Spezial-LEDs versprechen selbstladende Displays

In Zukunft könnten sich Handys über ihre Displays aufladen. Denn Forscher der University of Illinois at Urbana-Champaign haben Nanostäbchen-LEDs entwickelt, die Licht sowohl abgeben als auch detektieren können. 

Die aktuell in “Science” vorgestellte Entwicklung nutzt einen speziellen Aufbau mit drei Halbleiter-Materialien, um das zu ermöglichen – und könnte die Elektronik-Welt beispielsweise auch durch Displays revolutionieren, die per Licht Daten übertragen.

Elektronik-Revolution

“Diese LEDs sind der erste Schritt, um Displays völlig neue Dinge zu ermöglichen, über das bloße Darstellen von Information hinaus viel interaktivere Geräte zu werden”, meint Projektleiter Moonsub Shim von der University of Illinois at Urbana-Champaign. Denn die neuen LEDs können nicht nur Licht abgeben und einfangen, sondern auch sehr schnell zwischen beiden Modi wechseln. Damit könnte ein Display im Betrieb seine Helligkeit automatisch an die aktuellen Lichtverhältnisse anpassen – und das sogar pixelweise.

Die Forscher haben mit ihren LEDs auch schon Pixel-Prototypen gefertigt, die auf nahende Finger reagieren. Das könnte Displays ermöglichen, die auf berührungslose Gesten reagieren. Möglich scheinen auch intelligente Whiteboards, die auf Laser Pointer reagieren. Zudem sind die LEDs in der Lage, Licht in Strom umzuwandeln. “Stellen Sie sich vor, dass ihr Smartphone herumliegt und sich mit Umgebungslicht lädt”, meint Shim. Das könnte in Zukunft ganz ohne zusätzlich verbaute Solarzellen möglich sein. Ebenfalls denkbar wäre, dass Displays dank der neuartigen LEDs selbst Daten über Lichtsignale empfangen und übertragen.

Geniales Halbleiter-Trio

Möglich macht all das der Aufbau der neue entwickelten Nanostäbchen-LEDs, bei denen drei verschiedene Halbleiter-Materialtypen zum Einsatz kommen. Einer davon emittiert und absorbiert Licht, während die anderen beiden steuern, wie Ladung durch das erste Material fließt. Das erlaubt es der LED, extrem schnell zwischen Emitter und Detektor umzuschalten – mit einer Frequenz, die drei Größenordnungen höher ist als die Bildwiederholrate gängiger Displays. Für das menschliche Auge sieht es also aus, als leuchte ein Bildschirm aus den neuen LEDs durchgehend.

Bis die Technologie wirklich den Alltag erobert, wird es freilich noch dauern. Die Forscher haben die Möglichkeiten der Entwicklung zunächst nur mit roten LEDs demonstriert. Nun arbeiten sie an RGB-Displays mit Pixeln in den drei Grundfarben. Ein weiterer Schwerpunkt ist, die Stromgewinnung zu verbessern. “Wir haben noch viel Arbeit vor uns, ehe sich ein Display völlig selbst mit Strom versorgen kann”, sagt Shim. Das Team geht davon aus, dass es die Fähigkeit seiner Pixel, Umgebungslicht in Strom zu wandeln, steigern kann, ohne dass die LED-Performance darunter leidet.

pte