Effiziente und dünne MikroLED-Displays dank QD-Farbfilter

10.09.2019

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Fraunhofer-Institut für angewandte Polymerforschung

Im Rahmen eines Forschungsprojektes arbeiten Wissenschaftler an speziellen quantenpunktbasierten Farbfiltern, die in MikroLEDs eingesetzt werden können. Damit lassen sich effizientere und dünnere Displays entwickeln.

Ein Mikrodisplay auf OLED-Basis hat das Fraunhofer FEP mit dem ULP-Mikrodisplay UUGL1120 entwickelt.
(Bild: Fraunhofer FEP)

Quantenpunktbasierte Farbfilter für MikroLEDs sind eine vielversprechende Zukunftstechnik für Displays. Damit sollen sich nicht nur brillantere und effizientere Displays fertigen lassen, sondern sie sind im Vergleich zu Displays mit herkömmlichen Farbfiltern dünner. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP und Korean Electronics Technology Institute (KETI) entwickeln im Forschungsprojekt „CoCoMe“ gemeinsam an gedruckten QD-Farbfiltern für MikroLEDs.

Quantenpunkte sind Nanokristalle mit optischen, magnetischen oder elektronischen Eigenschaften. Diese Nanokristalle haben einen Durchmesser von ungefähr 1 bis 10 nm. Dank ihres kleinen Durchmessers treten in den Kristallen sogenannte Quanteneffekte auf. Dabei gibt es eine ganze Klasse von Materialien, meist Halbleiter-Materialien, aus denen Quantenpunkte (QDs) bestehen können. Über die Einstellung der Größe eines QD können dessen Eigenschaften gezielt für die gewünschte Anwendung angepasst werden.

Vorteile der QD-Farbfilter

In diesem Forschungsprojekt entwickeln die Wissenschaftler QD-Farbfilter. Im Gegensatz zu herkömmlichen Farbfiltern leiden QD-Farbfilter nicht unter hohem Lichtverlust und einer relativ geringen Farbreinheit. Farbfilter auf Basis von Quantenpunkten sind hocheffizient, da sie Licht nicht filtern, sondern mit deutlich geringeren Verlusten absorbieren und in hoher Reinheit wieder abgeben. Ziel des Projektes ist es, QD-basierte Farbfilter für MikroLEDs zu entwickeln und darüber hinaus eine neue Technik des Druckens dieser Farbfilter zu realisieren.

Am Fraunhofer IAP arbeiten für dieses Projekt die QD-Experten eng mit den Druckspezialisten zusammen. Das Forscher-Team entwickelt die Quantenpunkte für die roten und grünen Farbfilter sowie die Drucktechniken für strukturierte und punktgenaue Auftragung der Quantenpunkte auf den MikroLEDs.

Mikrodisplays auf OLED-Technik

Die Kollegen des Fraunhofer FEP haben im Mai ein OLED-Mikrodisplay auf Silizium-Technik vorgestellt. Es bietet eine Auflösung von 1280 x 720 Pixel und soll dank seiner geringen Leistungsaufnahme beispielsweise in AR-Anwendungen verwendet werden. Bereits Ende 2017 präsentierten die Wissenschaftler des Fraunhofer FEP ein OLED-basiertes Mikrodisplay mit einer typischen Pixeldichte von größer 1000 dpi bei einer Diagonalen von ≤1'':

Das OLED-Mikrodisplay misst gerade einmal 0,48 mm im Durchmesser. (Mojo Vision)

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