Mehr Farben für Displays durch künstliche Muskeln

Geregelter Kaleidoskop-Effekt durch optische Polymere

In der Schweiz arbeiten Wissenschaftler derzeit an einem Verfahren, mit dem sich Kunststoffverbindungen beim Anlegen einer Spannung wie ein Muskel verhalten. Sie bilden damit Refraktionslinsen, die einen Teil des sichtbaren Lichts so fokussieren, dass zukünftige Displays eine weitaus höhere Farbtiefe erreichen können.

Digitale Bildschirme, gleich ob LCDs, Plasmas oder Beamer, haben in der Regel ein prinzipbedingtes Problem: Der Farbraum entspricht nicht dem menschlichen Sehen, selbst bei den üblichen 16,7 Millionen möglichen Farben lassen sich bei feinen Verläufen wie etwa einem blauen Himmel noch Abstufungen ausmachen.

Zwar ist die Lichtquelle in der Regel mit einem relativ reinen Weiß ausgestattet, doch die digitalen Schalter lassen nur einen Teil dieses Spektrums durch. Das wollen Forscher der ETH Zürich nun ändern: Sie haben aus einem neuartigen Kunststoff feine Linsen konstruiert, die an die Stelle etwa von LCD-Pixeln treten sollen. Die Linsen werden von hinten beleuchtet und durch Anlegen einer Spannung gekrümmt. Da die Mikro-Optiken wie ein Kaleidoskop das Farbspektrum des Lichts aufspalten, können sie sehr viele Farben hervorbringen. Über einen Spalt an der Oberseite des optischen Elements wird, je nach Krümmung der Linse, nur eine bestimmte Wellenlänge durchgelassen.

Ihre Entdeckung bezeichnen Manuel Aschwanden und Andreas Stemmer von der ETH Zürich auch als "künstlichen Muskel", da das Polymer sich wie biologische Muskeln verhält, die ebenfalls spannungsgesteuert arbeiten. Die Spannung stellte sich auch als das Kernproblem heraus, denn anfangs waren noch etwa 1.000 Volt nötig, um das Polymer definiert zu verformen, inzwischen klappt das Verfahren auch schon mit 300 Volt, was die Forscher für kommerzielle Anwendungen für geeignet halten. Wann derartige Displays jedoch serienreif sein könnten, geben die Wissenschaftler noch nicht an.

Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten sind in der Zeitschrift Optics Letters in der Ausgabe 17 vom 9. August 2006 nachzulesen.