Standort Marl
2. Januar 2015

Die Lösung für das Fernsehen der Zukunft

Marl, 2. Januar 2015. Mit neuen Materialien und Prozessen will das Team Electronic Solutions von Coatings & Additives die Displayindustrie revolutionieren: Neue, aus Lösung prozessierbare Metalloxidhalbleiter, die das Herzstück von Dünnschichttransistoren darstellen, sollen nicht nur höhere Auflösungen ermöglichen, sondern auch die Produktionskosten verringern. Dafür überreichte Evonik-Chef Klaus Engel dem Entwicklerteam den Innovationspreis 2014 in der Kategorie „neue Produkte/neue Systemlösungen“.

Enorme Bildschärfe, detailgetreue Tiefendarstellung, brillante Farben, hohe Kontraste: Dafür stehen Ultra-HD-Fernseher, die vier oder sogar 16 Mal so viele Pixel besitzen wie die gängigen HDTV-Geräte. Angesteuert werden die Pixel von Dünnschichttransistoren, deren Halbleitermaterial noch größtenteils aus amorphem Silizium besteht.

Amorphes Silizium stößt nun aufgrund seiner limitierten Ladungsträgermobilität – der Geschwindigkeit, mit der die Elektronen die Signale transportieren – an die Grenzen seiner Leistungsfähigkeit. Eine höhere Bildauflösung wie bei den Ultra-HD-Geräten ist damit kaum noch darstellbar.

Die Antwort auf diese Herausforderung gibt das anorganische Metalloxidhalbleitermaterial iXsenic®. Es ermöglicht nicht nur eine höhere Ladungsträgermobilität als amorphes Silizium, sondern lässt sich zudem bei Umgebungsdruck aus Lösung auftragen. Gegenüber dem üblichen Verarbeitungsprozess von amorphem Silizium – Aufdampfen im Vakuum – würde damit die Herstellung deutlich einfacher und ressourcenschonender.

Auch wird durch niedrige Verarbeitungstemperaturen die Verwendung neuer Materialien, wie zum Beispiel Kunststoffe für flexible Displays, ermöglicht. Die Beschichtungstechnologie bildet darüber hinaus eine Brücke hin zum Drucken von elektronischen Bauteilen.

Da die Herstellungsprozesse von Displays je nach Hersteller und Anwendung – Fernseher, Tablet-PC oder Smartphone – variieren, muss die letzte Entwicklungsstufe gemeinsam mit dem jeweiligen Kunden erfolgen und Material und Prozess müssen entsprechend angepasst werden; erste Versuche laufen bereits. Wenn die Einführung gelingt, partizipiert Electronic Solutions am Displaymarkt, dessen Größe auf rund 150 Milliarden US- Dollar geschätzt wird. 2004 von der Creavis angestoßen, wechselte das Projekt 2012 in den Geschäftsbereich Coatings & Additives, der seither die Markteinführung vorantreibt. iXsenic® ist mittlerweile mit mehr als 20 Patenten geschützt.

Bildzeile
Gewinner des Innovationspreises in der Kategorie „neue Produkte/neue Systemlösungen“: Dr. Alexey Merkulov, Prof. Ralf Anselmann, Dr, Arne Hoppe und Daniel Katterbach (alle CA). Auf dem Foto fehlen Dr. Duy-Vu-Pham (CA) und Dr. Jürgen Steiger (Creavis).