LED-BEELDSCHERM KRIJGT TRANSISTOREN VAN PLASTIC

Natuurkundigen van de universiteit van Cambridge zijn er onlangs in geslaagd om bijna alle elektronische componenten van een LED-beeldscherm in plastic uit te voeren (Science, 12 juni 1998). In een begeleidend commentaar wordt gesproken over een 'materiaal dat veel weg heeft van vuilniszakken', maar dat lijkt wat overdreven. Desondanks vormt deze ontwikkeling wel degelijk een belangrijke doorbraak.

Elk lichtpuntje op een LED-beeldscherm wordt gevormd door een Licht Emitterende Diode (vandaar LED). Deze zendt licht uit als er een stroom doorheen wordt gestuurd. Het aansturen van de duizenden LED's die nodig zijn om een beeld te vormen gebeurt met behulp van transistoren. En die vormden tot nu het probleem. In principe is het wel mogelijk om deze uit plastic te maken, maar vergeleken met de 'gewone' transistoren op basis van (anorganische) halfgeleiders als silicium, leveren deze slechts een miniem stroompje, veel te klein om de plastic LED op te laten lichten. Daarbij waren ze ook veel te traag. Zo'n anderhalf jaar geleden ontdekten onderzoekers van Bell Labs een nieuwe polymere halfgeleider - poly(hexylthiofeen) of P3HT - die wél grote elektrische stromen kon leveren. Het P3HT bestaat uit aaneengeschakelde koolstofringen waarin een zwavelatoom is opgenomen. De ringen zijn bovendien voorzien van lange zijketens. Eenmaal aangebracht op een ondergrond vormen de ringen en de zijketens afwisselend laagjes in een bijna kristallijne structuur. Dat blijkt essentieel te zijn voor de werking ervan. De elektronen, die zich langs de koolstofringen bewegen, wordt in zo'n geordende omgeving niets in de weg gelegd en daardoor kunnen ze gemakkelijk van de ene naar de andere ring overspringen.

Een groot voordeel van de toepassing van plastics is dat ze over het algemeen heel eenvoudig te verwerken zijn. Zo kunnen ze vanuit een oplossing makkelijk worden opgebracht, waarbij de benodigde elektronische componenten dus over elkaar heen komen te liggen. De volgende stap is dan ook om met behulp van enigszins aangepaste inktjet printers een 'volledig' plastic beeldscherm te fabriceren. En dat zou dan niet alleen flexibel zijn, maar ook licht en goedkoop.

    • Rob van den Berg