Sauberes Herstellungsverfahren für Flüssigkristall-Bildschirme entwickelt

Tief innerhalb der LCD-Fabriken kontrolliert ein alter, mysteriöser und dreckiger Prozess die Ausrichtung der einzelnen Kristalle So beschreibt Jos van Haaren, Monitor-Experte in den Philips Research Laboratories im niederländischen Eindhoven, das bisherige Vorgehen, dessen Grundlage in das Jahr 1925 zurückreicht. Dabei bringt eine mit Samt bezogene Rolle die langkettigen Moleküle eines Kunststofffilms möglichst exakt in die Position, in der sie die später aufgetragenen Flüssigkristalle ausrichten und stabilisieren sollen. Denn die bis zu eine Million einzelnen Bildpunkte auf einem Liquid-crystal-display (LCD) steuern nur dann die Bildpunkte auf dem Bildschirm wie gewünscht, wenn sie optimal zu dem einfallenden polarisierten Licht ausgerichtet sind.

Eingeklemmt zwischen zwei durchsichtigen Elektrodenplatten in einem schmalen Raum von nur fünf Millionstel Meter Dicke lassen sie je nach Position einen Lichtstrahl durch (weißer Bildpunkt) oder versperren diesem den Weg (schwarzer Bildpunkt). Der natürliche Farbeindruck wird durch eng nebeneinander liegende rote, grüne und blaue Filter erzeugt. Im Betrieb ist für die elektronische Steuerung jedes einzelnen Flüssigkristalls einer von Tausenden von Transistoren verantwortlich.

Die IBM-Wissenschaftler haben nun das Stützgerüst aus Kunststoff durch diamant-ähnliche Kohlenstoffmoleküle ersetzt. Diese lassen sich durch einen schwachen Strahl aus Argon-Edelgas-Ionen ohne direkten Kontakt und nahezu ohne Fehlstellen gezielt ausrichten. Von der Bildqualität und Lichtstärke ist der erste Prototyp eines Laptop-Displays vergleichbar mit herkömmlichen Bildschirmen.

“In wenigen Jahren kommt dieser Mechanismus in die Fabriken”, beurteilt IBM-Forscher Praveen Chaudhari das Potenzial seiner Technologie. Da damit die altertümlich anmutende Samtrolle ersetzt werden kann, könnte erstmals der komplette Produktionsablauf unter absolut staubfreien Reinraumbedingungen ablaufen und die kostspielige Ausschussrate dramatisch senken. LCDs würden damit nicht nur einen Bruchteil der heutigen Preise kosten, sie könnten auch in großen Formaten oberhalb der Ein-Meter-Diagonalen produziert werden.