Im niederländischen Heerlen fällt in diesen Wochen der Startschuß zum Aufbruch in technisches Neuland: Der Elektronikkonzern Philips beginnt als erstes Unternehmen der Welt mit der Fertigung von Flächenleuchtdioden aus Kunststoff. Die Schlüsselinnovation ist ein Polymer-Material, das unter Stromfluß brillant leuchtet.
“Als erstes wollen wir Handys damit ausrüsten, in den Farben bernsteingelb und grün”, sagt Jan Willem Vogel vom Philips-Geschäftsfeld Polymer-LED (Insider-Slang für: Flächenleuchtdioden aus Kunststoff). Vogel ist überzeugt: “Das wird die Lesbarkeit der Displays verbessern und die Geräte attraktiver machen.”
Als Sichtfenster von Handys dienen bislang meist Flüssigkristall-Displays, die flach und preisgünstig herstellbar, aber lichtschwach sind. Sie sollen zunächst mit millimeterdünnen Polymer-LED hinterleuchtet wer-den. In einem zweiten Schritt ist geplant, auf Flüssigkristall-Anzeigen ganz zu verzichten und nur noch Polymer-LED-Displays einzubauen.
Die Labormuster imponieren: Ziffern, Buchstaben und Symbole werden über eine Matrix aus Rückkontakten in glänzender Helligkeit und gestochen scharf angezeigt – unabhängig vom Betrachtungswinkel, was bei Flüssigkristall-Displays nicht der Fall ist und kräftig nervt.
Hinter dem Lichteffekt steckt eine neue Klasse lichtaussendender Substanzen. Ihre Namen sind Zungenbrecher – etwa Poly-Paraphenylen und Poly-Phenylen-Vinylen. Doch Dr. Hermann Schenk gehen sie nach jahrelangem Gebrauch leicht über die Lippen. Er ist Projektleiter bei der Aventis Research and Technologies in Frankfurt am Main – zusammen mit der kalifornischen Firma Uniax der Kooperationspartner von Philips.
Schenks Aventis-Team hat dem leuchtenden Material, das erstmals 1989 beschrieben wurde, die Kinderkrankheiten abtrainiert. Noch vor drei Jahren brachten es die Displays gerade mal auf zehn Minuten Betriebsdauer, bevor sie durchbrannten – heute halten sie garantiert mindestens 10000 Betriebsstunden durch.
Das chemische Bauprinzip der Lichtspender: ein langkettiges Gerüst aus Hunderten gleichartiger Bausteine, hauptsächlich aus Ringen von Kohlenstoffatomen. “Es ist eine neue Form von Halbleiter”, sagt Schenk, “mit röhrenartig ineinander verwobenen Strukturen.” Die Riesenmoleküle können frei bewegliche Ladungsträger – Elektronen und Löcher – aufnehmen. Im elektrischen Feld zwischen einer positiven und negativen Elektrode wandern sie aufeinander zu und senden beim Zusammentreffen Fluoreszenzlicht aus.
Damit das viele tausend Betriebsstunden lang geschieht, muß während des Fertigungsprozesses extreme Sauberkeit herrschen. Eingelagerte Staubpartikel würden das Produkt verderben. So betreiben die Aventis-Forscher ihre Pilotanlage, in der sie die Lichtspender kilogrammweise herstellen können, unter Reinraumbedingungen – als würden dort Computerchips erzeugt und nicht Chemikalien.
Aus der Chipherstellung rekrutiert sich auch der zentrale Fertigungsschritt: Spin coating. Dabei verteilt sich ein von oben aufgetragenes flüssiges Medium durch Drehung des Trägers um die eigene Achse gleichmäßig über dessen Oberfläche. Die Aventis-Forscher haben es geschafft, die Riesenmoleküle löslich zu machen, so daß sie per Spincoating verarbeitet werden können.
Das Ergebnis spricht für sich. Bei drei Volt Betriebsspannung schlagen die hauchdünnen Kunststoffschichten bereits die Leuchtdichte von TV-Bildröhren. Bei 4,5 Volt erstrahlen sie gar so hell wie gewöhnliche Glühlampen.
Das Potential in dieser Innovation läßt die Konkurrenz nicht ruhen. Dr. Rüdiger Müller, Geschäftsführer von Osram Opto Semiconductors: “Mit einem Ent-wicklungsprojekt in Singapur bereiten wir eine Pilotproduktion für organische Leuchtdioden vor, auf flexiblem Trägermaterial anstatt Glas.” Noch vor Ende 1999 soll die Osram-Versuchsfertigung anlaufen.
Aventis-Forscher Hermann Schenk grämt sich deswegen nicht: “Wir wollen zusammen mit unseren Partnern die ersten am Markt sein.” Auf weitere Einsatzgebiete für Polymer-LED angesprochen, entpuppt er sich als sportbegeisterter Visionär: “Stel-len Sie sich mal eine Haupttribüne im Fußballstadion vor – und Tausende von Fans mit leuchtendem Club-Abzeichen an der Jacke!”
Thorwald Ewe
