Gedruckter. biegsamer Touchscreen, Bild: INM

Gedruckter. biegsamer Touchscreen. Bild: INM

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. Wie sie bald Realität werden können, zeigt das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien auf der diesjährigen Hannover Messe, Halle 2/Stand B46 in Halle 2. Es stellt geeignete Beschichtungen vor, die sich kostengünstig über Inkjet-Druck herstellen lassen.

Durchsichtige elektrische Bahnen in neuen Touchscreens

Das INM präsentiert neue Touchscreens, die durch den Aufdruck von Nanopartikel-Tinten aus transparenten, leitfähigen Oxiden, TCOs (TCO, engl.: 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 Hochvakuum-Techniken 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.

Nanopartikel mit besonderen Eigenschaften

„Wir stellen aus den TCOs Nanopartikel mit besonderen Eigenschaften her“, erklärt Peter William de Oliveira, Leiter des Programmbereichs Optische Materialien. „Die TCO-Tinte entsteht dann durch Zugabe eines Lösungsmittels 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 Grad Celsius 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. hei