Plastik auf dem Vormarsch 12.11.1999, 17:23 Uhr

Plastikdisplays – Europas Chance

Die Elektrolumineszenz einiger organischer Materialien verspricht große, biegsame, kostengünstige, selbstleuchtende Anzeigen und Bildschirme aus Kunststoff. Die ersten Anwendungen werden in Kürze den Konsumenten erreichen.

Die anorganischen Elektrolumineszenz-Displays (ELDs), wie sie an den Einstiegstüren der ICEs Fahrtgeschwindigkeit und Ankunftszeit im nächsten Bahnhof anzeigen, haben auf dem Markt nie richtig Fuß fassen können. Dagegen sagen die Auguren den organischen Leuchtemissions-Displays (Oleds) eine leuchtende Zukunft voraus. Obwohl die ersten Anwendungen gegenwärtig kaum dem Labor entwachsen sind, rechnen die Marktforscher heute schon mit einem Volumen von rund 600 Mio. DM für das Jahr 2004.

Leuchtdichte entspricht der von Kathodenstrahlröhren

Obwohl sie in Funktionsweise und Aufbau den ELDs ähneln, weisen sie diesen gegenüber doch eine Reihe von Vorteilen auf: Sie sind großflächig prozessierbar, können kostengünstig auf Glas- oder flexiblen Foliensubstraten aufgebracht werden und kommen statt mit hundert nur mit einigen Volt Ansteuerungsspannung aus. Die Leuchtdichte erreicht bereits die von Kathodenstrahlmonitoren, und selbst voll tageslichttaugliche Displays erscheinen mit Oleds realisierbar hinsichtlich der Farbemission lassen sich heute schon die Anforderungen des amerikanischen NTSC-Standards erfüllen, und auch die nachgewiesene Lebensdauer von mehr als 20 000 Stunden übertreffen mittlerweile die Anforderungen der meisten Anwendungen.
Kaum erstaunlich daher, dass inzwischen viele Fachleute davon ausgehen, dass die Oleds über kurz oder lang neben den ELDs nicht nur weitere Nischentechnologien wie die Vakuumfluoreszenz- und Leuchtdiodendisplays verdrängen, sondern auch den Flüssigkristall-Bildschirmen und -Anzeigen (LCDs) – auf die heute 86 % des weltweiten Flachdisplayabsatzes entfallen – wesentliche Marktanteile abnehmen werden. Denn im Unterschied zu den dominierenden LCDs sind Oleds selbstleuchtend und kommen somit ohne platzraubende Hinterleuchtung aus sie sind selbst unter großem Betrachtungswinkel noch gut lesbar, zeichnen sich durch kurze Ansprechzeiten aus und sind daher voll videofähig.
Je nach den eingesetzten Ausgangsmaterialien unterscheidet man zwei Typen organischer Leuchtdioden. Der eine ist aus niedermolekularen Verbindungen Aluminiumchinolat (Alq) oder Metall-Chelat-Komplexen aufgebaut, während der andere aktive Schichten aus Polymeren, wie z. B. Poly-Phenylen-Vinyl (PPV), verwendet. Entsprechend unterschiedlich sind die Herstellungsverfahren.
Am Imec in Leuven hat eine Arbeitsgruppe sogar die Vorteile beider Herstellungsverfahren erfolgreich verbinden können, indem sie die niedermolekularen Aktivschicht-Materialien in eine inaktive Polymermatrix einbettete und diese dann im Spin-Coating auf das Substrat aufbrachte. Die Kombination einer blau und einer orange emittierenden Schicht zu einem auf diese Weise hergestellten Oled ergab eine lichtstarke Weißlichtquelle mit einer Leuchtdichte von 1500 cd/m2.
Trotz der Unterschiede in Material und Herstellung ist die Funktionsweise beider Typen im Wesentlichen identisch: Das Anlegen einer Spannung von einigen Volt injiziert positive und negative Ladungsträger in die organische Schicht, die sich aufgrund des elektrischen Feldes zur jeweils gegenüberliegenden Elektrode bewegen und beim Zusammentreffen eines Elektron-Loch-Paars unter Rekombination Licht emittieren, dessen Wellenlänge von der Bindungsenergie in dem verwendeten Material abhängt.

Foliendisplay in die Chipkarte integrieren

Ein attraktives Einsatzfeld für die flexiblen Foliendisplays sind Kleinanzeigen für den Geldspeicher auf Chipkarten, für die Giesecke&Devrient, Siemens, Covion und Varta in einem vom BMBF geförderten Verbundprojekt bereits Prototypen hergestellt haben – wenn künftig auch nur ein geringer Teil der vier bis sechs Milliarden Chipkarten damit ausgestattet wird, die bis zum Jahr 2004 in Umlauf kommen werden, dann eröffnet sich in diesem Bereich ein enormes Absatzpotential. Indessen hat die Firma Pioneer bereits angekündigt, einige Autoradio-Modelle, von denen monatlich rund 7000 Stück produziert werden sollen, mit einem 8,9 x 2,1 cm2 großen organischen Mehrfarbdisplay auszustatten, das auf der Basis niedermolekularer organischer Halbleiter hergestellt wird. Bei dieser Anwendung kommt den Oleds der größere Betrachtungswinkel gegenüber LCDs zugute, so dass die Anzeige aus allen Richtungen ohne Farbsprünge oder Kontrasteinbußen gut ablesbar ist.
Philips plant, demnächst im niederländischen Heerlen die Produktion von Polymer-Displays in größeren Stückzahlen aufzunehmen, beispielsweise für Kfz-Tachometer und andere kundenspezifische Anwendungen. Die Technologie hat Philips von der kalifornischen Firma Uniax lizenziert die polymeren Vorprodukte bezieht das Unternehmen von der Covion Organic Semiconductors im Industriepark Höchst bei Frankfurt, die im Frühjahr als Ausgründung mit 25 Mitarbeitern aus der Hoechst-Tochter Aventis Research & Technologies hervorging.
Eine Flachdisplay-Initiative deutscher Firmen, an der auch Covion beteiligt ist, verfolgt derzeit Pläne zum Aufbau einer Pilotfertigung für Oleds. Mit geschätzten Investitionskosten von 51 Mio. DM sind die Aufwendungen verhältnismäßig bescheiden, doch im jetzigen Stadium bieten sich noch gute Chancen, die Führung in dieser Technologie zu übernehmen. Angesichts des großen Rückstands auf dem Feld der etablierten Displaytechnologien hierzulande glaubt Karlheinz Sossenheimer, Geschäftsführer der Schott Displayglas GmbH, dass im weltweiten Wettbewerb Oleds sogar die einzige Flachdisplay-Technologie sind, „wo das Rennen noch offen ist“ – allerdings müsse man sich „ranhalten und spurten“.
RICHARD SIETMANN
Den aktuellen Kontostand auf der Geldkarte präsentiert ein kleines Foliendisplay, das in die Karte integriert ist.

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