Schärfer wird es nicht: Neuartiges E-Paper erreicht Auflösung des menschlichen Auges – ohne Lichtquelle

Ein Forscherteam unter Leitung der Chalmers University of Technology und der Uppsala University in Schweden hat ein neuartiges Display entwickelt, das die visuelle Wahrnehmungsgrenze des menschlichen Auges erreicht – und das ganz ohne Hintergrundbeleuchtung. Das sogenannte Retina E-Paper, vorgestellt in der Fachzeitschrift Nature, nutzt reflektierende Nanostrukturen, um die baulich bedingten Grenzen moderner Display-Technologien zu durchbrechen und eine bisher unerreichte Bildschärfe und Energieeffizienz zu bieten.

Von OLED zu elektrochrom: Ein neuer Ansatz für Display

Während OLED- und Micro-LED-Displays bei extremer Miniaturisierung an physikalische Grenzen stoßen – etwa bei Helligkeit, Farbstabilität und Energieverbrauch –, setzt das Retina E-Paper auf eine völlig andere Funktionsweise: Es nutzt das Umgebungslicht. Statt selbst zu leuchten, reflektieren elektrochromische Nanopixel das einfallende Licht. Sie bestehen aus Wolframtrioxid (WO₃) auf einem platin-aluminiumhaltigen Substrat. Durch gezielte Einlagerung von Ionen kann das Material zwischen isolierendem und metallischem Zustand wechseln, wodurch Farben elektrisch gesteuert werden.

Bis zu 25.000 PPI

Jeder Pixel des Retina E-Paper misst nur rund 560 Nanometer – kleiner als viele Viren. Damit erreicht das neuartige Display eine Pixeldichte von über 25.000 PPI. Schärfere Bilddarstellungen kann das menschliche Auge nicht wahrnehmen. Zum Vergleich: Typische OLED-Monitore wie der ASUS ROG Strix OLED XG27AQDMG (derzeit rund 530 Euro auf Amazon) haben bei 2560 × 1440 Pixeln auf rund 27 Zoll Pixeldichten von 110 PPI.

Für die Farbsteuerung kommen Mie-Streuung und Gittermodi zum Einsatz, wodurch sowohl additive (RGB) als auch subtraktive (CMY) Farbmischungen möglich sind. Der Kontrast liegt bei rund 50 Prozent, die Lichtreflexion bei 80 Prozent. In Tests wurde eine Schaltzeit von 40 ms gemessen, was eine Videowiedergabe mit mehr als 25 Bildern pro Sekunde ermöglicht. Der Energieverbrauch ist dabei minimal: rund 1,7 mW/cm² für Videos und nur 0,5 mW/cm² für statische Inhalte.

Aktuell existieren noch keine Fotos eines Vorführgeräts oder funktionsfähigen Prototyps, der das Retina E-Paper in einem kompletten Display zeigt. Bislang bei Nature veröffentlichte Aufnahmen zeigen lediglich mikroskopische Aufnahmen der Nanopixel-Struktur sowie Demonstrationsbilder.