Alternative zum herkömmlichen Bildschirm: Flexible Displays stehen kurz vor der Marktreife

Die Anwendungsmöglichkeiten scheinen geradezu unendlich: Ob als zusammenrollbares Display, das die Tageszeitung ersetzt, als Bildschirm von morgen, der tragbare Geräte noch leichter, kleiner und praktischer macht, oder als Stoffaufdruck, der das Lieblingskleidungsstück in immer wieder neuen Mustern erscheinen lässt – ultradünne, flexible Displays haben eine glänzende Zukunft vor sich und werden zum Büroalltag des 21. Jahrhunderts dazugehören.

An der Entwicklung solch futuristischer Bildschirme arbeiten Forscher weltweit. Normale, starre Flachbildschirme sind heute schon nahezu überall zu sehen. In immer kleiner werden Notebooks, elektronischen Kalendern oder Handys gehören sie längst zum Alltag. Die Herstellung von Displays aus flexiblen Materialen ist aber bisher nicht so einfach. Zum Beispiel muss die Bildschirmabdeckung aus Glas durch einen biegsamen Kunststoff ersetzt werden. Kunststoffe halten jedoch nicht so hohe Temperaturen aus, wie sie bei der Fabrikation herkömmlicher Bildschirme entstehen. Deshalb ist eines der Ziele der Hersteller, diese Temperaturen zu senken.

Die größte Hoffnung der Entwickler liegt zurzeit bei den so genannten Organischen Lichtemittierenden Dioden, kurz OLEDs. Die modernen Leuchtdioden könnten herkömmliche LCDs schon in wenigen Jahren verdrängen. Für viele Hersteller sind sie der Schlüssel zur Bildschirmtechnologie der Zukunft. Sie können in hauchdünnen Schichten auf beliebig großen Flächen aufgetragen werden, leuchten in verschiedenen Farben, verbrauchen nur sehr wenig Energie und liefern auch aus flachen Blickwinkeln noch ein gutes Bild. Zudem glänzen OLED-Bildschirme mit einem hohen Kontrast und großer Helligkeit und sind dabei mit einer Stärke von knapp einem Millimeter ausgesprochen dünn und auch sehr leicht. Damit haben sie die optimalen Voraussetzungen für biegsame Displays. Zudem schaltet die Diode schnell – absolut notwendig für die Darstellung bewegter Bilder.

Schon heute setzen verschiedene Hersteller OLEDs in verschiedenen Geräten ein. Seit einigen Jahren werden die Leuchtdioden bereits beispielsweise in Handydisplays oder in mehrfarbigen Anzeigen von Autoradios verwendet. Doch die kleinen technischen Wunderwerke haben noch einige Schwachstellen, die es zu überwinden gilt. Während sie in lichtschwachen Innenräumen strahlend leuchten, können sie im hellen natürlichen Sonnenlicht nicht mit LEDs mithalten. Ihre Produktionskosten sind zudem deutlich teurer. Das Hauptproblem ist jedoch ihre begrenzte Lebensdauer: OLEDs halten im Allgemeinen nur etwa ein Drittel so lang wie herkömmliche LEDs. Dabei machen die blauen Dioden die meisten Probleme. Sie funktionieren nur etwa tausend Betriebsstunden. Zum Vergleich: Normale LEDs haben eine Lebensdauer von etwa 100.000 Stunden. Dennoch lassen sich Forscher und Entwickler nicht entmutigen. Weltweit arbeitet die Forschung daran, diese Nachteile in den Griff zu bekommen. Neue Möglichkeiten für die Herstellung normaler Flachbildschirme helfen dabei auf lange Sicht auch für die Entwicklung flexibler Displays. So haben zum Beispiel Forscher von der Universität München kürzlich ein einfaches Verfahren vorgestellt, das farbige Flachbildschirme aus Polymerlösungen erzeugt. Dabei werden anstelle von OLEDs so genannte PolyLEDs verwendet, die aus längerkettigen Kunststoffmolekülen bestehen. Auch derartige PolyLED-Displays sind vereinzelt schon im Einsatz – bislang jedoch nicht in Farbe.

Den Münchner Chemikern ist es nun gelungen, auch farbige Bildschirme auf eine einfache Art und Weise herzustellen. Aus unterschiedlichen Farbvarianten einer Polymerlösung wird dabei durch Bestrahlung mit Licht ein Bildschirm „gebacken“. Zum Schluss entsteht dabei ein Farbdisplay aus roten, grünen und blauen Polymerlösungen, mit dem dann alle Farben des sichtbaren Lichts dargestellt werden können.

Auf eine ganz andere Technik baut dagegen das System von E-Ink. Gemeinsam mit Toppan Printing und Philips will der Hersteller im kommenden Jahr hauchdünne Schwarz-Weiß-Displays auf den Markt bringen. Einen Prototyp mit achtzig Bildpunkten pro Zoll stellte Philips auf der CeBIT vor. Für ihre Displays drucken die Entwickler eine Spezialtinte, die so genannte E-Ink auf Glas, Plastik oder sogar Stoff. Diese Tinte besteht aus winzigen Mikrokapseln, die mit geladenen schwarzen und weißen Pigmenten gefüllt sind. In jeder Kapsel kann die elektrische Spannung verändert werden. Das entscheidet darüber, ob weiße oder schwarze Teilchen zur Oberfläche des Displays wandern.

Doch auch andere einrollbare Displays in Papierform erreichen zurzeit die Marktreife. Zahlreiche Spitzenprodukte auf dem Gebiet der leuchtenden Folien kommen aus Deutschland, berichtet die Zeitung des Vereins Deutscher Ingenieure „VDI-nachrichten“. So hat zum Beispiel auch die Firma Siemens auf der CeBIT ein elektronisches Papier vorgestellt, das biegsam und weniger als einen halben Millimeter dick ist. Die Technik beruht auf so genannten elektrochromen Molekülen, die ihre Farbe verändern, wenn eine bestimmte Spannung angelegt wird. Eine Elektronik aktiviert dann bestimmte Teile der Folie, um Bilder sichtbar zu machen. Um künftig auch jeden Bildpunkt einzeln ansteuern zu können, müssten die einzelnen Moleküle in eine Matrix eingebettet werden. Solche Displays wären künftig mit einfachen Drucktechniken und daher kostengünstig herzustellen, sagt Siemens.

Bis flexible elektronische Displays raschelndes Papier ersetzen könnten, müssen sicher noch einige Forschungsjahre ins Land gehen. Doch erste Entwicklungen haben bereits Hand und Fuß und erreichen zurzeit die Marktreife und damit auch bald ein breites Publikum. Wann allerdings die erste Zeitung aus elektronischem Papier auf dem Frühstückstisch landen wird, ist noch völlig offen.