Effizientere OLED-Displays dank chiraler Halbleitermaterial-Technologie

OLED-Forschung Neue Ansätze zur Effizienzsteigerung durch chirale Halbleiter

28.03.2025 Von Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter 2 min Lesedauer

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Ein Forscherteam hat eine OLED-Lichtquelle entwickelt, basierend auf einem chiralen Halbleitermaterial. Dieser Ansatz verspricht effizientere Displays mit schlanker Struktur. Möglich sind bessere Wearables oder optische Sensoren.

Forscher haben einen OLED-Emitter entwickelt, der zirkular polarisiertes Licht direkt aus dem Material erzeugt. Damit sind effizientere Displays denkbar.(Bild: TU Eindhoven) — Forscher haben einen OLED-Emitter entwickelt, der zirkular polarisiertes Licht direkt aus dem Material erzeugt. Damit sind effizientere Displays denkbar.
(Bild: TU Eindhoven)

Forscher der Universität Cambridge und der Technischen Universität Eindhoven haben einen OLED-Emitter entwickelt, der zirkular polarisiertes Licht direkt aus dem Material erzeugt – ohne zusätzliche Polarisationsfilter. Grundlage ist ein chiraler organischer Halbleiter, der durch gezielte molekulare Selbstorganisation spiralförmige Strukturen bildet.

Klassische OLED-Displays benötigen Polarisationsfilter, damit Spiegelungen reduziert und Kontrastverhältnisse verbessert werden – insbesondere in reflexionssensiblen Anwendungen wie Wearables, Smartphones oder AR/VR-Brillen. Diese Filter absorbieren jedoch bis zu 50 % des Lichts, was die Effizienz der Gesamtsysteme deutlich mindert.

Ein triazatruxen-basierendes Molekül (TAT)

Die nun vorgestellte Lösung setzt direkt bei der Lichtquelle an: Ein triazatruxen-basierendes Molekül (TAT) bildet durch Selbstorganisation chirale Säulenstrukturen, die rechts- oder linkshändig gewunden sind. Wird das Material mit blauem oder UV-Licht angeregt, emittiert es hellgrünes, zirkular polarisiertes Licht mit hoher Reinheit – ein Verhalten, das bisher meist nur mit externer Optik erreicht wurde.

Chiralität beschreibt in der Chemie die Eigenschaft eines Moleküls, nicht mit seinem Spiegelbild zur Deckung zu bringen zu sein – ähnlich wie die linke und rechte Hand. In der Materialwissenschaft ermöglicht diese asymmetrische Struktur die gezielte Erzeugung von zirkular polarisiertem Licht – je nach Drehsinn des Moleküls links- oder rechtszirkular.

Welche Vorteile sich für Entwickler bieten

Für Entwickler von OLED-Bauteilen und Displays ergeben sich daraus mehrere Vorteile:

Erhöhte Effizienz: Durch Wegfall externer Polarisationsfilter können mehr Photonen genutzt werden – das steigert die Leuchtdichte bei gleichem Energieeinsatz.

Material- und Fertigungsvorteile: Integrierte Polarisationseigenschaften vereinfachen den Schichtaufbau und ermöglichen potenziell dünnere und leichtere Displayarchitekturen.

Anwendung in AR/VR: Gerade bei transparenten oder semi-transparenten Displays (wie für Head-up-Displays oder Brillen) sind gezielt polarisierte Lichtquellen hochattraktiv, da sie mit optischen Strukturen wie Wellenleitern effizienter gekoppelt werden können.

Sicherheits- und Identifikationstechnik: Zirkular polarisiertes Licht kann auch bei der optischen Datenübertragung oder in Erkennungssystemen (wie Chiralitätssensorik) eine Rolle spielen.

Funktionseinbettung auf molekularer Ebene. Besonders die Möglichkeit, die Chiralität gezielt durch Moleküldesign zu steuern, eröffnet neue Möglichkeiten für OLED-Technologie und darüber hinaus für die organische Optoelektronik insgesamt. (heh)

Dank neuer Materialien sind OLED-Mikrodisplays mit über 10.000 PPI möglich. (Bild: Korea's Hanyang University)

Artikelfiles und Artikellinks

Link: TU Eindhoven: Spinning, twisted light could power next-generation electronics (externer Link).

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Stand: 08.12.2025

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