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Jene entscheidende Schicht, die auf LCD-Displays Bilder und Schrift entstehen lässt, ist typischerweise 50 Nanometer dünn, besteht aus Silizium und wird auf einen Glasträger von 0,6 Millimeter Dicke aufgedampft. Zunächst ist die Siliziumschicht von amorpher Struktur und damit ein schlechter elektrischer Leiter. Das ändert sich erst, wenn das Silizium aufgeschmolzen wird und sich danach wieder verfestigt: Sind die Bedingungen richtig gewählt, entsteht ein polykristalliner Siliziumfilm mit einer Leitfähigkeit, welche die der amorphen Schicht um das 100- bis 500-Fache übertrifft. Und aus dieser Schicht werden mikroskopische Dünnfilmtransistoren (TFT) aufgebaut, die als Schalter jedes einzelne Pixel des Displays ein- oder ausschalten können. Besonders in den kleinen Displays mobiler Geräte - vom Mobiltelefon bis zum GPS - sind diese hochauflösenden Bildschirme unübertroffen.
Die Jenoptik-Lasertechnologie setzt da an, wo das amorphe Silizium in polykristallines verwandelt wird - und bringt dabei den grünen Scheibenlaser ins Spiel. Der Laserstrahl erwärmt nur die dünne Siliziumschicht; das Glassubstrat ist für seine Wellenlänge transparent, erhitzt sich also nicht.
Ganz im Unterschied zu der herkömmlichen Methode in Öfen: Hier erwärmt sich auch das Glassubstrat. Zudem ist dieser Prozess aufwändig, da metallische Zusatzschichten eingebracht und Kontaminationen auf den Displaysubstraten vermieden werden müssen. Ein anderer Laserprozess, das ELA-Verfahren (Excimer Laser Annealing), wird derzeit schon eingesetzt. Dabei wird das Substrat mit UV-Excimerlaserstrahlung bearbeitet - und das sauber und berührungslos in perfekter Reinraummanier. Bei einer kurzen Pulsdauer von 50 bis 300 Nanosekunden bedarf es nur wenig Energie, um das Silizium zu verflüssigen, während der Glasträger kalt bleibt und nicht beeinträchtigt wird. Doch der grüne Scheibenlaser erlaubt eine ganz neue Qualität: Mit ihm lassen sich Kristallstrukturen in einer Richtung sehr lang ziehen, sodass die Elektronenbeweglichkeit erheblich steigt - sie liegt bei 200 bis 500 Quadratzentimetern pro Voltsekunde. Damit reichen die elektronischen Eigenschaften der Siliziumschicht fast an einkristalline Siliziumwafer heran, wie sie in der Chipindustrie verwendet werden. Möglich wird das durch die hohe Frequenz von bis zu 50 Kilohertz.
In diesem industrietauglichen Prozess arbeitet sich das Lasersystem zeilenweise vor: Zwischen 8 und 100 Millimeter hoch und 5 Mikrometer breit ist die intensive, sehr homogene Laserlinie. Die hohe Frequenz lässt kleine Belichtungszyklen und einen hohen Produktionsdurchsatz zu. Die neue Schichtqualität führt aber auch zu neuen Ideen: Weil die Siliziumschicht "chiptauglich" ist, kann schon heute die Treiberelektronik am Rand des Displays aufgebracht werden, und zwar in TFT-Technik. Denkbar ist auch, digitale Speicher- und Prozessortechnik auf dem Glassubstrat aufzubauen. Damit werden die Geräte leichter und dünner, und sie verbrauchen weniger Strom.
An dieser Lasertechnologie für zukunftsweisende Displays sind gleich mehrere Jenoptik-Unternehmen beteiligt: Die Produktidee und die Entwicklung der optischen Anordnung kommt von der INNOVAVENT GmbH; in ihrer Verantwortung liegt auch die Strahlqualität der Subsysteme. Dazu kooperiert das Unternehmen mit Systemintegratoren und übernimmt die technische Betreuung der Displayhersteller in Asien.
Bei der JENOPTIK Laser, Optik, Systeme GmbH entstehen sowohl die Objektive, die für diese Anwendung optimiert sind, als auch die in ihrer Art einzigartige Laserquelle, die derzeit mit 100 Watt strahlt und auf 200 Watt ausbaufähig ist. Diodenlasermodule, die den Festkörperlaser pumpen, stammen von der JENOPTIK Laserdiode GmbH. Am Ende dieser langen Wertschöpfungskette steht ein Produkt, das bereits im Jahr 2006 an Entwicklungsabteilungen von großen Displayherstellern geliefert wurde, die den Prozess derzeit entwickeln und verifizieren. Er soll die Grundlage bilden für die nächste Generation neuer Produktionslinien.
Die Jenoptik-Lösung stößt auf großes Interesse bei LCD-Herstellern - nicht zuletzt, weil die Technologie auch geeignet ist, um OLED-Displays zu produzieren, die als Grundlage der zukünftigen Display-Technologie gehandelt werden. Gelingt es der Industrie, die organischen Substanzen in den OLEDs stabil zu machen und damit den Displays zu einer langen Lebensdauer zu verhelfen, dann steht die Jenoptik-Lasertechnik als Standard bereit, um die dafür nötigen TFT-Glassubstrate herzustellen.