Fraunhofer FEP präsentiert ultradünnes und rollbares Glas für flexible Elektronik

Glas, das biegsam und flexibel genug ist, um es direkt von der Schmelze auf Rolle zu wickeln, ist keine Zukunftsvision, sondern Realität. Bereits auf der führenden Fachmesse für gedruckte Elektronik LOPEC vom 28. bis 30. März in München zeigen die Partner an ihren Messeständen Exponate zu flexiblem Dünnglas. (Halle B0: Fraunhofer FEP – Stand 318, SCHOTT – Stand 106, VON ARDENNE – Stand 210). Der internationale Technologiekonzern SCHOTT präsentiert dort gleich mehrere ultradünne Glastypen, die sich durch ihr hohes Maß an Flexibilität nicht nur um den Finger, sondern auch auf Rolle wickeln lassen. Das Highlight am Messestand ist ein seriennaher Prototyp von ultradünnem Glas auf Rolle, das im Rahmen des Forschungsprojektes KONFEKT in enger Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (Fraunhofer FEP) und den Unternehmen tesa SE und der Von Ardenne GmbH noch bis Mitte 2018 optimiert und weiterentwickelt wird.

Ultradünnglas als Basis-Technologie

Mit einer minimalen Dicke von 25 Mikrometern (µm) sind die innovativen Gläser von SCHOTT dünner als ein menschliches Haar. In ultradünnen Dicken unter 150 Mikrometern erweisen sie sich als biegbar und zugleich stabil und bieten zudem ähnliche Eigenschaften wie Polymerfolien. Daraus resultieren Vorteile gegenüber anderen Substratmaterialien wie etwa Kunststoffen, Metallen oder Silizium. Hinzu kommt, dass Glas als anorganisches Material sehr vielfältige Vorzüge bietet, sei es die optische Qualität, die Temperaturstabilität, die chemische Beständigkeit, die Gasdichte, oder die mechanische Festigkeit.

VISION | Flexible Glass

Im Anschluss an die LOPEC, am 4. und 5. April 2017, veranstaltet das Fraunhofer FEP in Dresden ein internationales Forschungs- und Networking-Event namens „VISION | Flexible Glass" (www.fep.fraunhofer.de/visionflexible), das sich auf die Weiterentwicklung von ultradünnem, flexiblem Glas fokussiert. Dazu lädt das Institut zahlreiche Experten an den runden Tisch, um über die Zukunft des spannenden Werkstoffes zu diskutieren.

Dr. Manuela Junghähnel, Leiterin des Kompetenzzentrums für „Flexibles Glas" am Fraunhofer FEP, freut sich: "Das Fraunhofer FEP als führendes Forschungs- und Entwicklungszentrum für die Prozessierung mit flexiblem Glas konnte zur VISION | Flexible Glass die weltweiten Keyplayer der Branche versammeln: Glashersteller, Maschinenbauer, Anwender. Wir versprechen uns von diesem Event durch eine weitere Vernetzung innovative Ideen für zukunftsweisende Anwendungsgebiete."

Bei dem Workshop und auf der LOPEC 2017 zeigen die Entwicklungspartner, wie es gelingen kann, ultradünne Glassubstrate in die Massenfertigung für Anwendungen in der organischen und gedruckten Elektronik zu überführen.

Bereits seit Herbst 2013 arbeiten sie an der Erforschung eines „konfektionierbaren Dünnglas-Substratsystems für Anwendungen der Organischen Elektronik". Das Projekt KONFEKT läuft bis Mitte 2018, kann allerdings heute schon beachtliche Fortschritte verzeichnen. So konnte gegenüber dem Vorjahr beispielsweise die Kantenfestigkeit des Glases deutlich verstärkt werden. Zwar bestehen weiterhin Herausforderungen, die es in den kommenden Monaten zu bewältigen gibt – die Partner sind aber optimistisch, das Glas auf Rolle durch intensive Forschungsarbeit und eine enge, produktive Kooperation bis zur Marktreife zu führen.

„Gedruckte Elektronik ist ein interessanter Wachstumsmarkt, für den ultradünne Spezialgläser das optimale Substratmaterial darstellen", so Thomas Wiegel, Anwendungsingenieur für Ultradünnglas bei SCHOTT. „Aus diesem Grund freuen wir uns, den Besuchern der LOPEC und der VISION | Flexible Glass einen exklusiven Einblick in unsere Forschungsarbeit zu geben. Auch haben wir einen seriennahen Prototyp von Glas auf Rolle mit dabei, der greifbar veranschaulicht, wo wir aktuell stehen und wohin die Reise geht".

Da ein Glasbruch beim Abrollen sowie der Verarbeitung des ultradünnen Glases unbedingt vermieden werden muss, legen die Kooperationspartner aktuell ihren Fokus auf die Optimierung dieses Faktors. Ziel ist es, schlussendlich nur solche Glasrollen auszuliefern, die höchsten Qualitätsansprüchen genügen.

Im Rahmen des KONFEKT-Projektes bringt jeder Partner seine individuelle Expertise in die gemeinsame Forschung ein, um am Ende des Projektes ein möglichst robustes, bruchfestes Glas auf Rolle bereitzustellen, das funktionale Oberflächen durch Beschichtung und Kaschierprozesse erhält. SCHOTT agiert als Experte für ultradünnes Glas und bringt Wissen in der Prozessierung und der chemischen Optimierung des Glases ein. Die tesa SE, seit Jahrzehnten bekannt für ihre Klebebänder auf Rolle, veredelt das Glas durch Lamination mit Klebstoff- und Funktionsschichten.

„VON ARDENNE bringt als innovativer Maschinenbauer seine jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung von Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsanlagen für Metallband oder Folie in das Projekt ein und kann auf großes Know-how im Magnetronsputtern für die großflächige Glasbeschichtung zurückgreifen", sagt Dr. Andreas Nilsson, Vice President Web Coating des Dresdener Unternehmens. „Mit unserer neuen Anlage FOSA LabX 330 Glass stellen wir die Machbarkeit dieser Zukunftstechnologie heute schon unter Beweis und freuen uns auf die spannenden Anwendungsentwicklungen, die auf Basis von flexiblem Glas möglich werden", ergänzt Nilsson. VON ARDENNE ist auf der LOPEC vertreten und präsentiert das neue Konzept. Die Anlage selbst wird einem interessierten Fachpublikum zum ersten Mal live auf der VISION | Flexible Glass vorgestellt.

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