Nano-Argovia-Projekte – In Zukunft faltbar und rollbar

Im Nano-Argovia-Projekt META-DISPLAYS entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein Bauteil für roll- und faltbare Bildschirme, das die Ausbreitung des Lichts gezielt verändern und steuern soll. Dieser sogenannte Metasurface-Phasenverzögerer muss farbneutral sein und Licht gut passieren lassen. Um den Kontrast zu maximieren, soll er allerdings Rückreflektionen reduzieren. Vor allem muss er extrem dünn sein, damit der Bildschirm hoch flexibel bleibt.

In Zukunft werden vermehrt flexible Bildschirme eingesetzt. (Bild: Rolic Technologies)

Verschiedene Anforderungen
In Zukunft wird es vermehrt falt- und rollbare Bildschirme, Tablets und Smartphones geben. Die darin enthaltenen Bauteile müssen dünner sein als herkömmliche Elemente, damit eine hohe Flexibilität gewährleistet ist. Um den Kontrast der Displays zu maximieren, ist es zudem erforderlich, die Rückreflektion des Umgebungslichts zu reduzieren.

Die am Nano-Argovia-Projekt META-DISPLAYS beteiligten Forschenden vom CSEM in Muttenz, vom Paul Scherrer Institut (PSI) und von Rolic Technologies Ltd. entwickeln dafür einen sogenannten Metasurface-Phasenverzögerer, der im Zusammenspiel mit einem Polarisator diese Bedingungen erfüllen soll – dabei aber hochtransparent bleibt.

Vielversprechende strukturierte Oberflächen
Ein Metasurface-Phasenverzögerer besitzt winzige Strukturen auf seiner Oberfläche. Diese nanoskaligen Strukturen sind in der Lage, die Phasen des elektromagnetischen Feldes, das von der Lichtquelle abgestrahlt wird, sehr effektiv zu steuern. Durch den Einsatz modernster lithografischer Methoden ist es möglich, die Oberflächen der Phasenverzögerer auf ganz unterschiedliche Art und Weise zu strukturieren und so die gewünschte hohe Phasenverzögerung des Lichts beim Passieren einer Schicht von nur einigen hundert Nanometern zu erzielen.

Das von Dr. Benjamin Gallinet (CSEM) geleitete Team wird dabei verschiedene Nanostrukturen auf der Oberfläche testen. Das Ziel ist es, die Kombination zu identifizieren, mit der die Dicke des Phasenverzögerer verringert werden kann, aber gleichzeitig eine hohe Transmission und Farbneutralität erreicht wird. Die Forschenden verwenden dabei nanotechnologische Lithografie-Methoden (Ultraviolett-Nanoimprint-Lithographie), die sich auch im industriellen Massstab anwenden lassen.

«Ein Metasurface-Bauteil wird es Rolic ermöglichen, seinen Wettbewerbsvorteil als Materiallieferant für die Display-Industrie zu stärken. Darüber hinaus hat die Metasurface-Technologie auch in anderen Segmenten der Unterhaltungselektronik, zum Beispiel als flache Bildschirmelemente in Smartphones grosses Potenzial.»

Dr. Richard Frantz, Leiter Entwicklung, Rolic Technologies Ltd.

Weitere Informationen:

Nano-Argovia-Programm
www.nanoargovia.swiss

Rolic Technologies Ltd.
https://on.basf.com/3xtllYA

CSEM
https://www.csem.ch/Home

Paul Scherrer Institut
https://www.psi.ch/de