Projekt zur Erforschung höchst robuster und leichter Flüssigkristalldisplays

In Smartphones oder Tablet-PCs sollten Displays besonders widerstandsfähig sein und dabei wenig wiegen. Bei gekrümmten Bildschirmen, wie sie etwa im Automobilbereich oder in der Werbung künftig eingesetzt werden könnten, ist zudem eine gewisse Biegsamkeit der Display-Materialien notwendig.

Besonders robuste und extrem leichte vollfarbige Flüssigkristalldisplays entwickeln Wissenschaftler der Universität Stuttgart jetzt gemeinsam mit Industriepartnern aus dem In- und Ausland im Rahmen des Forschungsprojekts LiCRA.

Die Displays basieren anstelle der sonst üblichen Glassubstrate auf Kunststofffolien und sind daher auch besonders flexibel. Der Markt für widerstandsfähige Displays wird bis zum Jahr 2015 auf ein Volumen von sieben Milliarden US-Dollar geschätzt.

Partner des Verbundprojekts LiCRA (Liquid Crystals for Robust Applications) sind neben dem Institut für Großflächige Mikroelektronik der Universität Stuttgart die britische Firma Plastic Logic, die israelische Firma Etkes and sons, die süddeutsche Firma LOFO High Tech Film GmbH aus Weilheim am Rhein, die Berliner Firma micro resist technology GmbH sowie als assoziierter Partner das Pharma-, Chemie- und Life-Science-Unternehmen Merck KGaA Darmstadt.

Das Projekt hat eine Laufzeit von 30 Monaten und wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie den jeweiligen nationalen Fördergebern der internationalen Partner mit insgesamt 1,5 Millionen Euro gefördert.

Die Wissenschaftler der Universität Stuttgart werden gemeinsam mit Plastic Logic die Prozesse zum Aufbau von Flüssigkristallanzeigen auf Plastikfolien entwickeln. Plastic Logic wird dafür eine bislang für monochrome e-Paper-Anzeigen eingesetzte Technologie mit organischen Dünnschichttransistoren (OTFTs) weiterentwickeln und anpassen, während der Prozess zum Zusammenbau der Flüssigkristallzellen an der Universität Stuttgart entwickelt wird.

Herausforderungen sind dabei insbesondere die Notwendigkeit, im Niedertemperaturbereich zu arbeiten, sowie die Flexibilität der Foliensubstrate. Daneben erforscht die Universität Stuttgart die Herstellung von in die Flüssigkristallzelle integrierbaren organischen Leuchtdioden (OLED) mit polarisierter Lichtemission. Diese hätten den Vorteil, dass eine weitere Hintergrundbeleuchtung und eine der bisher zwei für die Flüssigristallanzeige notwendigen Polarisatorfolien künftig eingespart werden können.

Eine zu den Anforderungen eines robusten und leichten Displays passende Hintergrundbeleuchtung wird Etkes and sons entwickeln.

Von der micro resist technology GmbH werden Materialien und Prozesse zur Nanoimprint Lithographie entwickelt. Während bei der klassischen Photolithographie zur Herstellung mikroelektronischer Strukturen ein Photolack mit UV-Licht belichtet und danach entwickelt wird, werden bei der Nanoimprint Lithographie gewünschte Strukturen mit einem dreidimensionalen Stempel direkt in einen geeigneten Nanoimprint Resist übertragen. Im Rahmen von LiCRA wird der Einsatz dieser Technologie, die neben reduzierten Herstellungskosten auch höhere Displayauflösungen versprechen, in der Fertigungskette von OTFTs auf Kunststoffsubtraten untersucht.

LOFO High Tech Film wird die für die Realisierung der Flüssigkristallanzeigen benötigten Kunststofffolien entwickeln. Besonderer Wert wird dabei auf eine geringe Dimensionsänderung während der nachfolgenden Herstellung der Flüssigkristallanzeigen gelegt sowie auf eine möglichst niedrige optische Doppelbrechung, da beides die optischen Eigenschaften der Anzeigen verschlechtern würde. Das von LOFO eingesetzte Lösungsmittel-Gießverfahren ist dazu besonders geeignet, da die Polymerlösung extrem fein filtriert werden kann, die Folie kaum verstreckt wird und somit nahezu spannungsfrei ist.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Norbert Frühauf, Universität Stuttgart, Institut für Großflächige Mikroelektronik, Tel. 0711/685-66922, E-Mail: igm (at) igm.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu, Universität Stuttgart, Abt. Hochschulkommunikation, Tel. 0711/685-82176, E-Mail: andrea.mayer-grenu (at) hkom.uni-stuttgart.de