Günstige und nahezu unzerbrechliche Saphir-Bildschirme kommen in Sicht

Gerüchten zufolge wird Apple in diesem Herbst iPhones mit einem Saphir-Display verkaufen, das kaum zu zerkratzen ist.

Kristallklar : Die Scheibe in der Mitte dieses speziell entwickelten Ofens ist eine Saphirplatte, dünner als ein menschliches Haar. Es wurde aus der dickeren Scheibe aus unpoliertem Saphir hergestellt, die daneben zu sehen war.

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Der angebliche Lieferant dieses Saphirs, GT Advanced Technologies , kann nicht so viel bestätigen. Aber diese Woche zeigte mir das Unternehmen ein neues Herstellungsverfahren, mit dem kostengünstige Saphirplatten hergestellt werden können, die ungefähr halb so dick sind wie ein menschliches Haar Smartphone-Bildschirm kann aus Saphir bestehen). Die Herstellungstechnologie, bekannt als Ionenbeschleuniger, kann feine Platten aus anderen teuren Materialien herstellen, so dass sie auch zu besserer und billigerer Elektronik und Solarzellen führen könnte.



Saphir oder kristallines Aluminiumoxid kommt in der Natur vor, kann aber auch hergestellt werden. Es ist nach Diamant an zweiter Stelle in der Härte, obwohl eine falsche Verarbeitung Defekte hinterlassen kann, die es spröde machen. Aufgrund seiner kratzfesten Eigenschaften wird es seit langem für die Herstellung von LEDs, Sensoren an Raketen und Bildschirmen einiger High-End-Telefone verwendet, die bis zu 10.000 US-Dollar kosten.

Saphir war jedoch für eine weit verbreitete Verwendung zu teuer. Ein vollständig aus Saphir gefertigter Bildschirm, wie es die kommenden iPhones sein mögen, bleibt fünfmal so teuer wie ein normaler Bildschirm oder jeweils 15 bis 20 US-Dollar. Aber das Laminieren von Glas mit Saphir könnte die Kosten nach Schätzungen von . auf 6 US-Dollar senken Eric Virey , Analyst des Marktforschungsunternehmens Yole Développement.

Smartphone-Hersteller nutzen seit langem die Fortschritte in der Glasproduktion, um Geräte mit stärkeren und haltbareren Bildschirmen herzustellen. Der bekannteste dieser Bildschirme besteht aus Cornings Gorilla Glass, das in iPhones verwendet wird. Aber selbst Gorilla Glass ist anfällig für Kratzer und Risse, und der Austausch des Glases ist teuer.

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Der herkömmliche Ansatz zur Herstellung von Saphirplatten besteht darin, einen großen Kristall des Materials – sagen wir 40 Zentimeter im Durchmesser – in Wafer mit einer Dicke von einigen hundert Mikrometern zu zersägen. Diese Wafer können dann dünner gemacht werden, aber das erfordert mehr Sägen und dann das Abschleifen des Saphirs, wodurch riesige Mengen an Saphir verschwendet werden.

GT verfolgt einen anderen Ansatz bei seiner neuen Maschine, die die Größe eines Betonmischwagens hat und in seinen Labors in Danvers, Massachusetts, betrieben wird. Die Maschine schießt Wasserstoffionen auf eine Saphirscheibe und implantiert die Ionen bis zu einer Tiefe von 26 Mikrometern. Anschließend kann der Wafer entnommen und aufgeheizt werden, sodass die Wasserstoffionen Wasserstoffgas bilden, das sich ausdehnt und eine 26 Mikrometer dicke Saphirschicht abhebt.

Ted Smick, Vice President of Equipment Engineering bei GT, sagt, dass der nächste Schritt darin besteht, ein System zu entwickeln, das die Handhabung von Saphir-Wafern so automatisiert, dass Saphirplatten mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden. Er schätzt, dass die Gestaltung und Umsetzung eines solchen Prozesses etwa neun Monate dauern wird.

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