Aufmalbare Displays
Neues Herstellungsverfahren für LCDs
Die neue Methode, vorgestellt in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsjournals Nature, ebnet den Weg zu billigeren und vielseitig einsetzbaren LCDs (liquid crystal displays, Deutsch: Flüssigkristalldisplays) in der Zukunft.
Roel Penterman, Stephen I. Klink, Henk de Koning, Giovanni Nisato und Dirk J. Broer von den Philips Research Laboratories im holländischen Eindhoven und von der Eindhoven University of Technology entwickelten ein Verfahren, um beschichteten Film in eine polymerbeschichteten LCD zu transformieren. Sie verfolgten systematisch den Ansatz, die Displays kostengünstiger und vielseitiger einsetzbar zu gestalten. In ihrem Artikel schreiben die Forscher dazu:
Datenvisualisierung spielt eine entscheidende Rolle in unserer Gesellschaft, wie man an den vielen Displays sieht, die uns umgeben. In der Zukunft wird es wahrscheinlich noch viel mehr Displays geben, von bilderzeugenden Wandbehängen bis zu in Kleidung integrierten Daten-Displays. Flüssigkristalldisplays (LCDs) sind die Basis der meisten zurzeit auf dem Markt befindlichen Flachbildschirme."
Bisher werden für LCDs spezielle Flüssigkeitskristalle fest zwischen zwei Glasscheiben eingebettet. Mithilfe einer Hintergrundbeleuchtung und von Polarisationsfiltern bestimmt das elektrische Feld die Ausrichtung der Kristalle; das heißt elektrisch gesteuert, wird mehr oder weniger Licht durchgelassen und ein entsprechendes Bild auf dem Display erzeugt. Für Computermonitore müssen einzelne Pixel ansteuerbar sein. Farbige Bilder werden mit Farbfiltern erzeugt. In TFT-Displays (Thin Film Transistor) werden Dünnfilmtransistoren verwendet, die die LCD-Zellen aktiv ansteuern (Vgl. sehr gut verständliche Erklärung zu LCDs und TFTs)
Schon seit einiger Zeit gibt es Ansätze zur Entwicklung von stabileren, flexibleren und dünneren Strukturen für LCDs, wobei das Glas durch Kunststoff ersetzt wird. Ist das Material dünn und biegsam, sind dann sogar rollbare LCDs denkbar (Vgl. Sarnoff). Der Vorteil gegenüber der elektronischen Tinte (Vgl. Elektronische Tinte auf dünnen Plastikdisplays) liegt in der kürzeren Schaltfrequenz, die es möglich macht, auch bewegte Bilder abzuspielen.
Die Innovation der Gruppe um Broer besteht aus der Öffnung der klassischen "Sandwich-Struktur", d.h. der festen Einbettung der Kristalle zwischen zwei Glasscheiben hin zu einer offenen Lagenstruktur. Die Flüssigkristalle werden in ein Polymermaterial eingebracht, das als Schicht aufgetragen wird. Die Schicht wird dann ultraviolettem Licht ausgesetzt, das die Mischung dazu bringt, sich aufzuspalten. In mehreren Arbeits-Stufen ist schließlich die Formung von Zellen möglich, in denen sich die Kristalle innerhalb jeder Zelle in einer Schicht im unteren Bereich und die Polymere in einer Schicht im oberen Bereich anordnen. Der LCD kann mit dieser so genannten PES-Technologie (Photo-Enforced-Stratification) leichter, dünner, billiger und dünner als ein Millimeter hergestellt werden.
Noch ist das Verfahren nicht geeignet für die industrielle Produktion, aber wie Peter Raynes von der englischen University of Oxford in seinem begeleitenden News-and-Views-Artikel fest stellt, ist es ein vielversprechender Schritt in Richtung von Displays, die eines Tages auf verschiedenste Materialien "aufgemalt" oder appliziert werden können. Peter Raynes sieht bis zur Industriereife noch eine Reihe von Hürden, aber am Ende ist er überzeugt: "Wir könne uns auf den Tag freuen, an dem wir fähig sein werden, Displays auf fast Allem anzubringen."
Der Markt für LCD umfasst viele Anwendungsmöglichkeiten von Uhren, Taschenrechnern, Mobiltelefonen bis zu Fernsehern und Computermonitoren. Im Jahr 2000 hatte dieser Industriebereich einen Wert von 20 Milliarden Dollar, und obwohl auch die Display-Firmen in der Krise sind (Vgl. Sharp macht 71 Prozent weniger Profit) lautet die Prognose insgesamt: Tendenz steigend.
Videos von Philips zur neuen Technik online hier