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02.02.2011 | Fraunhofer: Touchscreen aus Kohlenstoff
Touchscreens sind in, doch die Technik hat ihren Preis: Die kleinen
Bildschirme enthalten seltene und teure Elemente.
Fraunhofer-Forscher entwickeln daher ein Display aus erneuerbaren,
preisgünstigen und weltweit verfügbaren Rohstoffen.
Touchscreens sind in, doch die Technik hat ihren Preis: Die kleinen
Bildschirme enthalten seltene und teure Elemente.
Fraunhofer-Forscher entwickeln daher ein Display aus erneuerbaren,
preisgünstigen und weltweit verfügbaren Rohstoffen.
Eine leichte Berührung mit den Fingerspitzen genügt: Auf
Touchscreens kann man mühelos schreiben, navigieren, Menüfenster
öffnen oder Bilder drehen. Innerhalb von Sekundenbruchteilen wird
die Berührung umgesetzt in Steuerbefehle, die ein Computer
versteht. Auf den ersten Blick grenzt die Technik an ein Wunder.
Tatsächlich ist sie wenig mysteriös: Unter der Glasoberfläche des
Displays befindet sich eine hauchdünne Elektrode aus
Indium-Zinn-Oxid, kurz ITO. Das Material ist für den Einsatz in
Touchscreens geradezu ideal: Es leitet geringe Ströme hervorragend
und lässt die Farben des Displays ungehindert passieren. Doch es
gibt ein Problem: Weltweit gibt es nur wenige Indium-Vorkommen. Auf
lange Sicht fürchten die Elektrogerätehersteller, vom Preisdiktat
der Anbieter abhängig zu werden. Indium zählt man daher zu den
sogenannten »strategischen Metallen«.
Die Industrie ist daher stark an ITO-Alternativen interessiert, die
ähnlich leistungsfähig sind. Fraunhofer-Forschern ist es jetzt
gelungen, ein neues Elektrodenmaterial zu entwickeln, das ITO
ebenbürtig und dazu noch deutlich billiger ist. Hauptbestandteile
sind Kohlenstoff-Nanoröhrchen, Carbon-Nanotubes und preiswerte
Polymere. Die neue Elektrodenfolie ist aus zwei Schichten
aufgebaut: Da ist einmal der Träger, eine dünne Folie aus dem
preisgünstigen Plastikflaschenkunststoff PET
(Polyethylenterephthalat). Dazu kommt eine Mischung aus
Carbon-Nanotubes und elektrisch leitenden Polymeren, die als Lösung
auf das PET aufgetragen wird und beim Trocknen einen dünnen Film
bildet.
Stabil durch Carbon-Nanotubes
Verglichen mit ITO waren derartige Kunststoffverbünde bislang nicht
besonders haltbar. Feuchtigkeit, Druck oder UV-Licht setzten den
Polymeren zu. Die Schichten wurden mürbe und versagten. Erst
Carbon-Nanotubes haben sie stabil gemacht: Die Kohlenstoffröhrchen
härten auf dem PET zu einem stabilen Netzwerk aus, in dem sich die
elektrisch leitfähigen Polymere fest verankern können. So bleibt
die Schicht lange haltbar.
»Zwar ist der elektrische Widerstand unserer Schicht etwas größer
als der von ITO«, räumt Projektleiter Ivica Kolaric vom
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
in Stuttgart ein. »Doch für eine Anwendung in elektrischen Geräten
reicht das allemal.« Die Vorzüge sind unschlagbar: Kohlenstoff ist
nicht nur kostengünstig und überall auf der Welt zu haben, sondern
zugleich eine erneuerbare Ressource, die man beispielsweise aus
Holz gewinnen kann.
Anwendungen für die neue Technik gibt es viele: Die Folie ist
flexibel und lässt sich daher vielseitig einsetzen. »Man könnte
daraus sogar Photovoltaikfolie herstellen, um gewellte Dächer oder
andere unebene Strukturen zu verkleiden«, resümiert Kolaric. Eine
Pilotfertigung gibt es am IPA bereits. Dort können die Forscher die
Folie für verschiedene Einsatzgebiete optimieren.
Auf der Messe „nano tech“ in Tokio werden Kolaric und seine
Kollegen vom 16. bis 18. Februar ihre neuen
Kohlenstoff-Touchdisplay präsentieren. Seit 2003 stellt Fraunhofer
neue Entwicklungen auf der jährlich stattfindenden Messe aus.
Hier geht es weiter zu www.fraunhofer.de
