Om touchscreens op smartphones en tablets te laten functioneren, microscopisch fijne geleiderpaden zijn vereist op hun oppervlakken. Wanneer de vingers van de gebruiker erop tikken of erover vegen, elektrische circuits openen en sluiten, waardoor de verschillende functies van de smartphone mogelijk worden. Aan de randen van de apparaten, deze microscopische circuitpaden komen samen om grotere geleidende paden te vormen. Tot nu, deze verschillende geleidende paden moesten in tijdrovende processen in verschillende stappen worden vervaardigd. De onderzoekswetenschappers van INM – Leibniz-Institute for New Materials presenteren nu een nieuw proces dat, in een enkele stap, maakt het mogelijk om geleidende paden van slechts enkele micrometers breed te maken op dragermaterialen zoals glas, maar ook op flexibele folies. Op plastic folie, vooral, productie met behulp van het roll-to-roll-proces wordt zo bijzonder efficiënt. Als resultaat, nieuwe ontwerpen voor apparaten met flexibele of zelfs oprolbare displays zijn mogelijk.

De onderzoekers presenteren hun resultaten van 25 t/m 29 april 2016 in hal 2 op stand B46 van de Hannover Messe in het kader van de toonaangevende vakbeurs voor R&D en Technology Transfer.

Voor het nieuwe proces de ontwikkelaars gebruiken een proces dat bekend staat als fotochemische metallisatie:wanneer een fotoactieve laag wordt bestraald met UV-licht, kleurloze zilververbindingen worden omgezet in elektrisch geleidend metallisch zilver. Er kunnen verschillende methoden worden toegepast om de zilververbinding in paden of andere structuren op plastic folie of glas over te brengen. Op deze manier, paden van verschillende grootte tot de kleinste grootte van een duizendste van een millimeter kunnen worden bereikt. Door deze te bestralen met UV-licht, overeenkomstige geleidende paden worden gecreëerd.

"Eerst, de folies zijn gecoat met een fotoactieve laag van metaaloxide nanodeeltjes, "Peter Willem de Oliveira, Hoofd Optische Materialen uitgelegd. "Daarna brengen we de kleurloze, UV-stabiele zilververbinding." Door bestraling van deze opeenvolging van lagen, de zilververbinding desintegreert op de fotoactieve laag en de zilverionen worden gereduceerd tot metaal, elektrisch geleidend zilver. Oliviera voegde eraan toe dat dit proces verschillende voordelen bood:omdat het snel is, flexibel, variabel in grootte, goedkoop en milieuvriendelijk, verdere processtappen voor nabehandeling werden overbodig.

Dit basisprincipe maakt het mogelijk om zeer individueel geleidende paden te creëren. "Er zijn drie verschillende mogelijkheden die we kunnen gebruiken, afhankelijk van de vereisten:'Het schrijven van geleidende paden' met behulp van UV-lasers is het proces dat bijzonder geschikt is voor de eerste op maat gemaakte prototypeproductie en het testen van het nieuwe ontwerp van het geleidende pad. voor massaproductie, deze methode is te tijdrovend, " legde de natuurkundige de Oliveira uit.

Voor het structureren kunnen ook fotomaskers worden gebruikt die alleen UV-licht doorlaten op de gewenste posities. "Voor een 'semi-continu proces' zijn ze bijzonder geschikt voor het aanbrengen van de geleidende paden op glas, ', zegt de materiaaldeskundige.

De onderzoekers werken momenteel intensief aan een derde methode, het gebruik van transparante postzegels. "Deze stempels drukken de zilververbinding mechanisch uit; geleidende paden treden dan alleen op waar er nog zilververbinding is, " verklaarde de Oliveira. Omdat de postzegels van zacht plastic zijn, ze kunnen op een rol worden gerangschikt. Omdat ze transparant zijn, onderzoekers van INM werken nu aan het direct inbedden van de UV-bron in de rol. "Dus, de eerste stappen voor een roll-to-roll-proces zouden al zijn gezet, concludeerde de Head of Optical Materials groep. Het zou dus mogelijk zijn om op grote schaal geleidende padstructuren van verschillende afmetingen op folies te vervaardigen.