Hochauflösender, stromsparender und dünner Display-Revolution dank Nanopixel-Technik?

Die hier gezeigten Standbilder wurden mit der Nanopixel-Technik gezeichnet. Dabei hat jedes der Bilder Abmessungen von nur 70 µm x 70 µm und ist damit weniger breit als ein menschliches Haar.

Nur 300 Nanometer lang und 300 Nanometer breit sind die einzelnen Pixel eines an der Universität Oxford entwickelten Display-Prototyps. Diese Entwicklung könnte eine Revolution bei Displays auslösen. Erheblich hochauflösendere, stromsparendere, dünnere und biegsamere Displays als bisher sind denkbar.

An der Universität Oxford werden seit längerem die Zusammenhänge der elektrischen und optischen Eigenschaften von Phasenwechselmaterialien erforscht, die zwischen einem amorphen und kristallinen Zustand wechseln können und damit für künftige Datenspeicher in Frage kommen. Eher durch Zufall haben die Forscher unter der Leitung von Professor Harish Bhaskaran eine neue Art von Display entwickelt.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass es möglich ist, Bilder auf eine wenige Nanometer dicke Schicht aus dem Phasenwechselmaterial GST (Germanium-Antimon-Tellur) zu zeichnen, indem man diese Schicht zwischen zwei transparenten ITO-Elektroden anordnet und einen kleinen Strom anlegt. Anfangs erzeugten die Forscher mittels eines Rasterkraft-Elektronen-Mikroskops Standbilder. Doch dann schafften sie es, die etwa 300 nm x 300 nm kleinen Pixel einzeln ein- und auszuschalten. Indem man die Dicke der unteren Elektrodenschicht ändert, ist es außerdem möglich, die Bildfarbe zu verändern.

Mit der GST-Dünnschichttechnik könnten sich künftig sehr dünne und flexible Displays realisieren lassen. Die Forscher haben bereits erfolgreich einen GST-Film auf einen nur etwa 200 nm dicken Polyester-Träger aufgebracht. Damit könnte die Nanopixel-Technik beispielsweise für Smart-Glasses, Windschutzscheiben sowie faltbare Anzeigen prädestiniert sein und sich sogar für künstliche Retinas eignen, die sich ins menschliche Auge implantieren lassen.

Ein Vorteil gegenüber den meisten konventionellen Displays ist, dass nicht bei jeder Bildänderung sämtliche Pixel aktualisiert werden müssen, sondern nur diejenigen Pixel, die tatsächlich eine neue Farbe bekommen sollen. Dadurch ergibt sich ein wesentlich geringerer Strombedarf.

Obwohl sich die Nanopixel-Technik noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium befindet, haben die Wissenschaftler sie in Zusammenarbeit mit Isis Innovation, dem Technologievermarktungsunternehmen der Universität Oxford, bereits zum Patent angemeldet. Isis verhandelt bereits mit Investoren sowie mit an der Technologie interessierten Unternehmen.

Unter dem Titel "An optoelectronical framework enabled by low-dimensional phase change films” wurden die Forschungsergebnisse in der Zeitschrift "Nature” veröffentlicht.