Bilder aus der Plastikfolie

News: Bilder aus der Plastikfolie

Hauchdünne Folien, die kontrastreich Bilder und Schrift darstellen, sind für viele mobile Anwendungen äußerst interessant und könnten irgendwann einmal als elektronischer Ersatz für Papier dienen. Nun stellten Forscher eine dünne Anzeige auf Basis halbleitender Polymere vor, die Bilder in 256 Graustufen darstellen kann, vergleichsweise günstig herzustellen ist und zudem noch wenig Energie schluckt.

Thorsten Krome

Pixel-Wolf — © Edzer Huitema et al/Philips Research Laboratories (Ausschnitt)

Vom Laptop bis zur Armbanduhr mit eingebauter Digitalkamera – an Anwendungsbereichen für flache, leichte und Strom sparende Displays mangelt es nicht. Doch tüfteln die Forscher noch an Materialien, die all diese Wünsche erfüllen und obendrein günstig herzustellen sind.

Edzer Huitema und seinen Kollegen von Philips Research in Eindhoven gelang es nun, eine dünne Anzeige herzustellen, die kontrastreich Bilder darstellen kann. Das Display besteht dabei aus 64 mal 64 Bildpunkten, die insgesamt eine Fläche mit einer Diagonale von 51 Millimetern abdecken. Jeder einzelne Bildpunkt kann elektrisch so angesteuert werden, dass er einen von 256 Grauwerten zwischen weiß und schwarz anzeigt.

Dabei werden die Punkte jeweils von Dünnfilmtransistoren (TFT) angesteuert, die sich direkt unterhalb eines Polymerfilms befinden, in den Flüssigkristalle eingebettet sind. Neben den Elektroden aus dünnen Goldleiterbahnen besteht der Transistor aus einer isolierenden Schicht aus Siliciumnitrid und einem halbleitenden Polymer. Letzteres schleuderten die Forscher im flüssigen Zustand auf das Schichtpaket auf, um eine möglichst gleichmäßige Bedeckung zu erzielen. Anschließend haben sie das Polymer photolithographisch strukturiert. Für den gesamten Herstellungsprozess dieser Plastiktransistoren war keine aufwändige Vakuumvorrichtung nötig, wie sie sonst zur Produktion von Halbleiterelektronik gebraucht wird.

Eine Gold-Flächenelektrode des Transistors dient nun gleichzeitig auch als Spiegel hinter den Flüssigkristallen. Denn je nachdem, welche Spannung an den Elektroden anliegt, streuen die Flüssigkristalle mal mehr, mal weniger das einfallende Licht, was sich in einem dunklen oder hellen Bildpunkt äußert. Der maximale Kontrast der Anzeige ist dabei offenbar genauso gut wie der eines normalen bedruckten Blattes Papier.

Die Bilder bauen sich, ähnlich einem Fernseher, zeilenweise auf, wobei der Transistor die Ladung und damit die Bildinformation solange hält, bis er das nächste Mal angesteuert wird. Da sich die Punkte mit einer maximalen Bildwiederholfrequenz von hundert Hertz auffrischen lassen – was mehr ist, als mancher Fernseher zu bieten hat –, können auch schnell bewegte Objekte angezeigt werden. Das war teilweise ein Problem bisheriger Flachbildschirme.

Noch befindet sich die gesamte Anzeige zwischen zwei Glasplatten, doch prinzipiell spricht nichts dagegen, die Transistoren, die eingebetteten Flüssigkristalle und die Stromzuleitungen zwischen zwei transparente Folien zu bringen, sodass ein biegsames Display entsteht, das sich nahezu in jede erdenkliche Form bringen lässt. Im nächsten Schritt wollen die Forscher jedoch erst einmal das Herstellungsverfahren dahingehend verbessern, dass auch großflächige Anzeigen möglich sind.