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Merck und das Metaversum

»Ohne Materialien geht nichts – genau unsere Stärke!«

17. Februar 2022, 11:51 Uhr | Heinz Arnold

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"sehr angenehme Hürden..."

Das sind insgesamt für ein so forschungsintensives Unternehmen wie Merck, das 2020 rund 8 Prozent des Umsatzes in Höhe von 3,4 Mrd. Euro in R&D steckte, sehr angenehme Hürden, »weil nicht weniger als 70 Prozent der Herausforderungen optischer Natur sind«, freut sich Michael Heckmeier. Denn genau da liegen die Stärken von Merck, die unter anderem ein Pionier auf dem Gebiet der Flüssigkristalle für LCDs ist und immer neue Anwendungen in ganz anderen Bereichen dafür entdeckt, wie etwa jüngst für die Realisierung von Antennen, die Satelliten in der Erdumlaufbahn nur über die Ausrichtung der Flüssigkristalle ohne mechanische Nachführeinrichtungen folgen können.

Weil alle Metaversum-Brillen auch ICs benötigen, die häufig in den neusten Prozesstechnologien gefertigt werden, ist das nicht nur für die Einheit Display Solutions, sondern auch für Semiconductor Solutions von Merck Electronics ein interessantes Geschäft. 2019 hatte Merck sich durch den Kauf von Versum und Intermolecular in den USA eine weltweit starke Position verschafft – bisher ist die Strategie, in diesem Sektor kräftig zu wachsen, aufgegangen. Rund 60 Prozent des Umsatzes generiert Semiconductor Solutions innerhalb von Merck Electronics inzwischen, gefolgt von Display Solutions mit 30 Prozent.

Was kann Merck also auf dem Gebiet der VR- und AR-Brillen beitragen? Wie schon angesprochen, müssen die Brillen deutlich leichter und kleiner werden. Heckmeier geht davon aus, dass sie von rund 500 g heute bis 2026 auf ein Gewicht von unter 100 g kommen werden. Gleichzeitig steigt die Größe des Blickfeldes, die Steuerung wird in den Brillen integriert sein und verschiedene Display-Typen werden zum Einsatz kommen.

Derzeit gibt es auf dem Gebiet der Displays für AR/VR unterschiedliche Techniken, von Liquid Crystal on Silicon (LCoS) über die Mikro-LEDs, die OLEDs und Advanced OLEDs bis zu den auf Mikrospiegeln basierenden MEMS-Komponenten. In jeder dieser Display-Techniken können über verbesserte Materialen weitere Fortschritte erzielt werden.

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Grundsätzlich habe laut Heckmeier jede der genannten Display-Techniken ihre Vor- und Nachteile, sodass wohl jede ihre speziellen Einsatzgebiete finden werde, für die sie optimal geeignet ist. So sind LCoS kompakt und sehr lichtstark, Mikro-LEDs haben das Potenzial einer sehr hohen Auflösung bei sehr kompakter Bauweise, OLEDoS bieten einen guten Kompromiss obiger Eigenschaften. »Deshalb ist es für uns wichtig, unseren Kunden für alle Ansätze die richtigen Materialien zur Verfügung stellen zu können«, so Heckmeier. Dafür ist eine breite Materialkompetenz sowohl in Display- als auch in Halbleitermaterialien notwendig – genau die Stärken von Merck.

Wie schon beschrieben, stehen die AR-Brillen vor dem Problem, dass zusätzliche Informationen in die aus der realen Welt stammenden Bilder in das Gesichtsfeld des Nutzers eingeblendet werden müssen. Dazu sind spezielle Displays und Projektionslinsen erforderlich, die die künstlichen, aus Sensor- und Computerdaten stammenden visuellen Informationen in den Strahlengang einbringen, sowie schaltbare Linsen, die das kombinierte Bild in die Augen der Nutzer projizieren. Wesentliche Herausforderung hierbei ist der geringe Bauraum, der konventionelle Optik mit bewegten Linsen und dicken Gläsern nicht erlaubt. LC-basierte Techniken ermöglichen, sowohl Dünnfilmoptiken als auch elektrisch steuerbare Brechnungsindizes zu realisieren. Bei beiden Themen hat Merck große Materialkompetenzen.

Auch für die Lichtwellenleiter sind neue Materialien erforderlich, die optische Gitter für einen großen virtuellen Blickwinkel möglich machen.
Heckmeier ist optimistisch, dass die Hersteller auf Basis dieser neu entwickelten Materialien die Zielvorgabe für die VR- und AR-Brillen bis 2026 erreichen können. Das nächste Ziel, auf unter 50 g zu kommen und dabei interne KI, schaltbare Linsen und verschiedene Mikrodisplay-Typen in die Brille zu integrieren, wird dann noch eine Weile dauern und wohl in den frühen dreißiger Jahren so weit sein. Spätestens dann dürfte der Durchbruch auf dem Markt der Unterhaltungselektronik erfolgt sein – und Merck Display Solutions sowie Semiconductor Solutions sollten von dem Massengeschäft mit den vielen neu entwickelten Materialien profitieren, die die Voraussetzung für die komfortablen Brillen bilden. »Bis dahin zu kommen ist von heute aus gesehen schon eine Herausforderung, aber genau da wollen wir hin«, sagt Heckmeier.

Das wären dann rund 40 Jahre nach der Veröffentlichung des Science-Fiction-Romans »Snow Crash«, in dem Autor Neil Stephenson bereits 1992 beschrieben hat, wie die Bewohner einer zukünftigen Welt mithilfe von Brillen in virtuelle Welten eintauchen können. Metaversum hat er diese neue Welt genannt, die uns heute bereits greifbar nahe erscheint.