Der Bildschirm ist das entscheidende Ausgabemedium für all die tollen Dinge, die unsere Smartphones mittlerweile können. Wir erklären, welche Technik sich dahinter verbirgt.
Graphen gilt als das neue Wundermaterial. Es ist extrem dünn, da es aus nur wenigen Schichten von verketteten Kohlenstoffatomen besteht – im Idealfall sogar nur aus einer. Gleichzeitig besitzt es die hundertfache Zugfestigkeit von Stahl, wodurch es selbst bei dieser geringen Dicke hochstabil ist. Das ermöglicht Displays, die eng aufgerollt oder gar gefaltet werden können. Darüber hinaus ist es elektrisch leitfähig, was es für die Mikroelektronik besonders interessant macht. Bei der Displayherstellung ersetzt es die Elektrode und bildet praktisch das Rückgrat. Es ist leichter, stabiler und flexibler als bisher verwendete Materialien. Displays mit Graphen lassen sich zudem einfacher herstellen, da der Fertigungsprozess bei vergleichsweise geringen Temperaturen um 100° C abläuft. Damit nicht genug, spart es auch noch Energie. Ein Bildschirm mit der neuen Technik verbraucht erheblich weniger Strom als herkömmliche Modelle.
Das erste funktionierende Display auf Basis von Graphen hat die Universität von Cambridge in Zusammenarbeit mit der Firma Plastic Logic entwickelt und im September 2014 vorgestellt. Der hauchdünne und ultraflexible Prototyp war schwarzweiß und hatte eine geringe Auflösung, zudem zogen sich Streifen durch die Anzeige. Bereits fünf Monate später stellten Wissenschaftler der Universitäten von Manchester und Sheffield einen halbtransparenten, graphenbasierten LED-Bildschirm vor. Er war nur 10 bis 40 Atome dick und strahlte Licht über die ganze Fläche ab. Diese Technik könnte durchaus die Basis von halbdurchsichtigen und flexiblen Displays sein.
Wunderwerkstoff – Er machte 2014 viel Furore. Doch auch wenn es wieder etwas ruhiger um den neuen Werkstoff Graphen geworden ist, läuft die Forschung auf Hochtouren. Mit ihm werden richtig faltbare Smartphones möglich.
Das erste flexible Smartphone mit Graphen-Display möchte die Moxi Group, ein kleines chinesisches Start-up, Ende des Jahres auf den heimischen Markt bringen. Es kann wie ein Armband getragen und bei Bedarf geradegebogen werden. Allerdings hat auch dieses noch ein schwarzweißes Bild.
Wann das Material der Zukunft in großem Umfang in Handy-Displays zu finden sein wird, ist schwer zu sagen. Für die Massenproduktion ist Graphen im Moment zu teuer, doch es wird an neuen Herstellungsmethoden geforscht.
Außerdem ist vermutlich noch einiges an Arbeit notwendig, bis die Anzeigen in der Bildqualität mit hochauflösenden LCD- oder OLED-Modellen konkurrieren können. Doch es ist sicherlich nur eine Frage der Zeit, bis wir unsere Handys vor dem Wegstecken aufrollen oder gleich mehrfach zusammenfalten.
Die AMOLED-Technik ermöglicht die Entwicklung klapp- und aufrollbarer Displays, denn im Gegensatz zu LED können statt Glasscheiben auch Kunststofffolien verwendet werden.
Prototypen flexibler Displays auf AMOLED-Basis gibt es bereits. Ein Modell zeigte LG Anfang des Jahres auf der Consumer Electronic Show in Las Vegas. Es ließ sich mit einem Radius von 30 mm zusammenrollen. Ein weiteres hat Samsung auf der Display-Week 2016 in San Francisco präsentiert. Hier betrug der Radius sogar nur 10 mm. Berichten zufolge will die Firma zudem nächstes Jahr ein klappbares Smartphone herausbringen. Zwar wird hier gerne von einem faltbaren Gerät gesprochen, doch der Mindestradius für das Rollen des vorgestellten Prototyps dürfte wohl auch für das Klappen gelten. Mit der revolutionären Graphen-Technologie, an der zurzeit geforscht wird, könnten viel engere Radien und Faltvorgänge möglich werden. Das erste Smartphone mit Graphen-Display, welches ein chinesisches Start-up Ende dieses Jahres auf den heimischen Markt bringen will, lässt sich aber lediglich zu einem Armband verformen und hat einen schwarzweißen Bildschirm. Bis Graphen-Displays qualitativ mit den heutigen Bildschirmtechniken konkurrieren können, dürfte es noch etwas dauern.