Fraunhofer-Forscher haben mit Leuchtstoff gefüllte Siliziumstrukturen als Alternative zu LED-Matrixsystemen entdeckt. Sie sollen eine höhere räumliche Auflösung und ein besseres Kontrastverhältnis bieten.
Laserscanning-Mikroskopie-Aufnahme eines einzelnen Pixels
Fraunhofer AWZ Soest
Weißlichterzeugende LED-Matrixsysteme sind derzeit Stand der Technik. Forscher am Fraunhofer-Anwendungszentrum für Anorganische Leuchtstoffe in Soest haben in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ISIT mit Leuchtstoffen gefüllte Siliziumstrukturen entwickelt, die neben der hohen Auflösung auch eine aktive Luft- oder Wasserkühlung des Leuchtstoffs ermöglichen. Die gewünschten Strukturen werden dafür in einen Siliziumwafer geätzt und anschließend mit einem Leuchtstoffpulver gefüllt. "Solche pixelierten Leuchtstoffe ermöglichen eine deutlich höhere räumliche Auflösung, da sehr kleine Pixelstrukturen mit Abmessungen von wenigen Mikrometern erzeugt werden können", erklärt Dr. Franziska Steudel, Teamleiterin "Leuchtstoffdesign" am Fraunhofer-Anwendungszentrum (AWZ) für Anorganische Leuchtstoffe in Soest.
Wird der Leuchtstoff mit blauer Laserstrahlung angeregt, bieten die Strukturen demnach eine sehr gute Kontrastauflösung sowie eine lambertsche Lichtstärkenverteilung. Die umgebenden Siliziumwände verbessern durch ihre thermische Leitfähigkeit das optische Auflösungsvermögen und können die Wärme effizient ableiten. Durch die Porosität der Leuchtstoffschicht kann bei Anwendungen mit sehr hoher Leistungsdichte der Leuchtstoff auch aktiv mit Luft oder Wasser gekühlt werden. Die Forschungsergebnisse wurden in einem Fachbeitrag der Zeitschrift "elektronik industrie" vorgestellt.