Aufrollbare Displays

Philips will großflächige, aufrollbare Displays bald im industriellen Maßstab produzieren.

Eindhoven - Nach intensiven Forschungsarbeiten über Polymerelektronik ist Philips nun in der Lage, Prototypen von ultradünnen, großflächigen, aufrollbaren Displays zu fertigen. Die Displays vereinen auf einer ultradünnen Plastikfolie die Treiberelektronik der Aktivmatrix-Displays auf Polymerbasis mit einer reflektierenden Schicht aus "elektronischer Tinte" auf der Vorderseite. Die Fachzeitschrift "Nature Materials" veröffentlicht in ihrer Februar-Ausgabe den aktuellen Stand dieser Technologie.

Leichte, großflächige Displays, die unzerbrechlich sind und, wenn sie gerade nicht benutzt werden, in ein kleinformatiges Gehäuse aufgerollt werden können, sind besonders interessant für Mobilanwendungen. Die Verfügbarkeit dieser Displays könnte z. B. die Entwicklung von elektronischen Büchern, Zeitungen und Zeitschriften erheblich beschleunigen. Bei diesen Anwendungen müssen zurzeit noch verschiedene technologische Nachteile in Kauf genommen werden, denn die Anwendungen laufen auf zerbrechlichen, schweren und sperrigen Laptops oder auf den Displays der Mobiltelefone, die klein sind und eine niedrige Auflösung haben.

Das dünnste flexible Aktiv-Matrix-Display der Welt. Die ultradünne Basisschicht mit Dünnfilmtransistoren aus organischen Materialien wurde von Philips entwickelt. Die Vorderseite besteht aus elektronischer Tinte von E-Ink. (Quelle: Philips)

Philips beabsichtigt nicht nur, den Nachweis zu erbringen, dass Displays auf Polymerbasis technisch realisierbar sind, sondern verfolgt auch das Ziel, die Entwicklung rasch voranzubringen, sodass der industriellen Massenproduktion nichts mehr im Wege steht. Zur Erreichung dieses Ziels wurde im Rahmen des Forschungsprogramms "Philips Technology Incubator" ein internes Projekt mit dem Titel "Polymer Vision" auf den Weg gebracht.

Polymer Vision beruht auf jahrelangen Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der organischen Elektronik, die unter dem Dach der Philips Forschung durchgeführt wurden. Die Entwickler konnten bereits Innovationen wie einen funktionsfähigen Schaltkreis für die Hochfrequenz-Identifizierung (Radio Frequency Identification, RFID) und ein Aktiv-Matrix-Display präsentieren. Eine Schlüsselkompetenz von Polymer Vision ist die Herstellung von robusten TFTs (thin-film transistors – Dünnfilmtransistoren) auf Polymerbasis in großen Gruppen mit fast identischen elektrischen Eigenschaften. Darüber hinaus ist es möglich, Schaltkreise zu modellieren und zu konstruieren, die sich die Eigenschaften der für elektronische Bauelemente eingesetzten organischen Materialien voll zu Nutze machen.

Auf Grund dieser Stärken war Polymer Vision in der Lage, auf der Basis von organischen Materialien Aktiv-Matrix-Displays mit einer Super-QVGA-Qualität (Quality Video Graphics Adapter) von 320 x 240 Pixeln, einer Bildschirmdiagonalen von 5 Zoll, einer Auflösung von 85 dpi und einem Biegeradius von 2 cm herzustellen. Die Displays bestehen aus einer 25 Mikrometer dicken Aktiv-Matrix-Basisschicht, die die Pixel-Steuerung in Form von Elektronikkomponenten aus Kunststoff enthält, und einer 200 Mikrometer dicken Schicht auf der Vorderseite bestehend aus 'elektronischer Tinte', die von dem Unternehmen E-Ink Corporation entwickelt wurde. Die Displays aus elektronischer Tinte sind dünn und flexibel konstruiert, denn es ist keine Ansteuerung der Zellenlücken erforderlich. Darüber hinaus eignen sich diese Displays ideal für leseintensive Anwendungen, denn sie weisen dieselbe hervorragende Lesefreundlichkeit auf wie Papier und verbrauchen sehr wenig Energie.

Das neue Display ist das dünnste und flexibelste Aktiv-Matrix-Display, das heute erhältlich ist. Mit seinen fast 80.000 Transistoren ist es außerdem noch das größte Display, bei dem organische Materialien für elektronische Bauelemente benutzt werden, und es weist den geringsten Bildpunktabstand auf, der heute realisierbar ist.

Wie in der Februar-Ausgabe von "Nature Materials" zu lesen ist, enthalten die Displays auch gut funktionierende Schieberegister als wichtiges Modul der Display-Treiber. Diese Schieberegister sind die bis heute größten Funktionsschaltungen, denen elektronische Bauelemente aus organischen Materialien zu Grunde liegen. Und was noch wichtiger ist, diese Komponenten können mit denselben Verfahren hergestellt werden, die auch für die Produktion der TFTs der Basisschicht angewandt werden. Dies ist ein wichtiger Schritt zur Erreichung des Ziels, die kompletten Display-Treiber auf demselben Substrat wie das Display herzustellen. Auf diese Weise ist es möglich, robustere und zuverlässigere Displays mit kleineren Abmessungen und weniger externen Anschlüssen zu produzieren.

Quelle: Philips

Weitere Infos:

• Originalveröffentlichung:
  Gerwin H. Gelinck, H. Edzer A. Huitema, Erik Van Veenendaal, Eugenio Cantatore, Laurens Schrijnemakers, Jan B. P. H. Van Der Putten, Tom C. T. Geuns, Monique Beenhakkers, Jacobus B. Giesbers, Bart-Hendrik Huisman, Eduard J. Meijer, Estrella Mena Benito, Fred J. Touwslager, Albert W. Marsman, Bas J. E. Van Rens und Dago M. De Leeuw, Flexible active-matrix displays and shift registers based on solution-processed organic transistors, Nature Materials (Advance Online Publication, 25. Januar 2004).
  http://dx.doi.org/doi:10.1038/nmat1061  
• Philips GmbH:
  http://www.philips.com  
• Polymer Vision:
  http://www.polymervision.com  
• E-Ink Corporation:
  http://www.eink.com