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Publikationsdatum
22. Oktober 2000
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Materialtechniker des Berliner Hahn-Meitner-Instituts haben den Grundstein zu neuartigen Flachbildschirmen gelegt, die im Vergleich zu herkömmlichen LCD-Displays weniger Strom verbrauchen, einen größeren seitlichen Betrachtungswinkel erlauben und in der Herstellung billiger sind.

Die so genannten Feld-Emissions-Displays (FED) arbeiten mit aktiv leuchtenden Bildpunkten und können daher stromsparend ohne Hintergrundbeleuchtung betrieben werden. Dabei wird jedes aufleuchtende Farbpixel des Monitors von einem separaten Elektronenstrahl angeregt. Um die Megapixel der Flachbildschirme einzeln anzusprechen, verwendet man wie bei den LCD ein feines Gitternetz aus gekreuzten elektrischen Leitungsbahnen.

Die größte Schwierigkeit beim Feld-Emissions-Verfahren lag bislang in der Herstellung geeigneter Kathodenplatten, auf denen elektrisch aktive und isolierende Zonen fein genug verteilt sind, um das Farbmuster des Bildschirms pixelgenau anzusprechen. Eine Möglichkeit hierfür sind mikroskopisch kleine Entladungsspitzen, die durch Prägemasken lithographisch abgeformt werden.

Eine weniger aufwendige Alternative haben nun die Berliner Materialforscher vorgestellt. Bei der Bestrahlung einer Diamant-ähnlichen Kohlenstoffstruktur mit energiereichen Ionen entstehen in der nicht-leitenden Matrix graphitische Nanoröhrchen, die elektrisch leitfähig sind. Die Methode nutzt dabei das Phänomen, dass Kohlenstoff je nach seiner atomaren Struktur sowohl ein elektrischer Isolator (Diamant) wie ein elektrischer Leiter (Graphit) sein kann.

Die Umwandlung der diamantähnlichen Struktur entlang der Ionenspur geschieht durch "Aufschmelzen" des Materials aufgrund der hohen Energieübertragung und der anschließenden Erstarrung in einer graphitischen Struktur. Gegenüber einer lithographisch erzeugten Kathodenschicht sind die nach dem neuen Verfahren erzeugten Kathodenplatten nicht nur billiger, die Strom leitenden Stellen haben auch eine höhere Lebensdauer.

Für ihre Forschungen haben das Team um Alois Weidinger den von IBM Deutschland gestifteten und mit 10.000 DM dotierten Technologie-Transfer-Preis 2000 erhalten. In Zusammenarbeit mit der Industrie sollen nun die Voraussetzungen für die großtechnischen Fertigung geklärt werden.

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