För att pekskärmar på smartphones och surfplattor ska fungera, mikroskopiskt fina ledarbanor krävs på deras ytor. När användarnas fingrar tippar på eller torkar över dem, elektriska kretsar öppnar och stänger, vilket gör smarttelefonens olika funktioner möjliga. Vid kanterna av apparaterna, dessa mikroskopiska kretsbanor går samman för att bilda större ledande banor. Tills nu, dessa olika ledande banor måste tillverkas i flera steg i tidskrävande processer. Forskarna vid INM – Leibniz-Institute for New Materials presenterar nu en ny process som, i ett enda steg, möjliggör tillverkning av ledande banor som bara är några mikrometer breda på bärarmaterial som glas men även på flexibla folier. På plastfolie, särskilt, tillverkningen med användning av rulle-till-rulle-processen blir sålunda särskilt effektiv. Som ett resultat, nya konstruktioner för apparater med flexibla eller till och med rullbara displayer kommer att vara möjliga.

Forskarna kommer att presentera sina resultat från 25 till 29 april 2016 i Hall 2 i monter B46 på Hannover Messe i samband med den ledande mässan för FoU och teknologiöverföring.

För den nya processen, utvecklarna använder en process som kallas fotokemisk metallisering:När ett fotoaktivt skikt bestrålas av UV-ljus, färglösa silverföreningar omvandlas till elektriskt ledande metalliskt silver. Flera metoder kan användas för att överföra silverföreningen i banor eller andra strukturer på plastfolie eller glas. På det här sättet, banor av varierande storlek ner till den minsta storleken på en tusendels millimeter kan uppnås. Genom att bestråla dessa med UV-ljus, motsvarande ledande banor skapas.

"Först, folierna är belagda med ett fotoaktivt lager av metalloxidnanopartiklar, "Peter William de Oliveira, Chef för optiska material förklaras. "Efter det applicerar vi det färglösa, UV-stabil silverförening." Genom bestrålning av denna sekvens av lager, silverföreningen sönderdelas på det fotoaktiva skiktet och silverjonerna reduceras för att bilda metalliska, elektriskt ledande silver. Oliviera tillade att denna process gav flera fördelar:Eftersom den är snabb, flexibel, varierande i storlek, billig och miljövänlig, ytterligare processsteg för efterbehandling blev onödiga.

Denna grundläggande princip gör att ledande banor kan skapas mycket individuellt. "Det finns tre olika möjligheter som vi kan använda beroende på kraven:`Att skriva konduktiva banor` med UV-lasrar är den process som är särskilt lämplig för den initiala skräddarsydda prototyptillverkningen och testning av den nya designen av den konduktiva banan. för massproduktion, denna metod är för tidskrävande, ", förklarade fysikern de Oliveira.

Fotomasker som endast är genomsläppliga för UV-ljus vid önskade positioner kan också användas för strukturering. "För en `halvkontinuerlig process` är de särskilt lämpliga för att applicera de ledande banorna på glas, " säger materialexperten.

Forskarna arbetar för närvarande intensivt med en tredje metod, användningen av genomskinliga frimärken. "Dessa stämplar trycker ut silverföreningen mekaniskt; ledande banor uppstår då bara där det fortfarande finns silverförening, ", sa de Oliveira. Eftersom stämplarna är gjorda av mjuk plast, de kan arrangeras på rulle. Eftersom de är genomskinliga, forskare vid INM arbetar nu med att bädda in UV-källan direkt i rullen. "Således, de första stegen för en roll-to-roll-process skulle redan ha tagits, ", avslutade gruppens chef för optiska material. Det skulle därför vara möjligt att tillverka ledande banstrukturer av olika storlekar på folier i stor skala.