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Display Wissenschaftler arbeiten an biegsamen Touchscreens

| Redakteur: Katharina Juschkat

Displays, die biegsam sind und sich an verschiedene Formen anpassen können: Wie das Wirklichkeit werden könnte, zeigt das Leibniz-Institut für Neue Materialien auf der Hannover Messe.

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Touchscreens, die sich verformen lassen: Wie das möglich ist, stellt das Leibnitz-Institut für Neue Materialien auf der Hannover Messe vor.
Touchscreens, die sich verformen lassen: Wie das möglich ist, stellt das Leibnitz-Institut für Neue Materialien auf der Hannover Messe vor.
(Bild: Gabi Klein, INM Saarbrücken)

Von gebogenen Displays zu flexiblen: Der neuste Trend bei Smartphones geht zu Displays, die nicht starr bleiben, sondern sich an die anatomischen Formen seiner Träger anpasst – große Hersteller arbeiten bereits an den flexiblen Displays. Das Leibniz-Institut für Neue Materialien zeigt auf der Hannover Messe, wie diese flexiblen Displays Realität werden könnten: Mit Beschichtungen, die sich kostengünstig über Inkjet-Druck herstellen lassen.

Leitfähigkeit bleibt bei Verbiegen der Touchscreens erhalten

Das Institut hat die Touchscreens durch den Aufdruck von Nanopartikel-Tinten aus transparenten, leitfähigen Oxiden, TCOs (Transparent Conducting Oxides) auf dünne Kunststofffolien hergestellt. 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. Das macht die Herstellung von Elektrodenstrukturen in einem kostengünstigen Ein-Schritt-Druckprozess möglich.

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.

Flexible Touchscreens mit hoher Auflösung

„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 °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.

Hannover Messe 2018: Halle 2, Stand B46

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