstellung einzelner LEDs teurer und ineffizienter machen würde.
Stattdessen wird seit mindestens 15 Jahren daran geforscht, die Orientierung des Halbleiterkristalls, aus dem die LEDs zusammengesetzt sind, zu optimieren. Dieser besteht aus industriellen Saphiren, überzogen mit Indium, Gallium und Stickstoff, kurz InGaN.
Geänderte Herstellung, anderes Licht
Mit einem neuen Ansatz ist es nun gelungen, neben der direkten Orientierung nach oben eine weitere schräge Orientierung mathematisch zu ermitteln und praktisch umzusetzen.
Anders als bei bisherigen Versuchen wurde eine überragende Effizienz erreicht, weil der zugrundeliegende Kristall bereits in geänderter Orientierung gewachsen ist. Außerdem strahlt er statt des typischerweise hoch polarisierten Lichts nur schwach polarisiertes Licht. Das ähnelt viel mehr dem natürlichen Licht.
Die möglichen Anwendungen dieser besonders hellen wie effizienten LEDs, deren Herstellung zudem recht preiswert realisiert werden soll, reichen von größeren, helleren Fernsehgeräten über bessere VR-Brillen bis zur Kommunikation via Glasfaserkabel. Natürlich fallen auch hellere Scheinwerfer und bezahlbare Micro-LED-Displays darunter.
Nicht zuletzt, weil statt des künstlichen Saphirs sogar Silizium als Trägermaterial zum Einsatz kommen kann.
