Ultra­dünnes Glas

20. August 2022 - Ultra­dün­nes Glas (UTG) ist ein span­nen­des Mate­rial. Es weist vor­teil­hafte Eigen­schaf­ten auf, die von star­ren Glas­schei­ben bekannt sind, wie Bestän­dig­keit gegen Hitze, UV-Licht und viele Che­mi­ka­lien sowie Dimen­si­ons­sta­bi­li­tät, geringe Durch­läs­sig­keit für Gase und eine glatte Ober­flä­che. Dank der Dicke - von nur 200 µm oder weni­ger - bie­tet es jedoch auch Vor­teile, die für Glas­sub­strate über­ra­schend sind, z.B. Bieg­bar­keit und gerin­ges Gewicht - ca. 250 g/​m² für 100 µm dickes UTG. 

In letz­ter Zeit haben ver­schie­dene Smart­phone-Her­stel­ler damit begon­nen, Smart­pho­nes mit falt­ba­ren Dis­plays auf der Basis von UTG anzu­bie­ten. Diese hoch­prei­sige Anwen­dung kann die Ent­wick­lungs­kos­ten des UTG wie­der ein­spie­len und die Hoch­s­ka­lie­rung der Pro­duk­tion finan­zie­ren. Mit­tel­fris­tig dürfte das Mate­rial damit auch für grö­ßere Dis­plays bis hin zu OLED-Leucht­pa­nee­len oder sogar Dünn­schicht­so­lar-zel­len erschwing­lich wer­den.

Ein Kon­sor­tium von Indus­trie- und For­schungs­part­nern aus Deutsch­land und Japan hat das Poten­zial von UTG für die Mas­sen­pro­duk­tion durch den erfolg­rei­chen Auf­bau einer Pilot­li­nie zur Her­stel­lung von orga­ni­schen Leucht­di­oden (OLEDs) demons­triert. Diese OLED-Pilot­li­nie ist voll­stän­dig als Rolle-zu-Rolle-Pro­zess rea­li­siert. Die japa­ni­schen Part­ner um die Yama­gata Uni­ver­si­tät und das INOEL For­schungs­in­sti­tut haben alle Schritte aus­ge­hend von der Her­stel­lung des 50 und 100 µm dicken UTG über die voll­flä­chige Abschei­dung von trans­pa­ren­tem leit­fä­hi­gem Oxid (TCO) bis hin zur Struk­tu­rie­rung des TCO durch per Sieb­druck abge­schie­dene Pas­ten und wei­tere unter­stüt­zende Pro­zess­schritte ein­ge­bracht. Rol­len auf­ge­wi­ckel­ten UTGs mit struk­tu­rier­tem TCO dar­auf wur­den nach Deutsch­land ver­schifft. Die deut­schen Part­ner rund um das Clus­ter Orga­ni­sche Elek­tro­nik Sach­sen und das Fraun­ho­fer FEP rea­li­sier­ten das Wickeln des Gla­ses in einer beste­hen­den Rolle-zu-Rolle-OLED-Beschich­tungs­an­lage, das Auf­damp­fen der trans­pa­ren­ten Elek­tro­den, die Ver­kap­se­lung, die Lami­nie­rung der Rück­sei­ten­fo­lie, die Sepa­ra­tion der ein­zel­nen Module sowie die Inte­gra­tion der Module in Demons­tra­to­ren.

Im Rah­men des öffent­lich geför­der­ten Pro­jekts "LAOLA - Large Area OLED Light­ing App­li­ca­ti­ons" (Bun­des­mi­nis­te­rium für Bil­dung und For­schung, För­der­kenn­zei­chen 03IN­T509AC) hat FHR die OLED-auf-Metall­band-Beschich­tungs­an­lage am Fraun­ho­fer Insti­tut für die Ver­ar­bei­tung von UTG umge­rüs­tet. Auch wenn die von der Maschine gesetz­ten Vor­aus­set­zun­gen für den neuen Ein­satz­zweck bei wei­tem nicht ideal waren, kann die Anlage nun zuver­läs­sig UTG mit bis zu 1 m/​min wickeln. Neben den detail­lier­ten tech­ni­schen Erfah­run­gen und Daten, die aus die­sem Pro­jekt gewon­nen wur­den, ist eine der wich­tigs­ten Erkennt­nisse ebenso ein­fach wie ent­schei­dend: Ultra­dün­nes Glas ist zwar immer noch spröde, aber viel robus­ter als erwar­tet und bereit für den Ein­satz in der Pro­duk­tion.

FHR, Marian Böh­ling (CSO): „Ultra­dün­nes Glas ist ein erstaun­li­ches Mate­rial. Bei sin­ken­den Prei­sen wird es für immer mehr Anwen­dun­gen das Mate­rial der Wahl sein. FHR ist bereit, den Kun­den die Tech­no­lo­gie zur Beschich­tung von ultra­dün­nem Glas mit jeder Art von Dünn­schicht anzu­bie­ten - ob für Sen­so­ren, Dis­plays, Bat­te­rien, OLEDs, Dünn­schicht-Pho­to­vol­taik oder andere Anwen­dun­gen.“

Die FHR Anla­gen­bau GmbH - The Thin Film Com­pany wurde 1991 gegrün­det und bie­tet maß­ge­schnei­derte Vaku­um­be­schich­tungs­an­la­gen und Sput­tertar­gets sowie Beschich­tungs- und Anla­gen­ser­vice aus einer Hand.

Die enge Zusam­men­ar­beit mit unse­ren Kun­den beginnt bei der Pro­zes­s­ent­wick­lung und setzt sich über die Ent­wick­lung des Pilot­maß­stabs bis hin zur Mas­sen­pro­duk­tion fort. Unser Port­fo­lio inte­griert die Tech­no­lo­gien Sput­tern, Ver­damp­fen, PECVD und ALD in den Anla­gen­ty­pen Clus­ter, Inline, Rolle-zu-Rolle und Batch. Mit Sitz in Deutsch­land und welt­weit instal­lier­ten Anla­gen in ver­schie­de­nen Bran­chen wie Halb­lei­ter, MEMS, Elek­tro­nik, Sen­so­rik, Optik, Pho­to­vol­taik, etc. fin­den wir gemein­sam Vaku­um­be­schich­tungs­lö­sun­gen für unsere Kun­den.

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