Neue Display-Technik mit großer Zukunft? #####

Auf Basis des »Electrowettings« lassen sich bistabile, flexible Displays herstellen, die nur wenig Strom aufnehmen und in einem weiten Temperaturbereich einsetzbar sind. Die Forschung läuft auf Hochtouren; mit von der Partie ist die Hochschule Pforzheim unter der Leitung von Prof. Dr. Karlheinz Blankenbach.

Auf Basis des »Electrowettings« lassen sich bistabile, flexible Displays herstellen, die nur wenig Strom aufnehmen und in einem weiten Temperaturbereich einsetzbar sind. Die Forschung läuft auf Hochtouren; mit von der Partie ist die Hochschule Pforzheim unter der Leitung von Prof. Dr. Karlheinz Blankenbach.

»Wir nutzen den Effekt, dass ein elektrisches Feld die Oberflächeneigenschaften von Flüssigkeitssystemen verändert«, erklärt Prof. Dr. Blankenbach. Je nach Ausgestaltung des Flüssigkeitsraumes, der Elektroden-Anordnung und der gewählten Flüssigkeitsgemische lassen sich verschiedene elektro-optische Bauelemente realisieren, zum Beispiel Linsen oder mikrofluidische Systeme. Beide Varianten bilden wiederum die Grundlage für die Entwicklung neuartiger Displays.

Basierend auf dem Mikrofluidik-Prinzip, hat die Firma ADT in Zusammenarbeit mit Bartels Mikrotechnik aus Dortmund und dem Displaylabor der Hochschule Pforzheim hoch reflektive Prototypen der so genannten »Droplet-Driven-Displays« entwickelt. »Der Vorteil des Ansatzes ist die Bistabilität«, so Prof. Dr. Blankenbach. Denn bei einem mikrofluidischen System ließen sich durch Anlegen von Spannung die Flüssigkeitstropfen gezielt bewegen. Nach Abschalten der Spannung verharren diese an ihrer neuen Position. Zudem sei keine Aktiv-Matrix-Backplane notwendig. Prof. Dr. Blankenbach: »Es sind auch flexible Displays aus Plastik realisierbar.« Die Technologie sei zudem skalierbar – von monochromen Einzelpixeln bis hin zum elektronischen Plakat. Dabei liegen die Pixelgrößen zwischen 0,5 mm und 3 mm. Farbige Displays könnten sowohl additiv (RGB) als auch subtraktiv (CMY) wie bei Druckern hergestellt werden. Durch geschickte Anordnung lässt sich im flächigen Aufbau eine gute Apertur erzielen. Größtmögliche Nutzflächenanteile lassen sich mit dreidimensionalen Strukturen erzielen. Erste Tests mit optimierten Materialkombinationen lassen einen Temperaturbereich von -45°C bis 200 °C für Glassubstrate realistisch erscheinen. Prof. Dr. Blankenbach: »In Kombination mit der hohen Transmission und der Bistabilität erscheint die Droplet-Driven-Display-Technologie sogar für automobile Anwendungen geeignet.

Anzeigen, die den Linseneffekt ausnutzen, sind aus einzelnen Pixeln aufgebaut, die elektrisch betrachtet einem Plattenkondensator mit transparenten Elektroden ähneln. Mechanisch sind sie mit einer Wanne vergleichbar, die mit farbigem Öl und Wasser gefüllt ist. Eine der Elektroden ist hydrophob beschichtet. Ohne Spannung beziehungsweise elektrisches Feld legt sich das Öl als Film über die Wasser abstoßend beschichtete Elektrode. Liegt eine äußere Spannung an, so kontrahiert das Öl durch das Zusammenspiel von elektrostatischen und hydrophoben Kräften zu einem Tropfen. Die Farbe des Öltröpfchens bestimmt die Farbe des Pixels.

Auf dem Linseneffekt basieren die Prototypen der Philips-Ausgründung Liquavista. Das Unternehmen hat Anzeigen mit Pixelgrößen im Bereich 200 µm und Schaltfrequenzen von 100 Hz als Sieben-Segment-Anzeigen und videofähige Handydisplays auf Aktiv-Matrix-Basis realisiert. »Ein Vorteil dieser Methode ist ihr einfacher Aufbau, die Homogenität der Pixel ist aber noch optimierbar«, so Prof. Dr. Blankenbach.