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Neue IBM-Technologie soll LCD-Fertigungskosten senken

"Atomic Beam Alignment" senkt Kosten und verbessert Display-Qualität

IBM-Forscher haben eine neue Fertigungsmethode für LCDs entwickelt, mit der Flüssigkristall-Moleküle - anders als bisher - kontaktlos ausgerichtet werden können. Damit sollen sich nicht nur die Bildqualität und der Betrachtungswinkel verbessern, sondern Hersteller auch Millionen von Dollar sparen können.

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Die neue, Atomic Beam Alignment getaufte Methode nutzt Ionenstrahlen - elektrisch aufgeladene Atome - um die Flüssigkristall-Moleküle im Flachbildschirm auszurichten. Eine homogene Ausrichtung der Flüssigkristall-Moleküle ist nötig, damit sie einheitlich angesprochen werden können. Ohne die Ausrichtung ist ein Display nutzlos.

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Bisher erfolgt die Ausrichtung durch Reiben eines Polymer-Substrats mit Samt, auf das anschließend Flüssigkristalle aufgebracht werden, deren Moleküle sich entsprechend der Reibe-Richtung ausrichten. Mit der neuen Methode entfällt diese seit etwa 20 Jahren genutzte, fehleranfällige Fertigungstechnik, deren Wirkungsweise noch immer nicht ganz verstanden sei.

IBM setzt beim Atomic Beam Alignment nicht mehr auf ein Polymer-Substrat, sondern auf eine dünne Schicht diamant-ähnlichen Kohlenstoffs. Auf diese Basis werden Atome bei einem bestimmten Winkel aus einer Ionen-Kanone geschossen, so dass die an der Oberfläche zur Seite geschobenen Kohlenstoff-Atome Reihen bilden. An diese atomgroßen Reihen lagern sich die anschließend aufgebrachten Flüssigkristall-Moleküle an - jedes Ende des Moleküls an ein freigelegtes Kohlenstoff-Atom. Damit richten sich die Flüssigkristalle von selbst entlang den Reihen aus.

"Der Austausch des Reibe-Prozesses war der Heilige Gral der Flachbildschirm-Herstellung", so Praveen Chaudhari, führende Wissenschaftlerin des Projekts bei IBM Research, in einer Pressemitteilung. "Display-Hersteller haben uns erklärt, dass es für die Verbesserung ihres Geschäfts am wichtigsten wäre, wenn die Wissenschaft eine kontaktfreie Methode zur Ausrichtung der Flüssigkristalle entwickeln würde. Wenn unser Prozess erfolgreich in die Fertigung integriert wurde, wird es eine neue Generation von höherwertigen und billigeren Displays geben."

IBM erwägt, den patentierten Prozess an andere Flachbildschirm-Hersteller zu lizenzieren. Selber will das Unternehmen seine bisher zur Entwicklung der neuen Fertigungstechnologie genutzte Fertigungsanlage bis Ende des Jahres in eine volle Produktionslinie umgewandelt haben. Ab 2002 darf man dann wohl mit einem weiteren Preisrutsch bei den digitalen Flachbildschirmen rechnen.

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