3.4 Neue Tools für die Charakterisierung von Quanten-Punkt-Displays

Eine vielversprechende Technologie für den Einsatz in LCD-Bildschirmen sind sogenannte Quanten-Punkte (Quantum Dots). Mit Hilfe von Quanten-Punkten lässt sich die Hintergrundbeleuchtung verbessern, wodurch brillantere Farben entstehen und sich gleichzeitig der interne Aufbau vereinfacht. In diesem Projekt erweitern wir bestehende Simulationssoftware und entwickeln neue Messgeräte, um die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich zu unterstützen.

Mitwirkende: K. P. Pernstich, C. Kirsch, B. Ruhstaller Partner: Fluxim AG Finanzierung: Innosuisse Dauer: 2021–2024

In neueren LCD-Bildschirmen besteht die Hintergrundbeleuchtung nicht mehr aus einer Lichtquelle, die weisses Licht abgibt, z. B. einer weissen LED, sondern aus einer Kombination aus blauer LED und einem Quanten-Punkt-(QD)-Film. Der QD-Film nimmt das blaue Licht auf und gibt es in einer der anderen Grundfarben, also rot oder grün, wieder ab, womit sich eine brillantere Farbwiedergabe ergibt. Neben LCD-Bildschirmen haben sich auch organische Leuchtioden (OLEDs) als marktreife Technologie etabliert. Neben gewissen anderen Vorteilen bieten OLED-Bildschirme eine bessere Bildqualität als LCDs. Neueste Entwicklungen möchten nun die Vorteile beider Technologien nutzen und QD-Filme zusammen mit blauen OLEDs als neue Technologie einsetzen. Abbildung 2 illustriert diesen neuen Trend in der Display-Branche. Um von dieser neuen Technologie profitieren zu können, haben sich koreanische und Schweizer Partnerorganisationen in diesem internationalen InnosuisseProjekt zusammengeschlossen. Die schweizerische Partnerfirma Fluxim AG erweitert ihre Produkte im Bereich Messgeräte und Simulationssoftware. Die koreanische Partnerfirma entwickelt ein Verfahren, um die Quanten-Punkte zu verkapseln und so haltbarer zu machen. Am Institute of Computational Physics beteiligen wir uns an der Weiterentwicklung eines Modells, um die Lichtausbreitung im Raum auch in Abhängigkeit von der Polarisationsrichtung des Lichts berechnen zu können und auch an der Entwicklung eines Messgeräts zur detaillierten Untersuchung der QD-Filme bzw. der QD-OLED-Filme. Die akademischen Partner in Korea beschäftigen sich mit der Herstellung und Optimierung von blauen OLEDs und mit einem Tintenstrahl-Druckverfahren, um die QD-Filme gezielt über einzelnen OLEDs anzubringen. Abbildung Abb. 2 zeigt den Aufbau eines solchen OLED Pixels mit QD-Schicht.

Abb. 2: Schematische Darstellung eines OLED-Pixels mit QD-Film.

Das Projekt hat erst vor Kurzem begonnen und erste QD-Filme sind bereits auf dem Weg in die Schweiz, um von uns charakterisiert zu werden.

Abb. 1: QD-Film in einem LCD-Bildschirm (oben) sowie in einem OLED-Bildschirm (unten). Quelle: Nanosys Inc.