Forschung & Entwicklung

Nanotechnik in OLED-Displays

01.06.2011

Transistoren auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren ermöglichen einen energieeffizienteren Displaybetrieb.

Oben: Blaues CN-VOLET-Pixel in der Messfassung, Mitte: Mitchell McCarthy (links) und Bo Liu an der Glovebox, unten: Untersuchung eines blauen CN-VOLET-Pixels (Bilder: Science/AAAS)

Eine Studie zeigt, dass Transistoren, die aus Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs) bestehen, bei derselben Farbqualität und Helligkeit weniger Energie benötigen als herkömmliche Siliziumtransistoren. Damit bietet sich eine Möglichkeit, die Energieeffizienz und Lebensdauer organischer Leuchtdioden (OLEDs) zu erhöhen. OLEDs werden heute schon in Smartphones, Kamera-Displays und anderen tragbaren Geräten eingesetzt. Sie sollen zukünftig auch verstärkt für Fernseher- und Computerbildschirme verwendet werden, denn sie sind brillanter, schneller, leichter und arbeiten energieeffizienter als Flüssigkristallbildschirme (LCDs), benötigen jedoch eine höhere Betriebsspannung. Dieser Umstand reduziert erheblich die Anzahl an organischen Materialien, die zu ihrer Herstellung verwendet werden können.
Das Team um Dr. Mitchell McCarthy an der Fakultät für Physik der University of Florida, Gainesville, USA, zeigt, dass Transistoren aus CNTs eine vielversprechende Alternative zu Siliziumtransistoren sind. Die meisten OLED-Displays besitzen dieselbe elektrische Basis: einen Dünnfilmtransistor, der aus dem Material Silizium besteht und eine angelegte elektrische Spannung durch die organischen Materialschichten zwischen zwei Elektroden leitet. In McCarthy’s Experimenten stellte sich heraus, dass Carbon Nanotube Vertical Organic Light-Emitting Transistors (CN-VOLETs) weniger Betriebsspannung als reguläre OLED-Transistoren benötigen, ohne dass Kompromisse in Helligkeit und Farbqualität auftraten.
Den nächsten Schritt sehen die Wissenschaftler in einer Optimierung der Verfahren zur zuverlässigen Produktion großer Mengen CNT-Transistoren möglichst ohne Ausschuss. Dann hätten Strom sparende OLED-Monitore eine gute Ausgangsposition, um die heute verbreiteten LCD-Flachbildschirme abzulösen.
[M.A. McCarthy, B. Liu, E.P. Donoghue, A.G. Rinzler, D.Y. Kim, F. So, Low-Voltage, Low-Power, Organic Light-Emitting Transistors for Active Matrix Displays, Science: 29. April 2011, DOI: 10.1126/science.1203052]

Photonik NL13/2011

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