Für lichtempfindlichere Kameras Bildsensoren aus der Sprühdose

Redakteur: Franz Graser

Wissenschaftler der TU München haben eine neue Generation von Bildsensoren entwickelt: Sie sind lichtempfindlicher als herkömmliche Silizium-Sensoren – bei einfacher und kostengünstiger Herstellung.

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(Bild: U. Benz/TU München)

Die Sensoren bestehen aus elektrisch leitfähigen Kunststoffen, die als hauchdünner Film aufgesprüht werden. Die chemische Zusammensetzung der Kunststoff-Schicht lässt sich gezielt verändern, so dass auch unsichtbare Bereiche des Lichtspektrums abgedeckt werden können.

Viele Kompakt- und Handykameras arbeiten mit siliziumbasierten Bildsensoren, die mit der CMOS-Technik (complementary metal oxide semiconductor) hergestellt sind. Prof. Paolo Lugli und Dr. Daniela Baierl von der Technischen Universität München (TUM) haben ein Verfahren entwickelt, um diese CMOS-Sensoren auf günstige Weise leistungsfähiger zu machen. Dazu setzen sie auf einen hauchdünnen Film aus organischen Verbindungen, also aus Kunststoffen.

Aufgebracht wird die Kunststoff-Lösung auf die Oberfläche der Bildsensoren. Die Wissenschaftler haben Rotations- und Sprühverfahren getestet, um den Kunststoff in seiner flüssigen Form präzise und kostengünstig aufzubringen. Der Kunststofffilm darf nur wenige hundert Nanometer dünn sein und keinen Makel aufweisen.. Als beste Lösung hat sich die Sprühbeschichtung erwiesen. Dabei kommt entweder ein einfaches Farbsprühgerät oder ein Sprühroboter zum Einsatz.

Ein weiterer Vorteil des Kunststoff-Sensors: Je nachdem, welche chemischen Verbindungen verwendet werden, ändert sich das erfassbare Lichtspektrum. Eine Mischung der Polymere PCBM und P3HT eignet sich, um sichtbares Licht aufzufangen. Andere organische Verbindungen, zum Beispiel Squarainfarbstoffe, sind hingegen empfindlich für nahes Infrarotlicht.

Nach Ansicht von Professor Paolo Lugli, der an der TU München den Lehrstuhl für Nanoelektronik innehat, eignen sich die organischen Infrarot-Sensoren zum Beispiel für Nachtsicht-Fahrassistenten. Die Kunststoffsensoren sind jedoch auch für Kompakt- und Handykameras geeignet. „Mit geeigneten organischen Verbindungen können wir neue Anwendungsgebiete erschließen, die bislang mit hohen Kosten verbunden waren“, freut sich der TUM-Professor.

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