E-Paper vor dem Durchbruch: Warum es dieses Mal klappt

Dass die Entwicklung von kommerziell tragfähigem E-Paper so lange gedauert hat, liegt daran, dass zwei völlig neue Technologien erforderlich sind. Die erste ist „elektronische Tinte“, die den „Ausdruck“ auf dem E-Paper erzeugt, zweitens wird flexible Elektronik benötigt, um die Zusammenstellung von Text und Bildern auf einer Seite zu generieren.

Die Entwicklung der beiden Technologien hat sich als deutlich komplizierter herausgestellt als ursprünglich angenommen. Die meisten Displays, etwa LCDs, bestehen aus zwei grundlegenden Teilen: Einer Rückwandplatine, die kontrolliert, welches Pixel auf dem Displays an- beziehungsweise ausgeschaltet wird, und einer Front, die entweder selbst Licht emittiert oder als Blende fungiert, um die Emission des Lichts einer anderen Quelle zu kontrollieren.

Bei den meisten modernen Displays hat die Rückwandplatine für jedes Pixel einen elektronischen Schalter, das heißt, jedes Pixel kann unabhänhig von anderen gesteuert werden. Solche Displays werden als Active Matrix Displays bezeichnet. Ältere Displays haben diese Schalter nicht, nur eine Matrix von Verbindungen. Diese hören auf den Namen Passive Matrix Displays. Der Nachteil dabei ist, dass für die Veränderung eines Pixels ein kompletter Refresh des Bildschirms notwendig ist, was für Applikationen wie Video deutlich zu langsam ist.

Um die elektronischen Schalter auf der Rückwandplatine herzustellen, wird normalerweise auf ein Glassubstrat eine dünne Siliziumschicht aufgebracht, die dann mit konventionellen Methoden zur Halbleiterfertigung bearbeitet wird. Nur erfordern diese Prozesse eine sehr hohe Temperatur. Dies treibt nicht nur die Herstellungskosten in die Höhe, sondern schließt auch die Nutzung von Substraten aus Materialien wie Kunststoff aus, da sie während der Herstellung schmelzen würden.

Die Lösung des Problems besteht darin, die Transistoren nicht aus Silizium herzustellen, sondern aus einem Material, das bei Raumtemperatur bearbeitet werden kann. Die neu entwickelte Technologie organischer Halbleiter ist dafür perfekt geeignet. Diese Lösung nutzen Philips Polymer Vision und Plastic Logic.

Die Unternehmen haben organische, elektronische Materialien entwickelt, die löslich sind und daher bei Raumtemperatur zu Transistoren gemacht werden sowie auf einem flexiblen Kunststoff-Substrat aufgebracht werden können. Organische Halbleiter haben außerdem den Vorteil, dass man die Schaltkreise tatsächlich konventionell aufdrucken kann, was die Herstellung deutlich günstiger macht.