Herkömmliche Touchscreens besitzen eine hauchdünne Elektrode aus Indium-Zinn-Oxid. Allerdings gibt es nur wenige Indium-Vorkommen auf der Welt. Ein alternatives Elektrodenmaterial besteht im Wesentlichen aus Kohlenstoff Bild: Fraunhofer

Touchscreens sind beliebt. Doch die Technik hat ihren Preis, denn die kleinen Bildschirme enthalten seltene und teure Elemente. Fraunhofer-Forscher entwickeln daher ein alternatives Display aus erneuerbaren, preisgünstigen und weltweit verfügbaren Rohstoffen.

Auf Touchscreens kann man schreiben, navigieren, Menüfenster öffnen oder Bilder drehen. Auf den ersten Blick grenzt die Technik an ein Wunder, doch in Wirklichkeit 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.

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. Zum einen der Träger, eine dünne Folie aus dem preisgünstigen Plastikflaschen-Kunststoff Polyethylenterephthalat, kurz PET. 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.

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 früher oder später. 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 können sind sehen lassen: 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 unterschiedlich einsetzen. Kolaric: „Man könnte daraus sogar eine Photovoltaikfolie herstellen, um gewellte Dächer zu verkleiden." ub