Rolle-zu-Rolle-Beschichtung für flexible Elektronik
Erstmals 100 m durchgehend hochleitfähiges ITO auf ultra-dünnem Glas deponiert.
Funktionalisierte, gebogene, Oberflächen aus Glas oder Kunststoff, rollbare Displays, hochwertige gebogene Flächen für Architektur oder Innenausstattung im Automobil- oder Luxusmöbelbereich – flexible Materialien ausgestattet mit einer Reihe an Funktionalitäten sind nicht nur Trend sondern erobern bereits viele Märkte. Zukunftsweisende Ideen wie z.B. einer vollfunktionsfähigen, gebogenen und optisch hochwertigen Armatur in Autos oder die Touch-Funktionen für die Fernsteuerung seiner Hauselektronik versiegelt mit haptisch angenehmen, kratzfestem, entspiegeltem Glas in der Armlehne des Designersessels sind in greifbarer Nähe.
Abb.: Das 100 μm dünne flexible Corning Willow Glas wird zum Beschichten ab- und anschließend wieder ausgewickelt. (Bild: Fraunhofer FEP / Jürgen Lösel)
Grundelement für solche Anwendungen ist das passende flexible Substratmaterial, das entsprechende Voraussetzungen und Eigenschaften mitbringen muss. Flexibles, ultradünnes Glas stellt hierfür eine optimale Basis z. B. für gedruckte elektronische Bauelemente dar. Flexible Barrierefolien werden überall dort benötigt, wo Glas nicht zum Einsatz kommen kann, aber die Bauelemente zuverlässige gegen äußere Einflüsse wie das Eindringen von Wasser oder Sauerstoff geschützt werden müssen. Beide Substrate erfordern umfangreiches, technisches Know-How und speziell abgestimmte Prozesse und Technologien, um sie erfolgreich bearbeiten und beschichten zu können.
Das Fraunhofer FEP ist führender Forschungspartner für Oberflächenbeschichtungen und Vakuumbeschichtung und der Abscheidung von organischer Elektronik auf flexible Substrate. Seit vielen Jahren entwickeln wir kontinuierlich unser Know-How speziell im Bereich der Rolle-zu-Rolle-Prozessentwicklung und Vakuumbeschichtung weiter und nutzen hierfür unterschiedliche Forschungs- und Entwicklungslinien am Institut. Seit 2015 agiert das Fraunhofer FEP in diesem Rahmen bereits als Kompetenzzentrum für flexibles Glas.
Dank des exzellenten Prozess-Know-Hows der Experten des Fraunhofer FEP und seiner Kooperationspartner, wird ultra-dünnes flexibles Glas nun rollenweise prozessiert. So wurde nun zusammen mit dem langjährigen Kooperationspartner Corning Incorporated eine komplette 100 m lange Rolle flexiblen Dünnglases im Rolle-zu-Rolle Verfahren mit hochleitfähigen ITO beschichtet. Die Ergebnisse, die auf der kürzlich in Betrieb genommenen Anlage FOSA LabX 330 Glass erzielt wurden, sind beeindruckend: die 100 m flexibles Glas wurden mit hochleitfähigem ITO bei 350 °C Prozesstemperatur defektfrei abgeschieden. „Damit ist der Weg für die Beschichtung von flexiblem Glas zur direkten Umsetzung dieser Substrate in Applikationen geebnet“, blickt Dr. Manuela Junghähnel, Koordinatorin der Aktivitäten zum flexiblen Dünnglas am Fraunhofer FEP begeistert in die Zukunft. Diese Rolle des Corning-Glases wird erstmals auf der Messe FLEX 2017 in Monterey vorgestellt.
Neben den aussichtsreichen Fortschritten in der Beschichtung von flexiblem Glas wurden kürzlich weitere Erfolge in der großflächigen Rolle-zu-Rolle Herstellung und Weiterverarbeitung von Barriereschichten auf Folien erzielt. Dr. John Fahlteich, Arbeitsgruppenleiter am Fraunhofer FEP erläutert die neuesten Ergebnisse: „Nach einer Aufrüstung der Beschichtungsanlage coFlex 600, ist es uns gelungen, ohne aufwändige und kostenintensive Reinraumtechnik, eine Funktionsfolie aus einer Permeationsbarriere und einer transparenten Elektrode mit einer Defektdichte kleiner einem Quadratzentimeter herzustellen. Mit einem Schichtwiderstand kleiner zwölf Ohm eignet sich die Folie hervorragend für den Einsatz in OLED Leuchtfolien oder als Substrat für flexible Solarzellen.“ Ein zusätzlicher positiver Effekt ist die Erhöhung der Prozesszuverlässigkeit und der Ausbeute im Pilotmaßstab, die auch bei anderen Anwendungen wie hochwertigen Verpackungsfolien, Membranen und der gedruckten Elektronik zu einer Kostenreduktion und Erhöhung der Performance führt.
Die Wissenschaftler des Fraunhofer FEP werden am 20. und 22. Juni auf der Konferenz zur FLEX 2017 in Monterey/USA diese Themen näher in ihren Vorträgen beleuchten und stehen im Rahmen der Messe am Stand Nr. 1004 gern für detaillierte Diskussionen und Fragen zur Verfügung.
FEP / LK
