Startseite > Optoelektronik > Displays > LED-Hinterleuchtung und Farbfilter aus Proteinen

Erste Schritte zum Bio-Display

LED-Hinterleuchtung und Farbfilter aus Proteinen

15. November 2016, 11:54 Uhr | Lukas Niklaus, Katharina T. Weber, Prof. Dr. Uwe Sonnewald und Dr. Rubén D. Costa (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg).

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Linien- und Gitterstrukturen aus dem 3D-Drucker

Das gezielte Platzieren von grün und rot emittierenden Proteinen in Linien- und Gitterstrukturen auf Mikrometerskala wurde durch den 3D-Druck ermöglicht. Hierfür mussten die exzellenten Eigenschaften der fluoreszierenden Proteine mit den mechanischen Fließ- und Druckeigenschaften des Gels kombiniert und optimiert werden. So konnte durch eine verbesserte Lichtauskopplung im Vergleich zum oben genannten mehrschichtigen Aufbau die Effizienz ohne Abstriche in der Stabilität um das Fünffache erhöht werden. Wenn es unter den genannten Voraussetzungen gelingt, die Linienbreite noch weiter zu reduzieren, könnten die so produzierten Gitter als Farbfilter für LCDs eingesetzt werden (Bild 3).

Matchmaker+ Anbieter zum Thema

zu Matchmaker+

Um die Qualität der OLED-Bildschirme zu erreichen, müsste die Größe der Bio-LEDs weiter minimiert werden. Jedes LED-Pixel könnte dann wie bei den OLED-Bildschirmen einzeln angesteuert werden, doch momentan mangelt es noch an der entsprechenden LED. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Bio-WHLEDs großes Potenzial nicht nur für die Beleuchtungs-, sondern auch für die Display-Technik aufweisen. Jedoch müssen noch einige Hürden in Bezug auf den Verlust der Farbqualität, der auf die Denaturierung der Proteine zurückzuführen ist, und die geringe thermische Stabilität (90–100 °C) der Matrix und der Proteine, welche die direkte Beschichtung des LED-Chips verhindert, überwunden werden. Diese Aspekte sind entscheidend, um die Bio-WHLED-Technik vom Labormaßstab über kommerzielle Prototypen hin zu alltäglichen Verbrauchsgütern zu bringen. Die Autoren erwarten in naher Zukunft weitere Verbesserungen der Proteine und der Matrix in dieser Richtung, um so den Weg dieser Technik hin zu einer kommerziellen Anwendung vorzubereiten.

Literatur:
[1] Thalner, R. R.: Color television system, 1954, US2892019 A
[2] You, Y.; et al.: Fluorophores Related to the Green Fluorescent Protein and Their Use in Optoelectronic Devices. Advanced Materials, 2000, Band 12, S.1678.
[3] Shcherbakova, D. M.; Verkhusha, V. V.: Chromophore chemistry of fluorescent proteins controlled by light.Current Opinion in Chemical Biology, 2014, Band 20, S. 60.
[4] Chudakov, D. M.: Fluorescent Proteins and Their Applications in Imaging Living Cells and Tissues. Physiological Review, 2010, Band 90, S.1103.
[5] Weber, M. D.; et al.: Bioinspired Hybrid White Light-Emitting Diodes. Advaced Materials, 2015, Band 27, S. 5493.
[6] Weber, M. D.; et al.: Rubber-like Material for the Immobilization of Proteins and its Use in Lighting. Diagnosis and Biocatalysis EP-1674, 15173026.
[7] Niklaus, L.; et al.: Easy and versatile coating approach for long-living white hybrid light-emitting diodes. Materials Horizons, 2016, Band 3, S. 340.
[8] Niklaus, L. et al.: Advanced Functional Materials, 2016, DOI:10.1002/adfm.201601792.