Hersteller entwickeln neue Verfahren auf der Basis von Nanotechnologie
Elektronisches Papier ersetzt Preisschilder

Wiederbeschreibbare Computerdisplays, die ähnlich wie Papier aussehen und sich auch so anfühlen, sollen in Zukunft klassische Druckerzeugnisse ersetzen. Text und Bilder werden auf Knopfdruck aktualisiert. Nanostrukturierte Materialien erzielen dabei eine bisher unerreichte Bildqualität.

HB DÜSSELDORF. Gut ein Dutzend Firmen rund um den Globus arbeiten derzeit intensiv daran, elektronisches Papier auf den Markt zu bringen. Einer der Entwickler ist das Darmstädter Chemieunternehmen Merck KGaA, das jüngst mit dem irischen Hochschul-Spin NTera Ltd. -Off die Produktion und Vermarktung von Nanomaterialien zur Herstellung neuartiger Flachdisplays vereinbart hat. Die Geräte sollen in ihren optischen Eigenschaften der Qualität von Druckseiten nahe kommen, hohe Helligkeit und Kontrast über einen weiten Betrachtungswinkel bieten sowie einen papierweißen Hintergrund ermöglichen.

Die Nano-Chromics-Displays des irischen Unternehmens basieren auf nanostrukturierten Filmelektroden, die aus Metalloxid-Halbleitern und tausenden von so genannten Viologen-Molekülen bestehen. Die transparenten Filmelektroden nutzen einen elektrochromatischen Effekt: Wird eine Spannung angelegt, wechseln die unterschiedlichen Viologene in dem Display ihre Farbe. Für einen blütenweißen Hintergrund im Display sorgt ein Reflektor aus einem nanostrukturierten Titandioxid-Film.

Diese Chemikalie ist aus der Herstellung von weißem Papier bekannt. Der Tinteneffekt entsteht dadurch, dass die Viologene vor diesem reflektierenden Hintergrund ihre Farbe verändern. "Der Fertigungsprozess der Nano-Chromics-Displays ist so ausgelegt, dass er den etablierten Verfahren zur Herstellung von Flachbildschirmen auf Flüssigkristall-Basis nahe kommt", betont Prof. Thomas Schreckenbach, der in der Geschäftsleitung von Merck für das Arbeitsgebiet Chemie verantwortlich ist. Etablierte Bildschirmhersteller seien ohne größere Anpassungen in der Lage, die neuen Displays großtechnisch zu produzieren. Dadurch würden hohe Stückzahlen und ein Preis auf dem gegenwärtigen Niveau von Flüssigkristall-Bildschirmen möglich.

Steckt die Kooperation zwischen Merck und NTera noch in den Anfängen, ist das US E-Unternehmen Ink Corporation schon einen Schritt weiter. Es hat in Woburn im Bundesstaat Massachussets bereits eine Halbleiterfabrik zur Herstellung biegsamer Plastikdisplays errichtet. Bereits in diesem Jahr will das von Wissenschaftlern des Media-Lab am Massachusetts Institute of Technology (MIT) gegründete Unternehmen - an dem auch die deutsche Degussa über ihre Tochter Creavis GmbH beteiligt ist - weitere Prototypen ihrer flexiblen Monitorbildschirme vorstellen. Mitte 2003 soll die Massenproduktion anlaufen und gemeinsam mit Philips Components die Vermarktung beginnen.

Im elektronischen Papier von E Ink liegt eine Schicht aus 100 Mikrometer messenden Kügelchen zwischen zwei Elektroden. In den Mini-Bällchen schwimmen in einer durchsichtigen Flüssigkeit schwarze und weiße Pigmente, die negativ beziehungsweise positiv geladen sind. Je nach anliegender Elektrodenspannung bewegen sich entweder die weißen oder die schwarzen Pigmente an die Oberfläche des elektronischen Papiers und erzeugen ein helles oder ein dunkles Pixel. Farbige Anzeigen will E Ink ähnlich wie in Flüssigkristallbildschirmen mit über dem elektronischen Papier liegenden Farbfiltern herstellen.

Nach einem ähnlichen Prinzip wie das E-Ink-Produkt funktioniert auch eine Entwicklung des legendären kalifornischen Forschungslabors Xerox Palo Alto Research Center (PARC), die mittlerweile vom Kunststoffhersteller 3M auf langen Rollen hergestellt werden kann. Dieses elektronische Papier besteht aus einem transparenten und 0,2 Millimeter dünnen Silikon-Gummi, der mit Millionen winzigen Kügelchen gefüllt ist. Die zur Vermarktung des SmartPaper eigens gegründete Firma Gyricon Media hat bereits preiswerte, leichte und vor allem Strom sparende E-Paper-Etiketten vorgestellt, die als Werbeflächen oder digitale Preisschilder in Supermärkten zum Einsatz kommen.

Allerdings lassen die Auflösung und Lesbarkeit bei hellem Sonnenlicht noch zu wünschen übrig. "In etwa zwei bis drei Jahren können wir damit rechnen, dass das digitale Papier in Handys und Taschencomputern (PDA) eingesetzt wird", prognostiziert Tim Bajarin, Chef des kalifornischen Marktforschungsinstituts Creative Strategies. Als Ersatz für Bücher, Zeitungen oder Zeitschriften komme es aber wohl erst in etwa fünf bis zehn Jahren in Betracht. Das Marktvolumen für derartige Produkte wird in den kommenden zehn Jahren auf mehr als 18 Mrd. Dollar geschätzt.

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