Fünf Universitäten Japans und Taiwans haben ein gemeinsames Projekt gestartet, um eine neue Generation organischer Dioden zu erforschen, die in der Lage sind, zirkular polarisiertes Licht zu emittieren. Die Arbeit konzentriert sich auf die wissenschaftlichen Grundlagen und Materialien der CP-OLEDs, mit möglichen Anwendungen in Displays, optischer Kommunikation, Sicherheit und dreidimensionaler Abbildung.
Die Initiative wird von Yoshitane Imai, Professor an der Kindai-Universität, Ming-Chia Li von der National Yang Ming Chiao Tung-Universität, geleitet. Ebenfalls beteiligt sind die Universität Ibaraki, die Osaka-Metropolitan University und die National Central University. Das Programm soll zwischen den Geschäftsjahren 2026 und 2028 umgesetzt werden.
CP-OLED erzeugen direkt zirkulär polarisiertes Licht
Zirkulär polarisiertes Licht zeichnet sich dadurch aus, dass sein elektrisches Feld sich im Verlauf im Uhr- oder Gegenuhrzeigersinn dreht. Diese Rotationsrichtung fügt eine Eigenschaft hinzu, die zusammen mit Intensität und Farbe genutzt werden kann, um Informationen zu übertragen oder darzustellen.
Ein CP-OLED wandelt die elektrische Energie direkt in diese Lichtform um. Diese Eigenschaft könnte in zukünftigen Displays, optischen und Quantenkommunikationssystemen, Sicherheitssystemen, Sensoren, Spintronik und Technologien der 3D-Visualisierung genutzt werden. Die Ankündigung markiert jedoch den Anfang eines fundamentalen Forschungsprogramms und präsentiert noch kein Panel, das für eine kommerzielle Herstellung vorbereitet ist.
Die Verantwortlichen erkennen mehrere Hindernisse. Die Technologie muss einen hohen Polarisationsgrad mit einer guten Lichtausbeute vereinen, das Materialspektrum erweitern und mehr Freiheit beim Entwurf der Bauteile ermöglichen. Es bleibt eine der größten Herausforderungen der CP-OLED, eine Eigenschaft zu erreichen, ohne andere Eigenschaften zu beeinträchtigen.
Japan wird Messungen liefern und Taiwan wird Materialentwicklung vorantreiben
Das Projekt wird komplementäre Fähigkeiten bündeln. Das japanische Team wird seine Erfahrungen in der Spektroskopie von zirkular polarisiertem Licht, in der Bewertung der Lumineszenz unter Magnetfeldern sowie in der Herstellung und Analyse organischer elektroluminiszierender Bauelemente beitragen.
Die taiwanischen Forscher werden mit chiralen luminiszenten Materialien, Polymeren, Halbleitern, Selbstorganisationsprozessen und fortschrittlichen Techniken der Strukturanalyse arbeiten. Die Verbindung wird es ermöglichen zu untersuchen, wie Ungleichheiten in elektronischen Zuständen und im Spin der Elektronen durch magnetische oder elektrische Felder induziert werden können.
Das Programm deckt Wellenlängen von sichtbarem Licht bis zum nahen Infrarot ab. Ziel ist es, neue Designprinzipien für effiziente Materialien und Bauelemente zu etablieren, deren zirkulär polarisierte Emission sich durch äußere Stimuli steuern lässt.
Das Projekt wird drei Mechanismen kombinieren
Eine der Linien wird die durch Magnetfelder oder MCPL induzierte, zirkulär polarisierte Lumineszenz untersuchen. Eine weitere wird elektrische Felder verwenden, um die Emission über ECPL zu steuern.
Der dritte Mechanismus wird der spinselektive Effekt sein, induziert durch Chiralität oder CISS. Dieses Phänomen ermöglicht es, den Spin der Elektronen auszuwählen, die bestimmte chirale Molekülstrukturen durchlaufen. Die Teams werden versuchen, die drei Ansätze zu kombinieren, um die Abhängigkeit von herkömmlichen chiralen Emissionsmaterialien zu verringern und die Gestaltungsmöglichkeiten zu erweitern.
Die offizielle Dokumentation spricht davon, technische Grundlagen zu schaffen und neue Richtlinien für das Design von CP-OLED zu entwickeln. Sie enthält keine Angaben zu Helligkeit, Energieverbrauch, Lebensdauer oder Leistung, und sie behauptet auch nicht, dass ein Fernseher hergestellt wurde, der die Leuchtkraft eines aktuellen OLEDs verdoppeln könnte. Ebenso wird kein Termin festgelegt, um diese Fortschritte in kommerzielle Produkte zu überführen.
Das Projekt wurde im Förderprogramm für gemeinsame Forschung in Naturwissenschaften und angewandten Wissenschaften der Japan-Taiwan-Austauschverband ausgewählt. Diese Ausschreibung konzentriert sich in den Jahren 2025 und 2026 auf Halbleiter und verwandte Wissenschaften, mit einer maximalen Laufzeit von drei Jahren.
Die erste Aktivität wird das Taiwan-Japanische Gemeinsame Symposium zur Technologie der zirkulär polarisierten Lumineszenz der nächsten Generation sein. Es findet am 1. und 2. September 2026 an der National Yang-Ming Chiao Tung University und der National Central University statt.
Es werden dreizehn Forschende und Studierende aus den fünf Universitäten teilnehmen, außerdem Teilnehmende aus anderen taiwanesischen Einrichtungen. Das Programm wird wissenschaftliche Vorträge, Nachwuchsforen, Laborbesuche und Treffen zur Organisation der dreijährigen gemeinsamen Arbeit umfassen.
