Eine Leuchtdiode aus Kunststoff mit breitem Spektrum für weißes Licht.
Wissenschafter vom General Electric Global Research Center in New York haben eine Leuchtdiode aus halbleitendem Kunststoff vorgestellt, die weißes Licht ausstrahlt. Die neue Lichtquelle zeichnet sich dadurch aus, dass sie ihren Farbton über die gesamte Lebensdauer beibehält. Dies hatten ihre Vorgänger noch nicht leisten können.
Leuchtdioden oder auch LED (light-emitting diodes) sind Halbleiterelemente, die auf sehr effiziente Weise elektrischen Strom in Licht umwandeln. Im Alltag begegnet man ihnen zum Beispiel in Form der bunten Lämpchen an Elektrogeräten. In den letzten Jahren wurden LED auch aus halbleitenden Polymeren gefertigt. Abhängig vom verwendeten Material, strahlen sie in den unterschiedlichsten Farben. Weißen Leuchtdioden kommt in dieser Vielfalt ein Sonderstatus zu. Sie sind besonders interessant, da sie prinzipiell auch als ganz gewöhnliche Lampen verwendet werden könnten. Doch während farbige Leuchtdioden jeweils nur in einem schmalen Wellenlängenbereich emittieren, setzt sich das Licht von weißen LED aus verschiedenen Wellenlängen zusammen. Deswegen sind sie – wie hochwertige weiße Lichtquellen ganz allgemein – nicht leicht herzustellen.
Bisher wurden Weißlicht-LED auf Polymerbasis aus mehreren organischen Materialien gefertigt, von denen jedes zu einem bestimmten Teil des Spektrums beitrug. Die verschiedenen organischen Komponenten alterten allerdings unterschiedlich schnell, so dass die Leuchtdioden mit der Zeit farbstichig wurden. Die Forscher um Anil Duggal haben dieses Problem nun umgangen. Als primäre Lichtquelle benutzten sie eine blaue Leuchtdiode aus Kunststoff. Deren Vorderseite, eine mehrere Quadratzentimeter große leuchtende Fläche, verbanden sie mit einem Glasplättchen. Auf der anderen Seite des Plättchens brachten sie drei dünne Kunststoffschichten an, die mit jeweils verschiedenen lumineszierenden Farbstoffpartikeln versetzt worden waren.
Wenn nun die energiereichen Photonen des blauen Lichts die Glasplatte durchquert haben, gelangen sie in diese Schichten, wobei ein Teil der Photonen auf die Farbstoffpartikel trifft. Manche werden dadurch in zwei energieärmere, also längerwellige Photonen umgewandelt, so dass zusätzliche Wellenlängen beziehungsweise Farben auftreten. Dieser Prozess wiederholt sich mit neuen und alten Photonen etliche Male. Am Ende sind viele verschiedene Wellenlängen vertreten, und es resultiert weißes Licht.