Display-Technologie

Die zufällige Entdeckung des Super-Displays

Eine Erfindung von Wissenschaftler der Oxford Universität könnte zu superkleinen Pixeln mit maximal 300 Nanometer Kantenlänge führen. Damit wäre der Weg frei für flexible, hauchdünne und stromsparende Displays mit superhohen Auflösungen.

Display,GST,flexibel,biegbar

© Isis Innovation

Display,GST,flexibel,biegbar

Die Universität von Oxford hat bereits das Potenzial der Erfindung erkannt und einen Patentantrag gestellt. Isis, die Technologievermarktungsabteilung der Universität, führt bereits Gespräche mit Interessenten und Investoren.

Energiespeicher gesucht, Display gefunden

Dabei war die Entdeckung der Technologie reiner Zufall. Eigentlich wollte das Team um Professor Harish Bhaskaran an der Oxford University den Zusammenhang zwischen elektrischen und optischen Eigenschaften von phasenwechselnden Materialen (GST) erforschen. Also Materialien, die beim Wechsel vom amorphen (formlose Stoffphase ohne geordnete Atomstruktur) in den kristallinen Zustand Energie speichern können. Dieses Phänomen ist bereits seit längerer Zeit in sogenannten Latentwärmespeicher, zum Beispiel klassische Wärmekissen, bekannt.

Die Wissenschaftler aus Oxford fanden erstaunliches heraus. Sie klemmten zunächst eine sieben Nanometer dicke GST-Schicht zwischen zwei durchsichtige Elektroden. Mit schwachem Strom konnten Sie dann auf dem erzeugten Sandwich einfache Bilder zeichnen. Anschließend setzte Professor Bhaskaran ein Rasterkraftmikroskop ein, um stehende Bilder auf das Sandwich zu bringen. Später beschäftigte sich das Team damit, kleine Stapel dieser GST-Sandwiches zu winzigen pixelähnlichen Strukturen zusammenzuschließen. Diese "Nano-Pixel" können, elektrisch angesteuert, farbige Punkte erzeugen, die in etwa eine Größe von 300 x 300 Nanometer (0,000.000.300 Meter) besitzen. Zum Vergleich, Pixel in Apples Retina-Displays sind 78 Mikrometer (0,000.078 Meter) breit und damit um ein Vielfaches größer und grober.

Hauchdünn und biegbar

Das Team aus Oxford wollte aber den unbefriedigenden Kontrast der Nano-Pixel verbessern. Dieses Ziel konnten die Forscher durch die Reduktion der Schichtdicke der Sandwich-Stapel erreichen. Schöner Nebeneffekt: Die Herstellung von Displays mit einer nur 200 Nanometer dicken bildgebende Schicht ist damit möglich. Die neue Entdeckung eignet sich wegen ihrer hauchdünnen Bauart hervorragend für Anwendungen in Smart-Glasses, für gebogene Oberflächen und flexible Displays. Sogar ein Einsatz als künstliche Netzhaut ist denkbar, denn die Funktionalität der Nano-Pixel ist umkehrbar. Bei Lichteinfall in das Panel erzeugt es Strom. Ein weiterer Clou: Wie bei den E-Ink-Displays bleibt der zuletzt erzeugte Zustand der Nano-Pixel ohne Strom erhalten. Ein damit ausgerüstetes Produkt wäre somit sehr stromsparend.

Eine Änderung der Dicke und des Phasenzustandes erzeugt eine Farbänderung auf dem Display

© P. Hosseini et al.

Eine Änderung der Dicke und des Phasenzustandes erzeugt eine Farbänderung auf dem Display
Dieser Floh wurde auf dem superdünnen Display misst nur 50 Micrometer in der Breite.

© Harish Bhaskaran, University of Oxford

Dieser Floh wurde auf dem superdünnen Display misst nur 50 Micrometer in der Breite.

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