Neues Verfahren zur Herstellung von Flüssigkristallanzeigen
Wissenschaftler haben eine Möglichkeit entwickelt, die Flüssigkristalle kontaktlos auszurichten und damit die Produktionskosten zu senken.
Eine Million Bildpunkte und mehr müssen in einem modernen LCD-Bildschirm möglichst genau zu den Polarisationsfiltern ausgerichtet werden, um ein scharfes Bild zu gewährleisten. Nicht zuletzt durch das altmodisch anmutende Verfahren der Molekülausrichtung ist die Produktion extrem fehleranfällig und die Ausschussrate enorm.
Praveen Chaudhari vom IBM Watson Research Center und seine Co-Autoren berichten in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Nature von einem neuen Herstellungsverfahren, das die Ausrichtung der einzelnen Flüssigkristalle ohne Berührung der Oberfläche erlaubt. Flüssigkristallanzeigen, umgangssprachlich meist nach dem englischen Kürzel LCD (liquid-crystal display) genannt, müssen in möglichst klinisch sauberen Umgebungen mit Hilfe von robotergesteuerten Prozessen hergestellt werden. Flüssigkristalle sind einzigartig, denn sie nehmen eine Stellung zwischen flüssiger und fester Materie ein. Sie sind zwar nicht wie herkömmliche Kristalle dreidimensional periodisch angeordnet, aber auch nicht isotrop wie Flüssigkeiten. Die Anordnung der Moleküle ist in bestimmten Richtungen durch ein Regelmaß festgelegt, in anderen Richtungen jedoch beweglich. Dadurch haben sie bemerkenswerte und technologisch verwertbare Eigenschaften.
Chaudhari und Co. wollen mit einem Ionenstrahl die Kristalle kontaktlos ausrichten und damit eine sowohl von Staub wie Fusseln freie Arbeitsumgebung ermöglichen. Zudem wird die Polymerschicht durch eine Diamant-ähnliche-Schicht (DLC) ersetzt. DLCs haben herausragende Eigenschaften wie hohen elektrischen Widerstand, große Härte, gute Wärmeleitfähigkeit und niedrigen Reibungskoeffizient. Deshalb eignen sie sich besonders gut als Schutz- und Wärmeleitschichten auf Halbleitern und verschiedenen anderen Materialien.
Das Zusammenspiel von DLC und Ionenstrahl garantiert bei dem neuen Verfahren, dass die Fehler- und Ausschussquote in der Flüssigkristallanzeigen-Produktion entscheidend gesenkt werden könnte. Die Wissenschaftler hoffen, große Flachbildschirme damit einfacher produzieren und für den Endverbraucher günstiger herstellen zu können. (Andrea Naica-Loebell)
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