Bericht
Wie das immer so ist, wenn man der Meinung ist, dass man etwas schönes gemacht hat oder etwas, was viele Leute weiterbringen könnte, geht man her und schreibt eine wissenschaftliche Veröffentlichung, geht auf Konferenzen damit, man stellt das auch Industriepartnern vor.
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Für derlei kann Thomas Riedl sein Notebook unter den Arm klemmen und wird es auf dem Tisch vor seinen Gesprächspartnern aufklappen. Wenn er nun die Präsentationsdatei öffnet, tut er dies, um ein Display ins Display zu bekommen, denn sein aktuelles Forschungsgebiet sind neuartige Anzeigen. Er zählt auf, für welche Einsatzgebiete diese Anzeigen interessant sein könnten.
Anwendungen weitgestreut, denn solche Displays in jede Glasscheibe integrierbar. In Frontscheibe im Automobil den Fahrer versorgen mit Information, die navigations- oder sicherheitstechnischer Art sind. Der Fahrer könnte weiterhin auf die Straße gucken, nach vorne und müsste nicht mehr auf sein Kombiinstrument oder die Mittelkonsole gucken sondern könnte Blick beibehalten. [...] Da eine Reihe Überlegungen, die einen mehr von Nutzen, die anderen eher designtechnischer Art.
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So hat der Stardesigner Pininfarina für den Maserati von morgen bereits an transparente Anzeigen gedacht. Auch die Crew der Dreamwork-Studios fand sie futuristisch genug, um sie in „Minority Report“ einzubinden. Tom Cruise kommuniziert in diesem Film mit einer in einer Glasscheibe erscheinenden Person. Auf die Anzeige, an der Thomas Riedl und Hans-Hermann Johannes vom Institut für Hochfrequenztechnik der TU Braunschweig arbeiten, wird also schon gewartet. Auf Knopfdruck können der Physiker und der Chemiker in einer fast glasklaren Scheibe Symbole und Texte aufleuchten lassen.
Die Gemeinsamkeiten mit der etablierten Flüssigkristall- oder LCD-Technik reichen nicht weit über jene Äußerlichkeit hinaus, dass beide Displays flunderflach ausfallen. Was die Chemie betrifft, handelt es sich um ein komplett neuentwickeltes System. Gewöhnliche LCD-Displays enthalten unten eine Lichtquelle, dazwischen die Elektronik zum Ansprechen jedes einzelnen Bildpunktes und darüber die Flüssigkristalle. Einen wesentlichen Schritt zum transparenten Display bedeutet es schon, wenn eine der drei Schichten wegfallen kann. Nahe liegt es da, davon abzugehen, dass in der einen Schicht Licht flächig erzeugt und in der anderen punktweise wieder verschluckt wird. Bedient man sich der Leuchtdioden-Technologie, hat man Lichtquellen, die ein- und ausgeschaltet werden können und eben nur immer kleiner gebaut werden müßten. Doch stößt die Miniaturisierung bei herkömmlichen Leuchtdioden auf Grenzen. Und abgesehen davon sind die in ihnen steckenden Substanzen, etwa Gallium-Arsen-Verbindungen, nicht durchsichtig. Einen Ausweg eröffnen organische Leuchtdioden, sogenannte OLEDs.
Die anorganischen Materialien werden sicher weiterhin ihre Domäne haben. Organische hingegen können einfach in der Prozesstechnologie sein können. Man kann sie mit Druck und Vakuumtechnologien beherrschen. Sie sind vielseitig, was auch die Farbe angeht. Perspektivisch auch kostengünstig
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Die ersten Mobiltelefone und Fernseher mit OLEDs sind bereits auf dem Markt. Sie lassen sich in ultradünnen Schichten und haarspälterisch präzise auf einen Träger plazieren. Vor allem jedoch stellt ein solcher Film organischer Leuchtstoffe keine Barriere für das Licht dar. Dies ist für die TU-Forscher das zentrale Argument zugunsten der OLED-Technologie. Aber alle Fortschritte, die bei der lichterzeugenden Schicht noch erzielt werden mögen, bringen die Forscher wenig voran, wenn die Steuerungselektronik, die sich ebenfalls über die ganze Displayfläche zieht, undurchsichtig ist. Mit einer Alternative zum Silizium konventioneller LCD-Anzeigen beschäftigt sich Thomas Riedls Gruppe.
Unser Ansatz war es, diese nichtdurchsichtigen Transistoren zu ersetzen durch durchsichtige Transistoren, die auf Oxiden basieren; zum Beispiel auf Zinkoxid, auf Zinnoxid und aus Gemischen daraus. Wir haben es geschafft, Transistoren zu bauen, die 80 Prozent Durchsichtigkeit haben, die man direkt unter das anzusteuernde Pixel setzen kann, ohne dass sie den Durchblick behindern. Auf diese Art ist es uns gelungen die Voraussetzungen zu schaffen für Displays mit einer Durchsichtigkeit von etwa 70 Prozent.
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Es ist schon verblüffend, dass mit Zink-Zinn-Oxid Bauteile gefertigt werden können, für die seit der Erfindung des Transistors 1947 immer Silizium verwendet wurde. Und beim praktischen Einsatz dieser neuartigen Transistoren sieht es Thomas Riedl zufolge überhaupt nicht so aus, als stehe man mit ihnen an jenem Punkt, an dem man mit der Siliziumtechnologie 60 Jahre zuvor war.
Das erstaunliche ist, dass diese Transistoren nicht nur den Vorteil haben, dass sie durchsichtig sind und damit einen Mehrwert bringen in Vergleich zu Silizium. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie Strom ungefähr zehnmal besser transportieren können als amorphes Silizium. Es gibt Überlegungen, diese transparenten Transistoren in Bereichen einzusetzen, wo man die Transparenz gar nicht unbedingt braucht.
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Die Anzeigeelemente, welche Thomas Riedl und Hans-Hermann Johannes derzeit vorführen können, belegen allerdings nur, dass die eingeschlagene Richtung stimmt. Ein Thermometer-Symbol erscheint nicht, weil gezielt Bildpunkte zum Leuchten gebracht werden. Vielmehr hat man es mit einer Leuchtdiode dieses Umrisses zu tun. Ohne Zweifel aber wird in den nächsten Jahren Etappe für Etappe zum transparenten Display mit Megapixel-Auflösung zurückgelegt werden.