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Produkte & Lösungen

Welttag des Fernsehens

Atemberaubende Bildschirme

Am 21. November war Welttag des Fernsehens. Da trifft es sich gut, dass Evonik mit Halbleitern die Displays größer, die Bilder schärfer und die Geräte günstiger macht.

Sich das Spielfeld, den Lieblingsschauspieler oder die beeindrucktesten Naturlandschaften ins Wohnzimmer holen – mit einem großen Ultra-HD Fernseher kein Problem.

Da bei TV-Geräten nicht nur die Größe, sondern auch Auflösung und Preis eine wichtige Rolle spielen, hat Evonik mit iXsenic® eine Metalloxidhalbleiter-Technologie entwickelt, die die Auflösung großer Displays steigert und zugleich ihre Produktionskosten senkt.

Fernseher werden immer größer. Bildschirmdiagonalen von über anderthalb Metern sind nichts Ungewöhnliches mehr. Gleichzeitig steigt die Zahl der dargestellten Bildpunkte: Full-HD-Displays mit mehr als zwei Millionen Pixeln (Bildpunkte) beziehungsweise sechs Millionen Subpixeln für die Grundfarben Rot, Grün und Blau sind inzwischen Standard, und die Hersteller arbeiten bereits intensiv an Technologien für die vier- oder gar 16-fache Anzahl an Pixeln. Denn was nützt ein großer Fernseher ohne gestochen scharfes Bild und brillante Farben?

Zwar kleiner, aber ebenso sehr beliebt – neben klassischen Flachbildschirmen für PCs und Notebooks – sind Smartphones und Tablet-PCs. Auch sie sollen den TV-Geräten in Auflösung und Bildqualität in nichts mehr nach stehen.

Funktion von Halbleitern Dünnschichttransistoren

Den hohen Anforderungen des Zuschauers gerecht zu werden und High Definition Television (HDTV) zu ermöglichen, ist die Aufgabe von sogenannten Dünnschichttransistoren. In modernen Full- HD-Fernsehgeräten befinden sich rund sechs Millionen von ihnen. Sie steuern die einzelnen Subpixel und schalten mehrere 100 Bilder pro Sekunde, die das Auge als fließende Bewegung wahrnimmt. Das können die Dünnschichttransistoren nur deshalb, weil die Elektronen schnell genug durch die im Dünnschichttransistor integrierte Halbleiterschicht flitzen und die Signale transportieren. Je größer der Bildschirm, desto schneller müssen die Elektronen sein, um eine hohe Auflösung zu gewährleisten.

An diesem Punkt steht die Display-Industrie vor großen technologischen Herausforderungen. Denn das bisher als Halbleiter eingesetzte amorphe Silizium stößt bei großen Displays mit hoher Auflösung an seine Grenzen. Das liegt an seinen Materialeigenschaften: Wie schnell sich ein Dünnschichttransistor schalten lässt, hängt letztlich von der Elekronenmobilität in der Halbleiterschicht ab. Ein großer, hochauflösender LCD-Fernseher erfordert eine enorme Beweglichkeit von Elektronen: zwischen ein und zehn Quadratzentimeter pro Volt und Sekunde. Solche Werte sind mit amorphem Silizium gar nicht oder nur mit einem hohen technischen Aufwand zu erreichen. Das Ergebnis wäre: ein riesiger Fernseher und unscharfe Bewegtbilder mit Wischeffekten. Andere Technologien – Fachexperten sprechen von LTPS oder Sputtered IGZO – bieten auch leistungsstarke Halbleiter, deren Herstellung ist allerdings zeit-, kosten- und ressourcenaufwändig, da sie große Anlagen und ein Hochvakuum erfordert.

Schärferes Bild und größeres Display

Hier setzt iXsenic® von Evonik an und liefert Displayherstellern eine optimale Lösung: Anstelle von Halbleitertechnologien mit Verarbeitung im Hochvakuum treten flüssig prozessierbare anorganische Metalloxidhalbleiter, die sich mit einem Beschichtungsverfahren auftragen lassen – ohne Vakuum. Damit wird die Herstellung von Flachbildschirmen nicht nur einfacher, sondern auch günstiger, denn dieses Verfahren senkt die Energiekosten und den Aufwand für Display-Hersteller. Die Metalloxidhalbleiter können – abhängig vom konkreten Anwendungsgebiet – Elekronenmobilitäten von über zehn Quadratzentimeter pro Volt und Sekunde aufweisen, unter idealen Laborbedingungen sogar bis zu 20 Quadratzentimeter pro Volt und Sekunde. Mit diesen Eigenschaften eignen sie sich perfekt für hochauflösende Displays: Ob beim LCD- oder OLED-Fernseher, Ultra High Definition Television (Ultra HDTV) im extrem großen Format: Mit iXsenic® wird Fernsehen – in seiner Größe und Schärfe – grenzenlos.

Gemeinsam mit SCREEN Finetech Solutions Co., Ltd., dem Weltmarktführer für Beschichtungsgeräte in der Display-Industrie, geht Evonik nun noch einen Schritt weiter. Durch das Angebot einer schlüsselfertigen Komplettlösung wird für den Kunden die Einführung der iXsenic®-Technologie deutlich vereinfacht.