14.07.2005

Bildschirm aus Nanoröhrchen

Physik Journal – Der Prototyp eines Feldemissionsdisplays nutzt den Strom wesentlich effizienter als gängige LC-Monitore.


Bildschirm aus Nanoröhrchen

Physik Journal – Der Prototyp eines Feldemissionsdisplays nutzt den Strom wesentlich effizienter als gängige Flüssigkristallmonitore.

Der nur knapp drei Millimeter dicke Prototyp eines Feldemissionsdisplays verbraucht weniger als die Hälfte des Stromes, den gängige Flüssigkristallmonitore benötigen. Mit einer Bildschirmdiagonale von rund zwölf Zentimetern besitzt der Bildschirm-Prototyp von Motorola zwar nur eine magere Auflösung von etwa 160 mal 90 Bildpunkten. Die Schaltgeschwindigkeit von 60 Hertz ist jedoch bereits videotauglich. Zudem sei, so Motorola, ein grundlegendes Problem zur luftdichten Einkapselung der bildaktiven Schicht gelöst worden, sodass es nur vom Willen der Lizenznehmer abhänge, wann Nanoröhrchen-Bildschirme auf den Markt kommen.

Dieser Prototyp eines Displays auf Basis von Nanoröhrchen hat eine Bilddiagonale von 5 Zoll. (Foto: Motorola)

Vereinfacht kann man sich die stromleitenden, mehrwandigen Kohlenstoff-Röhrchen als winzige Elektronenkanonen vorstellen. Wird an diese Hohlkörper eine Spannung von wenigen Volt angelegt, senden sie Elektronen aus, die auf eine Phosphorschicht treffen. Je nach chemischer Zusammensetzung können damit farbige Pixel in rot, grün und blau erzeugt werden. Die nur wenige Nanometer dicken Röhrchen lassen sich in großen Mengen kontrolliert in einer heißen Gasphase aus Methan, Ethan und Zusätzen aus Edelgasen züchten. Je nach Randbedingungen setzen sich einzelne Kohlenstoffatome ausgehend von einem wenige Nanometer kleinen Metallpartikel (Eisen, Nickel) als Wachstumskeim zu den Röhrchen zusammen. Das Ergebnis lässt sich mit einem englischen Rasen vergleichen, bei dem alle Halme senkrecht stehen und exakt parallel zueinander aufgereiht sind. Für jeden einzelnen Bildpunkt senden dann Tausende dieser Röhrchen ihre Elektronen auf die jeweiligen Phosphorverbindungen.

Nach Abschätzungen von Motorola würde ein 42-Zoll-Monitor nur 75 Watt verbrauchen – im Vergleich zu 180 Watt eines derzeitigen LCD. In Fachkreisen werden die möglichen Kosten für einen 40-Zoll-Flachbildschirm mit Nanoröhrchen wegen der günstigen Herstellungsweise auf unter 400 US-Dollar geschätzt.

Jan Oliver Löfken

Quelle: Physik Journal, Juli 2005

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