Erstes Active-Matrix-Display mit Nanodrähten

Forscher sehen Nanotechnologie auf gutem Weg zur Kommerzialisierung

Forscher von einigen US-Universitäten haben gemeinsam das laut eigenen Angaben erste Aktivmatrix-Display (engl. Active Matrix), genauer gesagt ein OLED-Display, auf Basis von Nanodrähten (engl. "Nanowire") entwickelt. Bis mit der neuen Klasse von transparenten Transistoren und Schaltkreisen elektronisches Papier, flexible Farbmonitore und Head-up-Displays in Windschutzscheiben von Autos hergestellt werden können, sind noch weitere Schritte nötig - dass es machbar ist, wollen die Forscher aber nun bewiesen haben.

Die Transistoren im etwa fingernagelgroßen Display der Forscher bestehen aus bis zu 20 nm dünnen Nanodrähten, kleinen zylindrischen Strukturen, die auf Glas oder flexibles Dünnfilm-Plastik aufgetragen werden. Die resultierenden Nanodraht-Transistoren bestehen aus einem transparenten Halbleiter namens Indiumoxid (engl. "Indium Oxide"), das in künftigen transparenten Schaltkreisen Silizium ablösen könnte.

Die organischen Leuchtdioden (OLEDs) im Display bestehen aus den Transistoren, Elektroden aus Indiumzinnoxid (engl. "Indium Tin Oxide") und Plastikkondensatoren, die Energie speichern. Alle Materialien sind so lange transparent, bis sie aktiviert sind und zu leuchten anfangen. Die Helligkeit der demonstrierten Nanodraht-OLEDs soll im Schnitt bei über 300 Candela/m2 liegen und erreicht damit laut den Forschern noch nicht ganz die Leuchtstärke von handelsüblichen LCD-Fernsehern (400 - 500 Candela/m2).

Während herkömmliche OLEDs bzw. Aktivmatrix-Displays jedoch die Ansteuerung der einzelnen Pixel erlauben, ist das bei dem Nanotechnologie-Display des Forscherteams noch nicht möglich. Stattdessen lässt sich derzeit damit nur eine ganze Pixelreihe auf einmal ansprechen. Die Forscher wollen dieses Problem als Nächstes lösen und in Zukunft einzelne OLEDs auch so ansteuern, dass Bilder generiert werden können.

Einer der beteiligten Forscher ist David Janes vom Birck Nanotechnology Center der Purdue University und Professor an deren "School of Electrical and Computer Engineering". Janes zufolge kann das - wenn auch nur eingeschränkt - funktionierende Nanotechnologie-Display das praktische Potenzial von Nanodraht-Transistoren in Displays und für andere Anwendungsgebiete aufzeigen. Für die Forscher ist das ein wichtiger Schritt.

"Wir haben gezeigt, wie sich Nanodraht-Elektronik bei Raumtemperatur in einem simplen Prozess fertigen lässt, der für kommerzielle Produktion geeignet sein könnte", so der Materialwissenschaftler und Chemieprofessor Tobin J. Marks vom Weinberg College of Arts and Sciences der Northwestern University. Die Produktionstechnik könnte Marks zufolge auch für die günstige Massenproduktion von hochauflösenden Displays für verschiedene Anwendungsbereiche genutzt werden.

Die Forscher wollen auch in der Lage sein, OLEDs in richtigen Größen für kommerzielle Displays zu fertigen. Mit 176 x 54 Mikrometern wären die organischen Leuchtdioden ideal als Pixel für Handys, PDAs und andere tragbare Geräte.

Die Forschungsergebnisse des Projekts werden in der April-2008-Ausgabe des Wissenschaftsjournals "Nano Letters" veröffentlicht. Geschrieben wurde der Bericht von Forschern der Purdue, der Northwestern University und der University of Southern California. Finanziert wurde die Forschung von der NASA durch deren Institute for Nanoelectronics and Computing.