News: Unsichtbarer Erfolg
Es ist schon erstaunlich, wie sich die Bildschirmtechnik in den letzten Jahren entwickelt hat. Kaum einen Finger dick sind heutige LC-Displays. In Zukunft sind sie vielleicht sogar transparent.
© (Ausschnitt)
In Science-Fiction-Filmen sieht man sie schon: flache Kontroll- und Anzeigetafeln, transparent wie eine Glasscheibe, auf denen wie von Geisterhand bewegte Bilder erscheinen. Noch dürfen sich an derlei Hightech-Inventar die Special-Effects-Abteilungen der Filmproduktionsfirmen austoben – doch sind diese Zukunftsvisionen längst nicht mehr so abwegig, wie es vielleicht noch vor Jahren schien.
Denn transparente Elektronik ist für passive – also nicht steuernde Belange – schon längst gang und gäbe. In jedem Flachbildschirm stecken beispielsweise für das Auge unsichtbar Leiterbahnen aus Indium-Zinn-Oxid oder kurz ITO, die dafür sorgen, dass die Bildpunkte zum richtigen Zeitpunkt an der richtigen Stelle aufleuchten. Einzig an aktiver Elektronik mangelt es noch ein wenig.
Mit einem neuen transparenten Transistor aus einem Halbleiteroxid sorgen nun Kenji Nomura von Japan Science and Technology in Kawasaki und sein Team für Nachschub. Zwar handelt es sich nicht um das erste derartige Bauelement, zudem ist es aufwändig in der Herstellung und manches Konkurrenzprodukt weist sogar bessere elektronische Eigenschaften auf, aber der Transistor aus InGaO3(ZnO)5 scheint zumindest für manche High-End-Produkte, Projektionsanzeigen der nächsten Generation beispielsweise, wie geschaffen. Das meint zumindest John Wager von der Oregon State University im amerikanischen Corwallis, selbst ein Experte auf dem Gebiet.
Das Besondere an dem Transistor von Nomura und seinen Kollegen ist, dass er aus einem einkristallinen Material besteht, während die meisten anderen Transistoren polykristallin sind. Dadurch erreichen die Ladungsträger in dem Bauelement eine besonders hohe Beweglichkeit, denn schließlich gibt es im dem Halbleiteroxid kaum Störstellen, an denen die Elektronen streuen können. Die Ladungsträgerbeweglichkeit ist für Transistoren eine wichtige Größe, sie ist ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der Ladungstransport im Halbleiter stattfindet und bestimmt letztlich auch die Schaltzeiten der Elektronik. Hier hat der neue Transistor mit rund 80 Quadratzentimetern pro Volt und Sekunde deutlich die Nase vorn. Andere Oxidtransistoren kommen gerade mal auf 2,5 Quadratzentimeter pro Volt und Sekunde.
Laut Wager ist diese Leistung zwar durchaus beeindruckend, schießt jedoch bei vielen Anwendungen über das Ziel hinaus. So wäre für die weit verbreiteten Aktiv-Matrix-LCD – fast jeder moderne Flachbildschirm setzt auf diese Technik – die langsamere Alternative durchaus ausreichend. Nicht zuletzt dürfte der Preis entscheiden, machbar scheint nun jedenfalls vieles. Oder wie Wager meint: "Im Bereich der transparenten Elektronik sind die Grenzen des Möglichen kaum noch zu sehen – schließlich sind die Bestandteile unsichtbar!"
Denn transparente Elektronik ist für passive – also nicht steuernde Belange – schon längst gang und gäbe. In jedem Flachbildschirm stecken beispielsweise für das Auge unsichtbar Leiterbahnen aus Indium-Zinn-Oxid oder kurz ITO, die dafür sorgen, dass die Bildpunkte zum richtigen Zeitpunkt an der richtigen Stelle aufleuchten. Einzig an aktiver Elektronik mangelt es noch ein wenig.
Mit einem neuen transparenten Transistor aus einem Halbleiteroxid sorgen nun Kenji Nomura von Japan Science and Technology in Kawasaki und sein Team für Nachschub. Zwar handelt es sich nicht um das erste derartige Bauelement, zudem ist es aufwändig in der Herstellung und manches Konkurrenzprodukt weist sogar bessere elektronische Eigenschaften auf, aber der Transistor aus InGaO3(ZnO)5 scheint zumindest für manche High-End-Produkte, Projektionsanzeigen der nächsten Generation beispielsweise, wie geschaffen. Das meint zumindest John Wager von der Oregon State University im amerikanischen Corwallis, selbst ein Experte auf dem Gebiet.
Das Besondere an dem Transistor von Nomura und seinen Kollegen ist, dass er aus einem einkristallinen Material besteht, während die meisten anderen Transistoren polykristallin sind. Dadurch erreichen die Ladungsträger in dem Bauelement eine besonders hohe Beweglichkeit, denn schließlich gibt es im dem Halbleiteroxid kaum Störstellen, an denen die Elektronen streuen können. Die Ladungsträgerbeweglichkeit ist für Transistoren eine wichtige Größe, sie ist ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der Ladungstransport im Halbleiter stattfindet und bestimmt letztlich auch die Schaltzeiten der Elektronik. Hier hat der neue Transistor mit rund 80 Quadratzentimetern pro Volt und Sekunde deutlich die Nase vorn. Andere Oxidtransistoren kommen gerade mal auf 2,5 Quadratzentimeter pro Volt und Sekunde.
Laut Wager ist diese Leistung zwar durchaus beeindruckend, schießt jedoch bei vielen Anwendungen über das Ziel hinaus. So wäre für die weit verbreiteten Aktiv-Matrix-LCD – fast jeder moderne Flachbildschirm setzt auf diese Technik – die langsamere Alternative durchaus ausreichend. Nicht zuletzt dürfte der Preis entscheiden, machbar scheint nun jedenfalls vieles. Oder wie Wager meint: "Im Bereich der transparenten Elektronik sind die Grenzen des Möglichen kaum noch zu sehen – schließlich sind die Bestandteile unsichtbar!"
Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.