Gesundheit : Display-Schicht wird aufgemalt

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Forscher des holländischen Elektrokonzerns Philips in Eindhoven sind bei der Entwicklung eines wesentlich einfacheren Verfahrens zur Herstellung von Flüssigkristallanzeigen (LCD-Displays) vorangekommen. Ein Teil der Schichten wird dabei in einem Arbeitsgang gleichsam aufgemalt.

Bisher ist die Arbeit sehr aufwendig, denn die für jeden Bildpunkt notwendigen, winzigen Dünnfilmtransistoren, Elektroden und Flüssigkristall-Bereiche werden zwischen zwei Glasplatten als Trägermaterial eingebracht. Dabei müssen präzise Abstände eingehalten, die Flüssigkristalle in weiteren Schritten sogar per Vakuum in den Zellen-Bereich hineingesaugt werden. Das macht die Herstellung gerade großer Monitore mit Millionen von Bildpunkten heikel, es erhöht die Fehlerrate. Damit wächst der Ausschuss – was sich letztlich auch in den hohen Preisen der Monitore niederschlägt.

Bei der nun entwickelten „photo-verstärkten Schichtenbildung" jedoch wird auf nur eine Trägerschicht eine Materialmischung aufgestrichen, die sich unter UV-Licht in einen Flüssigkristall- und einen Polymerteil aufspaltet. Zunächst wird die Fläche mit einer Gittermaske abgedeckt und belichtet, da härtet ein Teil der Polymer-Partikel zu winzigen Höhlungen, zu Zellen aus. Bei einer zweiten, vollständigen UV-Bestrahlung werden die Kristalle frei, sie lagern sich in den Zellen ab und stellen dadurch die eigentliche, im späteren Betrieb elektronisch beeinflussbare Anzeigeschicht dar. Das, was noch an Polymeren übrig ist, bildet bei der Bestrahlung einen Deckel über den Hohlräumen. Ein zweiter, kräftiger Träger, der – wie bisher – das komplizierte Innenleben schützt, wird jetzt nicht mehr gebraucht.

Dünner und flexibler

Für die Philips-Forscher eröffnet sich nun die Möglichkeit, diese Beschichtung auf vielerlei Trägermaterial aufzubringen. Die Displays werden dadurch nicht allein dünner, sie könnten nun auch auf flexiblen Trägerschichten aufgetragen werden. Je nach Folienherstellung könnten sich so große Anzeigen für Hauswände herstellen lassen oder gar flexible Displays für Kleidungsstücke, heißt es in einer Mitteilung des Unternehmens sowie in der Beschreibung des Verfahrens im Wissenschaftsmagazin „Nature" (Band 6884, Seite 55).

An der eigentlichen Funktionsweise hingegen ändert sich auch beim Philips-Verfahren nichts: Solche Displays arbeiten mit der Polarisation des Lichtes, das durch sie hindurchfällt. Die Hintergrundbeleuchtung des Monitors wird zunächst durch einen Polfilter geleitet und ausgerichtet. Ist das nun folgende Flüssigkristall nicht „angeschaltet", also liegt kein Strom an, verhält es sich gegenüber dem Licht neutral, lässt es hindurch.

Wird der Schalter (etwa einer der vielen eingearbeiteten Dünnfilmtransistoren) umgelegt, dann richten sich die Partikel des Flüssigkristalls in vorher bestimmter Weise aus. Damit wirkt es ebenfalls als – senkrecht zum vorangegangen Filter gestellter – zweiter Polfilter. Das Licht kann nicht mehr hindurch.

Flüssigkristalle etwa für Taschenrechner gibt es seit gut 20 Jahren. Damals waren die einzelnen Felder, aus denen die Zahlen dargestellt werden, vergleichsweise groß. Heute geht es um hundertstel Millimeter – wenn auf einer Monitor-Breite von rund 34 Zentimetern 1280 Punkte (mal 1048 Zeilen) dargestellt werden. Gideon Heimann

Weiteres im Internet:

www.extra.research.philips.com/technologies/paintdisp

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