QD-Farbfilter für MicroLEDs - Neues Forschungsprojekt zwischen Fraunhofer IAP und Korean Electronics Technology Institute (KETI)

Quantenpunktbasierte Farbfilter für MikroLEDs sind eine der vielversprechendsten Zukunftstechnologien für Displays. Durch diese Technologie werden Displays noch brillanter, effizienter und sogar dünner, im Vergleich zu Displays mit herkömmlichen Farbfiltern. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP und KETI arbeiten im neuen Forschungsprojekt »CoCoMe« gemeinsam an der Entwicklung von gedruckten QD-Farbfiltern MikroLEDs.

Quantenpunkte sind Nanokristalle mit optischen, magnetischen oder elektronischen Eigenschaften. Diese Nanokristalle haben einen Durchmesser von ca. 1-10 nm. Der kleine Durchmesser bewirkt, dass in den Kristallen sogenannte Quanteneffekte auftreten. 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. Dadurch sind die Anwendungsmöglichkeiten vielfältig.

Prof. Dr. Alexander Böker, Leiter des Fraunhofer IAP, und Dr. Youngsam Kim, President des KETI, unterzeichneten am 5. September 2019 ein Memorandum of Unterstanding (MoU) für die Fortsetzung der erfolgreichen Zusammenarbeit zwischen Fraunhofer IAP und KETI. Parallel starten die Partner ein gemeinsames Projekt »Development of materials and process techology for highly luminance micro display« zur Entwicklung von gedruckten QD-basierten Farbfiltern für Displays. Die Abkürzung »CoCoMe« steht dabei für Color Converting MikroLEDs.

Quantenpunkte als Farbfilter in Displays

In diesem Forschungsprojekt werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Fraunhofer IAP und KETI QD-Farbfilter entwickeln. Herkömmliche Farbfilter leiden unter hohem Lichtverlust und einer relativ geringen Farbreinheit. Farbfilter auf Basis von Quantenpunkten sind hingegen 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 Technologie des Druckens dieser Farbfilter zu realisieren.

»Dieses Projekt eröffnet uns die Möglichkeit, an den neuesten Themen der Displayforschung, den MikroLEDs, mitzuarbeiten. In der Kooperation mit dem KETI, die seit über zehn Jahren besteht, können wir somit an der Entwicklung der nächsten Displaygeneration an vorderster Front mitwirken«, so Dr. Armin Wedel, Forschungsbereichsleiter am Fraunhofer IAP. Er ist seit Beginn der Kooperation der beiden Institute an allen gemeinsamen Projekten beteiligt.

QD-Experte und Druckspezialist Fraunhofer IAP

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 Drucktechnologien für strukturierte und punktgenaue Auftragung der Quantenpunkte auf den MikroLEDs.

»Am Fraunhofer IAP vereinen wir viele Kompetenzen der Polymerforschung unter einem Dach«, so Institutsleiter Prof. Dr. Alexander Böker. »Wir entwickeln neue funktionale Materialien für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche der organischen Elektronik und gleichzeitig die Technologien zur effizienten Verarbeitung mit Hilfe von Drucktechnologien. Wir freuen uns, dass wir mit der Unterzeichnung des MoU und dem neuen Forschungsprojekt »CoCoMe« unsere langjährige Zusammenarbeit mit dem KETI fortsetzen und unsere Expertise gewinnbringend für die Displayentwicklung einsetzen können.«

Langjährige Kooperation mit Zukunft

Das Fraunhofer IAP und das KETI arbeiten bereits seit zehn Jahren zusammen – unter anderem entwickeln die Partner cadmiumfreie QDs, die in der Displayherstellung aufgrund von EU-Regularien (RoHS- Richtlinie) unverzichtbar geworden sind.

Das Projekt »CoCoMe« hat eine Laufzeit von 5 Jahren. Nach drei Jahren wird eine Evaluierung des Projektes von beiden Kooperationspartnern vorgenommen und der weitere Projektverlauf festgelegt.

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Foto: Dr. Youngsam Kim, Präsident von KETI und Prof. Alexander Böker, Leiter des Fraunhofer IAP besiegeln die Weiterführung ihrer Kooperation. Thema ist die Entwicklung von QD-Farbfiltern für Mikro-LEDs in Displays. © Fraunhofer IAP