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Elastische Computerdisplays

Das Smartphone fürs Knopfloch

Von Janosch Deeg
 - 14:45
Das faltbare Smartphone von Samsung ist erst der Anfang.

Wenn etwas die Elektronikbranche gehörig aufmischen würde, dann wären es dünne und flexible Touchscreens. Zwar sind bereits erste faltbare Smartphones oder Tablets auf dem Markt, diese vermitteln aber nur eine leise Ahnung davon, was in Zukunft noch alles möglich sein könnte, stünden elastische Displays zur Verfügung. Eine australische Forschergruppe ist diesem Ziel nun offenbar ein großes Stück näher gerückt. Wie Torben Däneke vom Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) und seine Kollegen in der Zeitschrift „Nature Electronics“ berichten, haben sie eine leitfähige Folie hergestellt, die hundertmal so dünn ist wie die übliche berührungsempfindliche Displaybeschichtung und zudem derart flexibel, dass sie sich wie ein Blatt Papier zusammenrollen lässt. Die Forscher haben daraus einen ersten Touchscreen mit 3 × 3 Pixeln gefertigt.

Die Entwicklung der Forscher beruht auf dem transparenten Material Indium-Zinnoxid (ITO), das auch für die Herstellung der meisten handelsüblichen Touchscreens verwendet wird. Die Berührungssensitivität solcher Anzeigen beruht darauf, dass ITO elektrischen Strom leiten kann: Wo der Finger die Oberfläche berührt, wird über die lokalen Veränderungen des elektrischen Feldes ermittelt. Die Hersteller von Displays dampfen üblicherweise in Vakuumkammern das Indium-Zinnoxid auf Glas oder Kunststoff auf. Weil eine solche ITO-Schicht aber ziemlich spröde ist, lassen sich auf diese Weise keine biegsamen Touchscreens anfertigen.

Entgegen dem üblichen Verfahren haben die Forscher um Däneke zunächst eine geringe Menge einer Indium-Zinn-Legierung verflüssigt. Einen kleinen Tropfen davon pressten sie dann zwischen zwei Platten zu einem dünnen Film. Der dabei stattfindende Oxidationsprozess führt dazu, dass die Metalllegierung zu einer wenige Nanometer dicken ITO-Schicht kristallisierte. Experten sprechen von einem 2D-Material. Um brauchbare Folien zu bekommen, mussten die Forscher unter anderem viele unterschiedliche Zusammensetzung der Ausgangslegierung testen. Doch wieso kam niemand vorher auf die Idee: „Die Leute nahmen einfach an, dass es nicht machbar sei“, sagt Däneke.

Ein langer Weg bis zur Marktreife

Zwar ist die chemische Zusammensetzung der Metalloxidfolie identisch mit der von herkömmlichen ITO-Schichten, die Kristallstruktur ist aber eine völlig andere. Das verleiht dem hauchdünnen Material neue mechanische und optische Eigenschaften. Neben der Flexibilität erhöht sich auch die Transparenz: Die nur wenige Nanometer dicke Folie absorbiert weniger als ein Prozent des Lichts, Standard-ITO hingegen absorbieren fünf bis zehn Prozent. Das hätte den Forschern zufolge den Vorteil, dass ein Mobiltelefon mit einem Touchscreen, basierend auf ihrem Material, weniger Strom für die Anzeigenbeleuchtung verbraucht. Die Laufzeit des Akkus würde sich dadurch um zehn Prozent verlängern.

Ein weiterer Vorteil: Der Herstellungsprozess ist im Vergleich zum bisherigen Verfahren deutlich schneller und kostengünstiger. Nach Ansicht von Däneke sind keine teuren und speziellen Gerätschaften erforderlich. Ein Patent habe man bereits angemeldet. Derzeit lote man die kommerziellen Möglichkeiten aus. Ob es die Innovation aus Australien allerdings rasch bis zur Marktreife schafft, ist ungewiss. Das lehrt die Vergangenheit: Im Jahr 2010 gelang es beispielsweise koreanischen Forschern, Graphenfolien mit Silberelektroden zu bedampfen und so als Touchscreen zu verwenden.

Bei Graphen handelt es sich ebenfalls um ein transparentes 2D-Material mit hoher Leitfähigkeit. Eine solche aus Kohlenstoffatomen bestehende Schicht wird seit längerem als heißer Kandidat für flexible Displays gehandelt. Theoretisch könne man damit sein iPhone aufrollen und sich wie einen Bleistift hinters Ohr klemmen, wird ein beteiligter Entwickler damals im Magazin „Technology Review“ zitiert. Zehn Jahre später warten wir immer noch auf ein solches Gerät.

Quelle: F.A.Z.
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