3D-gedruckte LED

Eine Forschergruppe der US-Universität von Princeton hat, unter der Leitung des Professors Michael McAlpine, einen speziellen 3D-Drucker entwickelt, mit dem sich Leuchtdioden herstellen lassen. Bei den Dioden handelt es sich um Quantenpunkt-Leuchtdioden (QD-LED), die energieeffizienter sind als herkömmliche LEDs. Sie bestehen aus fünf Lagen: Die unterste ist ein Ring aus Silber-Nanopartikeln und dient als Anode. Darüber sitzen zwei Lagen aus leitfähigen Polymeren, eine aus PEDOT:PSS, die andere aus Poly-TPD. Die nächste Lage enthält die Quantenpunkte. Das sind Nanopartikel aus Cadmiumselenid, die von einer Hülle aus Zinksulfid umgeben sind. Wenn Elektronen mit den Quantenpunkten kollidieren, emittieren diese oranges oder grünes Licht. Die oberste Lage schließlich besteht aus einer eutektischen Legierung aus Gallium und Indium, die als Kathode dient.

Zur Fertigung der LED wurde ein Spezialdrucker entwickelt und gebaut, der McAlpine zufolge auf dem Markt das Modell ist, mit dem die meisten Materialklassen verarbeitet werden können. Verwendet werden können halbleitende, anorganische Nanopartikel, Elastomere, organische Polymere sowie feste und flüssige Metalle.

Die Forscher haben eine QLED auf eine Kontaktlinse gedruckt um die Möglichkeiten der neuen Technik zu zeigen. Die Kontaktlinse wurde dabei zunächst per 3D-Scanner erfasst und mit CAD-Daten anschließend mittels 3D-Drucker die QLED aufgetragen.

Die gedruckten LEDs können sich von der Qualität her mit denen messen, die in einem iPhone stecken. Die Forscher wollen sie noch verbessern, indem sie die Tinte modifizieren. Dioden zu drucken, habe den Vorteil, dass sie nicht zweidimensional sein müssten, wie sie heute von der Elektronikindustrie geliefert würden. 

Zur Originalveröffentlichung

Adapted with permission from ‚3D Printed Quantum Dot Light-Emitting Diodes’, Copyright (2014) American Chemical Society.