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Stuttgarter unikurier Nr. 93 April 2004
Forschungsverbund für neue organische Flachbildschirme:
Die Matrix kommt aus Stuttgart

Flachbildschirme sind auf dem besten Wege, die gute alte Braunsche Fernsehröhre nicht nur am Arbeitsplatz, sondern allmählich auch in den Wohnzimmern zu ersetzen. Doch während der Siegeszug der aktuellen Flachbildschirme - diese basieren meist auf dem Einsatz von Flüssigkristallen (Liquid Cristal Display, LCD) - noch anhält, wird in den Forschungslaboren der Universitäten und Firmen bereits an der nächsten Generation der Bildschirme gearbeitet.
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Querschnitt durch den Schichtstapel eines Aktiv-Matrix OLED Bildschirms. (Grafik: Institut)
OLED heißt das Kürzel, nach dem die Käufer der Zukunft fragen werden. Die neue Technologie basiert auf selbstleuchtenden organischen Substanzen (Organic Light Emitting Diode - OLED), deren Eigenschaften erst vor wenigen Jahren entdeckt wurden. Der Wettlauf um die kostengünstigsten Herstellungsverfahren ist in vollem Gange und auch Deutschland hat seinen Hut in den Ring geworfen. Zum April des vergangenen Jahres startete ein Forschungsverbund unter Beteiligung des Lehrstuhls für Bildschirmtechnik der Universität Stuttgart, Einrichtungen der Universität Dresden, der Fraunhofergesellschaft sowie mehrerer Firmen unter der Koordination durch die Deutsche Thomson Brandt GmbH. Der Forschungsverbund mit einem Gesamtbudget von 10,6 Millionen Euro wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit, das Land Sachsen sowie das Ministerium für Wissenschaft und Kunst Baden-Württemberg gefördert.

Leuchtende Farben

Die neue OLED-Technologie weist gegenüber der bisherigen LCD-Technologie zahlreiche Vorteile auf. Die Farben leuchten intensiver, der Bildschirm ist auch von der Seite einsehbar, er ist wesentlich dünner und kann sogar gebogen werden. Und nicht zuletzt ist der Strombedarf geringer, da die bei LCDs benötigte Hintergrundbeleuchtung wegen des Einsatzes selbstleuchtender Polymere entfällt. Bisher sind jedoch nur kleine Bildschirme mit relativ geringer Auflösung herstellbar, da die für hochauflösende OLED-Bildschirme zwingend erforderliche stromtreibende Aktiv-Matrix-Adressierung noch nicht ausreichend entwickelt ist.

Labor für Bildschirmtechnik

Und genau auf diesem Feld besitzt das Stuttgarter Labor für Bildschirmtechnik ausgewiesene Kompetenzen, die in den Forschungsverbund einfließen werden. In Stuttgart wird der Herstellungsprozess für die Dünnschichttransistoren (Thin Film Transistor, TFT) sowie die darauf aufbauende, die Bildpunkte steuernde Aktiv-Matrix-Struktur entwickelt und eine Kleinserie der Aktiv-Matrix Substrate für die spätere OLED Beschichtung bei den Projektpartnern hergestellt.

Die Matrix

Jeder Aktiv-Matrix Bildschirm enthält eine aus Dünnschichttransistoren bestehende matrixförmige Ansteuerung, die ein darüber aufgebrachtes opto-elektronisches Material anspricht. Bei einem TFT-LCD ermöglicht ein in jedem Bildpunkt realisierter Schalttransistor die Kontrolle der an den jeweiligen Bildpunkten anliegenden Spannung, was die Stellung der Flüssigkristallmoleküle und damit das Durchscheinen des von der intensiven Hintergrundbeleuchtung kommenden Lichtes regelt. Im Gegensatz dazu ist die von OLEDs erzeugte Leuchtdichte proportional zum durch das OLED-Element fließenden Strom, was eine erheblich aufwendigere Bildpunktschaltung mit bis zu vier Dünnschichttransistoren pro Bildpunkt erfordert.

Neue Ansteuerung

Eines der Ziele am Labor für Bildschirmtechnik besteht nun darin, TFT-Prozesse für eine großflächige Aktiv-Matrix Ansteuerung zu entwickeln, die durch Langzeitstabilität, günstige Sperrstromeigenschaften und einfache Realisierung gekennzeichnet sind. Besondere Bedeutung kommt dabei der Kompensation der immer wieder auftretenden Schwankungen in der Bildhelligkeit zu. Die Schwankungen sollen durch ein neuartiges Konzept zur Ansteuerung der Bildpunkte vermieden werden. Im Rahmen der bisherigen Arbeiten wurde bereits der am Lehrstuhl vorhandene Großflächenimplanter an die Anforderungen des neuen Prozesses angepasst.

Wachstumsmarkt

Die Wissenschaftler arbeiten hier auf einem sehr anwendungsnahen Gebiet, auf dem bereits heute mit allerdings noch kleinen Displays erste Umsätze erzielt werden. Die OLED Technologie gilt als einer der wichtigsten Wachstumsmärkte der Halbleitertechnologie. Mit einer Massenproduktion wird allerdings erst ab 2007 gerechnet; zwischen zwei und drei Milliarden Euro, so schätzt die Branche heute, werden dann bereits umgesetzt. eng

Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Norbert Frühauf,

Lehrstuhl für Bildschirmtechnik

Tel. 0711/685-6922,

Fax 0711/685-6924,

e-mail: norbert.fruehauf@lfb.uni-stuttgart.de, http://www.lfb.uni-stuttgart.de/

 


Ausgezeichnete Forschung

Dass an der Universität Stuttgart ausgezeichnete Forschung betrieben wird, wurde der Universität in der jüngsten Vergangenheit mehr als nur einmal bescheinigt. Die Forschungsrankings der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Humboldt-Stiftung führen die Uni Stuttgart auf den vordersten Plätzen. Und zuletzt wurden gleich drei renommierte Forschungspreise an Wissenschaftler der Uni Stuttgart vergeben. Mit dem Werner-von-Siemens-Ring wurde das international beachtete Lebenswerk des Bauingenieurs Prof. Jörg Schlaich geehrt. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft verlieh den höchst dotierten deutschen Förderpreis, den Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis, an den Stuttgarter Spezialisten der System- und Regelungstheorie Prof. Frank Allgöwer. Und im Januar konnte der Physiker Prof. Martin Dressel aus den Händen des Wissenschaftsministers den Landesforschungspreis entgegennehmen. (Zu den Auszeichnungen im einzelnen siehe auch die Rubriken Personalia sowie Nachrichten und Berichte). eng
 

 
 


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Pressestelle der Universität Stuttgart

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