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Gebogene Touchscreens Weg vom starren Handy-Display

Redakteur: Rebecca Vogt

Um auf gebogenen Smartphones wie gewohnt tippen und wischen zu können, müssen auch die Touchscreens und die elektrischen Schaltkreise darauf gebogen sein. Am Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM) haben Forscher ein Verfahren entwickelt, das solche Schaltkreise auf biegsamen Folien und auf dehnbarem Silikon ermöglicht: die sogenannte photochemische Metallisierung.

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Silberbahnen auf Folie machen gebogene Touchscreens möglich.
Silberbahnen auf Folie machen gebogene Touchscreens möglich.
(Bild: Gabi Klein, INM)

Jedem, der versucht, sich mit dem Handy in der Hosentasche hinzusetzen, wird klar: Handys und Smartphones sind den Tragegewohnheiten ihrer Nutzer noch nicht angepasst. Die Displays der Geräte sind starr und geben den anatomischen Formen ihrer Träger nicht nach. Auf der Hannover Messe 2017 zeigt das INM ein vom ihm neu entwickeltes Verfahren, das Abhilfe schaffen könnte.

Um die verschiedenen Funktionen eines Touchscreens zu bedienen, sind die Oberflächen mit mikroskopisch kleinen, unsichtbaren Leiterbahnen versehen. In den Rändern der Geräte laufen diese Bahnen zu größeren Leiterbahnen zusammen. Bisher mussten die unterschiedlichen Leiterbahnen in aufwändigen Prozessen und in mehreren Schritten hergestellt werden. Durch die photochemische Metallisierung gelingt dies laut INM nun in einem Schritt auf biegsamem Material. Das neue Verfahren sei schnell, flexibel und größenvariabel, zudem kostengünstig und umweltfreundlich. Weitere Prozessschritte für die Nachbehandlung entfielen.

Leiterbahnen können individuell aufgebracht werden

Bei der photochemischen Metallisierung werden Kunststofffolien mit einer photoaktiven Schicht aus Metalloxid-Nanopartikeln überzogen. „Anschließend bringen wir eine farblose, UV-stabile Silberverbindung auf“, erklärt Peter William de Oliveira, Leiter des Programmbereichs Optische Materialien. „Durch die Belichtung dieser Schichtfolge zersetzt sich die Silber-Verbindung an der photoaktiven Schicht und die Silber-Ionen werden zu metallischem, elektrisch leitendem Silber reduziert. Mit diesem Verfahren lassen sich verschieden große Leiterbahnen bis zur kleinsten Größe von einem Tausendstel Millimeter darstellen.“

Mit diesem Grundprinzip könnten Leiterbahnen sehr individuell aufgebracht werden. „Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die wir je nach Anforderung nutzen können: Das Schreiben von Leiterbahnen mittels UV-Laser eignet sich besonders gut für die erste, maßgeschneiderte Anfertigung und das Austesten eines neuen Leiterbahn-Designs. Für die Massenproduktion ist diese Methode jedoch zu zeitaufwändig“, erläutert de Oliveira.

Nutzung durchsichtiger Stempel

Zurzeit arbeiten die Forscher intensiv an einer weiteren Methode: Der Nutzung durchsichtiger Stempel. „Diese Stempel verdrängen die Silberverbindung mechanisch. Leiterbahnen entstehen dann nur dort, wo noch Silberverbindung vorhanden ist“, meint de Oliveira. Da die Stempel aus einem weichen Kunststoff bestehen, könne man sie auf einer Rolle anordnen. Weil sie zudem durchsichtig sind, arbeiten die Forscher am INM nun daran, die UV-Quelle direkt in die Rolle einzubetten. „Somit wären die ersten Schritte für ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren getan“, fasst der Programmbereichsleiter zusammen. Damit ließen sich Leiterbahnstrukturen unterschiedlicher Größe auf Folien im Großmaßstab herstellen.

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