Die Forscher der Chalmers Universität für Technologie in Schweden haben eine neue Methode für reflektierende Displays erfunden, die auch als E-Paper oder E-Ink bezeichnet werden. Sie nutzt zwar auch das Umgebungslicht, um Strom zu sparen, und ermöglicht superdünne Displays, bietet jedoch zusätzlich eine hohe Farbbrillanz, die es bisher so nicht gab. Besonders im Gegensatz zur LCD/LED-Methode benötigt der neuartige Aufbau des elektronischen Papiers extrem wenig Strom und zeigt trotzdem eine helle Darstellung. Denkbar sind solche Displays als Werbeposter, in E-Readern und anderen Geräten, auf denen Nutzer lange, ermüdungsarm und energiesparend lesen wollen. Weitere Vorteile von E-Paper: niedriges Gewicht, hohe Flexibilität und optimale Lesbarkeit auch bei schwierigen Lichtverhältnissen. Die Chemiker veröffentlichten ihre Ergebnisse kürzlich in der Zeitschrift Nano Letters.

E-Paper arbeiten mit einer passiven Anzeige. Es muss im Gegensatz zu LED-Technologien nicht durchgehend lichtgebende Elemente anschalten, um etwas darzustellen. Das wirkt sich stark auf den Energieverbrauch aus und hat noch andere Vorteile: Bei reflektierenden Displays spielt der Ansichtswinkel keine Rolle und der Kontrast passt auch draußen im Sonnenlicht. Doch es gab immer ein Problem: Die Farben besaßen keine hohe Qualität. Viele E-Reader stellen aus diesem Grund überhaupt keine Farben dar. Das könnte sich jetzt ändern. Doktorandin Marika Gugole von der chemischen Fakultät erklärt die Aufgabenstellung: „Damit reflektierende Bildschirme mit den energieintensiven digitalen Bildschirmen, die wir heute verwenden, konkurrieren können, müssen die Bilder und Farben mit der gleichen hohen Qualität wiedergegeben werden. Das wird der eigentliche Durchbruch sein.“

Chemiker der Chalmers Universität hatten zuvor schon erreicht, die gleiche Menge an Farben darzustellen wie beim LED. Das gelang ihnen über anorganische Nanostrukturen auf der Basis von Wolframtrioxid (WO3), das bereits bei „intelligenten Fenstern“ zum Einsatz kommt. Allerdings litt die Bildqualität. Das Problem: Für eine gute Darstellung waren viele Subpixel notwendig, die erreicht die E-Paper-Technologie mit semitransparenten Gegenelektroden. Umso mehr davon jedoch zum Einsatz kommen, desto stärker sinkt die Gesamtreflexion: Die Darstellung wird immer dunkler. Die Gruppe suchte also eine Methode, die mehr Farben darstellen kann, damit man nicht so viele reflexionsmindernde Elektroden für Subpixel verwenden muss. Die erste Lösung lag darin, einen dünnen Platinfilm als Spiegel einzusetzen. Damit erreichte man einen breiten Farbbereich und einen hohen Reflexionsgrad. Noch wichtiger war aber, dass ihnen die Lösung ermöglichte, die Schichtreihenfolge zu ändern. Sie setzten die elektrochemischen Zellen hinter die reflektierende Oberfläche und vermieden damit die Reflexionsminderung durch die Elektroden. Das Ergebnis: helle, hochauflösende Darstellung bei knackigen Farben. Der Energieverbrauch betrage dabei fast null, da das Umgebungslicht genutzt werde, erklären die Autoren.

Forschungsleiter Andreas Dahlin kann sich eine industrielle Lösung schon in kurzer Zeit vorstellen. Er ist sich sicher:„Ein großes Industrieunternehmen mit der entsprechenden technischen Kompetenz könnte im Prinzip innerhalb von ein paar Monaten mit der Entwicklung eines Produkts mit der neuen Technologie beginnen.“ Neben Smartphones, Tablets und Außenwerbung stellt er sich den Einsatz auch in beweglichen digitalen Bildschirmen vor.