Oberflächentechnik INM-Nanopartikel-Tinten für biegsame Displays - KEM

Oberflächentechnik

INM-Nanopartikel-Tinten für biegsame Displays

Printed_touchscreen
Bild: INM/Gabi Klein
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Flexible Smartphones sind für viele Nutzer wünschenswert. Bisher sind die Displays der unzähligen Handys und Pods starr und geben den anatomischen Formen seiner Träger nicht nach. Es ist mittlerweile kein Geheimnis mehr, dass die Großen der Branche an biegsamen Displays arbeiten. Diese könnten mit geeigneten Beschichtungen, die sich kostengünstig über Inkjet-Druck herstellen lassen, bald Realität werden.

Das Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM) präsentiert neue Touchscreens, die durch den Aufdruck von Nanopartikel-Tinten aus transparenten, leitfähigen Oxiden, TCOs (transparent conducting oxides), direkt auf dünne Kunststofffolien hergestellt wurden. Per Inkjet-Druck aber auch per Tiefdruck bilden sich so durchsichtige Bahnen und Strukturen aus, die auch dann noch elektrisch leitend sind, wenn die Folien verformt werden. Dies ermöglicht die Herstellung von Elektrodenstrukturen in einem kostengünstigen Ein-Schritt-Druckprozess.

Üblicherweise werden leitfähige Beschichtungen mit TCOs über Hochvakuumtechniken wie dem Sputtern aufgebracht. Zur Strukturierung der TCO-Schichten sind nach dem Sputtern weitere Prozessschritte erforderlich, wie Photolithographie und Ätzprozesse, die den Gesamtprozess kostenintensiv werden lassen.

Aus den TCOs stellen die Forscher Nanopartikel mit besonderen Eigenschaften her. Die TCO-Tinte entsteht dann durch Zugabe eines Lösemittels und eines speziellen Binders zu diesen TCO-Partikeln. Dabei erfüllt der Binder mehrere Aufgaben: Er bewirkt nicht nur ein gutes Anhaften der TCO-Nanopartikel auf der Folie; er erhöht auch die Biegsamkeit der TCO-Beschichtung: So bleibt die Leitfähigkeit gerade beim Verbiegen der Folien erhalten. In Kombination mit einer angepassten Elektrodenstruktur erlaubt dies die Herstellung flexibler, kapazitiver Touchscreens mit hoher Empfindlichkeit und Auflösung in einem einfachen Druckprozess. Die Beschichtung ist funktionsfähig, nachdem sie bei niedrigen Temperaturen unter +130 °C mit UV-Licht ausgehärtet wurde.

Mit den transparenten, elektrisch leitfähigen Tinten ließen sich Leiterbahnen problemlos auch über klassische Rolle-zu-Rolle-Verfahren herstellen. Die ersten Versuche am INM dazu sind vielversprechend. Die Forscher sind sich einig, dass durch die Verwendung von strukturierten Walzen zukünftig strukturierte, leitfähige Flächen mit hohem Durchsatz kostengünstig gedruckt werden können. bec

www.leibniz-inm.de

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