Dünner als ein menschliches Haar – flexibles Ultradünnglas
Ultradünnes Glas besitzt exzellente Oberflächeneigenschaften sowie eine niedrige Substratrauheit. Dieser neue Werkstoff eignet sich aufgrund seiner Eigenschaften ideal als Trägermaterial für eine Reihe zukünftiger Einsatzgebiete in der flexiblen Elektronik. Es ebnet den Weg für die Entwicklung von dünnen, leichten, robusten, gekrümmten und biegsamen Komponenten. Mit einer ähnlichen Biegefähigkeit wie andere Bahnmaterialien zeichnet sich ultradünnes Glas durch Form- und Wärmestabilität sowie chemische Beständigkeit aus. Ultradünnes Glas ist somit ein perfektes Substrat für die kostengünstige Rolle-zu-Rolle-Abscheidung von hochwertigen Funktionsschichten und Schichtmaterialien.
Neues Zeitalter für Glassubstrate
In den Innovations-Roadmaps der Organic Electronic Assiciation (OE-A) sowie auch in der traditionellen Halbleiterindustrie ist Ultradünnglas bereits seit einigen Jahren als Schlüsselelement verankert und identifiziert.
Besonders die flexible und organische Elektronik setzt künftig auf smarte Lösungen mit Ultradünnglassubstraten. Statt Silizium setzt man auf organische Halbleiter, statt der kostenintensiven Prozessierung im Vakuum werden Druckprozesse weiterentwickelt. Daraus können die High-End-Produkte von Morgen entstehen. Kratzfeste Oberflächen, leitfähige Schichten, zuverlässige Barriere für organische Bauelemente, kostengünstige Prozesse und dazu passende Anlagenkonzepte – an diesen Fragen arbeiten wir zusammen mit der Industrie und in öffentlichen Projekten.
Fraunhofer FEP – Kompetenzzentrum für Dünnglasveredelung
Die Entwicklung von Dünnschicht-Beschichtungsverfahren für ultradünnes Glas und dessen Integration in organische und hybride Elektronik sind aktuelle Forschungsschwerpunkte an unserem Institut. Von der Machbarkeitsstudie über die Entwicklung passgenauer, dünnster Schichten, zugehörige Prozesse bis zur Lizensierung oder dem Wissenstransfer stehen wir mit unserem Know-How zur Verfügung.
Das Fraunhofer FEP bietet Untersuchungen von Sheet-to-Sheet und Rolle-zu-Rolle Abscheidungsverfahren an, um die Anwendung von ultra-dünnem Glas in Hightech-Geräten zu ermöglichen.
Auf den folgenden Seiten erfahren Sie mehr zu unseren aktuellen Forschungsergebnissen und Schwerpunkten.
Die Entwicklung von Dünnschicht-Beschichtungsverfahren für ultradünnes Glas und dessen Integration in organische und hybride Elektronik sind aktuelle Forschungsschwerpunkte an unserem Institut.
Das Fraunhofer FEP bietet Untersuchungen von Sheet-to-Sheet und Rolle-zu-Rolle Abscheidungsverfahren an, um die Anwendung von ultradünnem Glas in Hightech-Geräten zu ermöglichen.
Es werden vielfältige anorganische Schichten mittels Sputtertechnologie abgeschieden. Beispiel dafür sind Aluminium, Silizium, Silber, Siliziumdioxid, Titandioxid und Indium-Zinn-Oxid. Die Eigenschaften der Schichten, zum Beispiel die elektrische Leitfähigkeit oder optische Eigenschaften wie das Transmissions- und Reflexionsvermögen, können dabei gezielt eingestellt werden.
Darüber hinaus arbeiten wir an der Abscheidung homogener Schichten auf Basis komplexer Schichtstapel, z.B. Kantenfilter, Antireflexbeschichtungen, transparenten Elektroden für Organische Leuchtdioden oder Perowskit-Solarzellen.
Wir verfügen über ein umfangreiches Know-how, um die Prozesse an die gewünschten Zieleigenschaften der jeweiligen Anwendung anzupassen. Dabei stehen optische und elektrische Eigenschaften sowie die Schichtspannung im Vordergrund. Bereits während der Beschichtung können die elektrischen und optischen Eigenschaften der Oberfläche vermessen werden. Für die weitergehende Analyse stehen viele Verfahren zur Verfügung. Übliche Verfahren zur Dünnschichtcharakterisierung sind Rasterkraftmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie. Auch spezielle Methoden zur mechanischen Charakterisierung von Dünngläsern kommen zum Einsatz.
Wir bieten die Entwicklung zuverlässiger Prozesse für die Beschichtung von ultradünnem Glas, sowie die Integration von ultradünnem Glas für Anwendungen in neuartigen flexiblen (organischen) elektronischen Bauelementen.
Unsere Anlagen für die Dünnschichtabscheidung sind in der folgenden Übersicht zusammengefasst.
ANLAGE |
SUBSTRATGRÖSSE |
GLASDICKE |
SCHICHTART |
|
SHEET‑TO‑SHEET (S2S) PROZESSIERUNG |
Inline Beschichtungsanlage ILA 900 | max. 600 × 600 mm² | 50 μm ... 200 μm | Anorganische Dünnschichten |
| OLED Pilotlinie | max. 200 × 200 mm² | 50 μm ... 100 μm | Organische Dünnschichten | |
ROLL-TO-ROLL (R2R) PROZESSIERUNG |
FOSA LabX 300 (in Kooperation mit VON ARDENNE GmbH) |
max. 300 mm Breite | 50 μm ... 100 μm | Anorganische Dünnschichten |
| OLED Linie | max. 300 mm Breite | 50 μm ... 100 μm | 50 μm ... 100 μm |
In einer Vielzahl von Projekten mit Industriepartnern und den öffentlichen Fördergebern haben wir unser Know-How kontinuierlich ausgebaut und Lösungen für innovative Beschichtungstechnologien und Prozesse erarbeitet. Folgend finden Sie eine Auswahl der aktuellen und wegweisenden Tätigkeiten im Bereich der Forschung zu flexiblem Glas am Fraunhofer FEP:
Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl-
