Technik
Nanoröhrchen bringen Bildschirme zum Leuchten
Feld-Emissions-Displays können stromsparend ohne Hintergrundbeleuchtung betrieben werden
Berlin - Materialtechniker des Berliner
Hahn-Meitner-Instituts
haben den Grundstein zu
neuartigen Flachbildschirmen gelegt, die im Vergleich zu herkömmlichen
LCD-Displays weniger Strom verbrauchen, einen größeren seitlichen
Betrachtungswinkel erlauben und in der Herstellung billiger sind.
Diese so genannten Feld-Emissions-Displays (FED) arbeiten mit aktiv
leuchtenden Bildpunkten und können daher stromsparend ohne
Hintergrundbeleuchtung betrieben werden. Dabei wird jedes aufleuchtende
Farbpixel des Monitors von einem separaten Elektronenstrahl angeregt. Um
die Megapixel der Flachbildschirme einzeln anzusprechen, verwendet man wie
bei den LCD ein feines Gitternetz aus gekreuzten elektrischen
Leitungsbahnen. Die größte Schwierigkeit beim Feld-Emissions-Verfahren lag
bislang in der Herstellung geeigneter Kathodenplatten, auf denen elektrisch
aktive und isolierende Zonen fein genug verteilt sind, um das Farbmuster des
Bildschirms pixelgenau anzusprechen. Eine Möglichkeit hierfür sind
mikroskopisch kleine Entladungsspitzen, die durch Prägemasken
lithographisch abgeformt werden.
Eine weniger aufwendige Alternative haben nun die Berliner Materialforscher
vorgestellt. Bei der Bestrahlung einer Diamant-ähnlichen Kohlenstoffstruktur
mit energiereichen Ionen entstehen in der nicht-leitenden Matrix graphitische
Nanoröhrchen, die elektrisch leitfähig sind. Die Methode nutzt dabei das
Phänomen, dass Kohlenstoff je nach seiner atomaren Struktur sowohl ein
elektrischer Isolator (Diamant) wie ein elektrischer Leiter (Graphit) sein kann.
Die Umwandlung der diamantähnlichen Struktur entlang der Ionenspur
geschieht durch "Aufschmelzen" des Materials aufgrund der hohen
Energieübertragung und der anschließenden Erstarrung in einer graphitischen
Struktur. Gegenüber einer lithographisch erzeugten Kathodenschicht sind die
nach dem neuen Verfahren erzeugten Kathodenplatten nicht nur billiger, die
Strom leitenden Stellen haben auch eine höhere Lebensdauer.
Für ihre Forschungen haben das Team um Alois Weidinger den von IBM
Deutschland gestifteten und mit 10.000 DM dotierten
Technologie-Transfer-Preis 2000 erhalten. In Zusammenarbeit mit der
Industrie sollen nun die Voraussetzungen für die großtechnischen Fertigung
geklärt werden. (pte)