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Aufbau der gedruckten LED: dreidimensionale Strukturen
Aufbau der gedruckten LED: dreidimensionale Strukturen (Bild: Princeton)

Leuchtmittel: Die Leuchtdiode kommt aus dem 3D-Drucker

Aufbau der gedruckten LED: dreidimensionale Strukturen
Aufbau der gedruckten LED: dreidimensionale Strukturen (Bild: Princeton)

Die Lampe der Zukunft wird gedruckt: US-Forscher haben ein neues Verfahren zur Herstellung von LEDs entwickelt. Das könnte künftig sogar zu Hause möglich sein.

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Leuchtdioden lassen sich auch drucken, wie Forscher der Universität von Princeton herausgefunden haben. Sie haben ein Verfahren entwickelt, um die Leuchtkörper mit einem 3D-Drucker herzustellen.

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, einem organischen, photorefraktiven Material.

Elektronen kollidieren mit Quantenpunkten

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.

Die Dioden wurden allerdings nicht in einem herkömmlichen 3D-Drucker hergestellt: Die Forscher um Michael McAlpine haben eigens dafür einen gebaut. Damit haben sie verschiedene Arten von Materialien verarbeitet: Metalle und Polymere, wasserbindende und -abweisende, flüssige und feste. Das sei die größte Ansammlung von Materialklassen, die mit einem 3D-Drucker in einem einzigen Objekt verarbeitet worden sei, sagte McAlpine dem US-Wissenschaftsmagazin Popular Science.

3D-Drucken mit verschiedenen Materialklassen

Bisher sei 3D-Druck auf Kunststoffe, passive Leiter und einige biologische Materialien beschränkt gewesen, schreiben sie in der Fachzeitschrift Nano Letters. "Hier zeigen wir, dass verschiedene Materialklassen 3D-gedruckt und vollständig in Gerätekomponenten mit aktiven Eigenschaften integriert werden können."

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. "Bei Fernsehern und Telefonen ist der Bildschirm flach. 3D-Druck aber ermöglicht eine dritte Dimension, und die könnte für Objekte genutzt werden, die wir uns noch gar nicht vorstellen können, etwa 3D-Strukturen im Körper", sagt McAlpine.

Er hat schon einmal eine 3D-Struktur für den Körper gedruckt: Im vergangenen Jahr stellte sein Team ein Ohr vor, das mit einem 3D-Druck-Verfahren hergestellt wurde. In die Muschel haben die Forscher eine Antenne integriert, die Gehörlosen das Hörvermögen wiedergeben könnte.


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Mel0g 11. Nov 2014

Also die LED Leuchtmittel von Osram und co kosten im Baumarkt eher 6-8 ¤ (dimmbar nochmal...

Prish 05. Nov 2014

Ok pass auf: Ein Korrekter Vergleich wäre, dass du dein eigenes Heimkino drucken...

Technikfreak 05. Nov 2014

Licht-Taschenmesser trifft wohl eher zu -lol-



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