Transparente leitfähige Folien

Die neuen transparenten leitfähigen Folien von PolyIC erlauben aufgrund ihrer Flexibilität und Leitfähigkeit die Herstellung neuartiger Sensortasten, die es ermöglichen, im Auto optisch und funktionell neue Wege zu gehen. Gebogene oder durchsichtige Oberflächen sind für die dünnen Folien kein Hindernis mehr: Die Funktion folgt dem Design.

 

Wird man in der Zukunft das Autoradio über Tasten auf dem Rückspiegel bedienen? Lässt sich das durchsichtige Seitenfenster durch Berühren bewegen? Erscheint die Tastatur der Freisprechanlage erst wenn ich telefonieren möchte, nachdem sie zuvor auf dem Armaturenbrett nicht sichtbar war?

Das sind Zukunftsvisionen, die den Innenraum eines modernen Autos noch attraktiver machen werden. Zur technischen Umsetzung dieser Visionen sind durchsichtige und leitfähige Folien nötig. Heute wird diese Funktionalität mit Folien realisiert, die mit Indium-Zinn-Oxid (ITO) beschichtetet sind, das hierfür gebräuchlichste Material, welches nicht nur transparent ist sondern auch noch elektrischen Strom leitet. Die Designfreiheiten von ITO sind allerdings aufgrund einer eingeschränkten Leitfähigkeit, der relativ hohen Brüchigkeit und des aufwändigen Strukturierungsprozesses begrenzt.

Alternativen zu ITO: Gedruckte Elektronik

Mittlerweile gibt es aber auch Alternativen zu ITO, die diese Nachteile ausgleichen. Die von PolyIC entwickelte gedruckte Elektronik bietet eine neue Art kostengünstiger, flexibler und hochvolumiger Elektronikprodukte.

Unter gedruckter Elektronik versteht man ganz allgemein elektronische Bauelemente oder Baugruppen, die vollständig oder teilweise mittels Druckverfahren hergestellt werden. Anstelle der Druckfarben werden hierbei elektronisch leitende und halbleitende Funktionsmaterialien, meist auf Basis spezieller Kunststoffe, verwendet. Durch Einsatz moderner und hochvolumiger Rolle-zu-Rolle-Druckverfahren reduzieren sich die Herstellungskosten erheblich, was die Erschließung neuer Anwendungsfelder ermöglicht, die der konventionellen (anorganischen) Elektronik bisher nicht oder nur eingeschränkt zugänglich sind. Dank gedruckter Elektronik zeichnen sich neue Entwicklungen ab, beispielsweise in Massenanwendungen wie RFID-Funketiketten, Displays und Solarzellen.

Transparente leitfähige Folien

Ein wichtiger Teil des Entwicklungsprozesses ist die Herstellung von hochauflösenden leitfähigen Strukturen auf Polyesterfolie, die in der gedruckten Elektronik das Herstellen elektronischer Schaltungen ermöglicht. Die Strukturierung der Leiterbahnen ist derart fein, dass das an sich undurchsichtige Metall vom menschlichen Auge nicht mehr aufgelöst werden kann und durchsichtig erscheint (Bild 1).

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PolyIC

Flexible leitfähige Folie mit strukturierten Leiterbahnen. Die Gitter-Strukturierung ist derart fein, dass sie für das menschliche Auge transparent erscheint. Die transparente Folie leitet den Strom.

Flexible leitfähige Folie mit strukturierten Leiterbahnen. Die Gitter-Strukturierung ist derart fein, dass sie für das menschliche Auge transparent erscheint. Die transparente Folie leitet den Strom.PolyIC

So sind die Leiterbahnen auf der Folie nicht als breite Linien realisiert, sondern als ein sehr feines stromleitendes Gitternetz. An der Art der Folienherstellung, einem speziellen Rolle-zu-Rolle-Druckprozess, lässt sich erkennen, dass sie ihren Ursprung in der gedruckten Elektronik haben. Dieser Prozess ermöglicht sehr hohe Stückzahlen und garantiert die Flexibilität der Folie.

Durchsichtige Folien für kapazitive Sensortasten

Eine prädestinierte Anwendung für transparente leitfähige Folien sind kapazitive Sensortasten, die mittlerweile immer mehr auf dem Vormarsch sind. Diese Sensortasten bestehen aus leitfähigen Flächen, die an einen Controller-Chip angeschlossen sind. Aufgrund der geringen Dicken und der flächigen Ausführungen derartiger Tasten lassen sie sich übergangsfrei in vielen Arten von Anwendungen integrieren (Bild 2).

Die flexiblen, transparenten und leitfähigen Folien ermöglichen auch hinterleuchtbare Sensortasten, die erst bei Bedarf sichtbar werden.

Die flexiblen, transparenten und leitfähigen Folien ermöglichen auch hinterleuchtbare Sensortasten, die erst bei Bedarf sichtbar werden.PolyIC

Ihre Transparenz ermöglicht zum Beispiel „unsichtbare“ Tasten, die erst durch ein Hinterleuchten in ihrer Kontur erscheinen. So sind beispielsweise Mobilfunktastaturen auf Armaturenbrettern vorstellbar, die erst mit dem Aktivieren des Telefons sichtbar werden. Vor allem im Automobilbereich sind diese Tasten interessant, da neben den technischen Vorteilen auch moderne Designwünsche umgesetzt werden können. Diese Folien eignen sich auch für flexible Bedienelemente auf gewölbten oder unebenen Flächen. Die gleichzeitige Transparenz ermöglicht auch hier das Hinterleuchten oder Verstecken der Tastenelemente.

Die technischen Möglichkeiten dieser durchsichtigen Bedienelemente lassen neue Anwendungen zu, die bisher nicht zu realisieren waren. Denkbar sind beispielsweise direkt auf dem Armaturenbrett aufgebrachte Sensortasten. Aufgrund ihrer Transparenz würden sie nicht ins Auge fallen. Des Weiteren lassen sich beispielsweise auf den Seitenscheiben oder auch dem Innenspiegel Tasten einarbeiten. Kombiniert man diese mit einer Hinterleuchtung, so sind sie nur bei Bedarf aktiv und ansonsten „unsichtbar“. Damit lassen sich Sensortasten frei auf den geschwungenen Formen der Armaturenbretter oder der Mittelkonsolen positionieren. Diese Technologien eröffnen ganz neue gestalterische Möglichkeiten im gesamten Interieur des Fahrzeugs.

Das Touch-Display auf dem Armaturenbrett

Mit den transparenten leitfähigen Folien lassen sich neben reinen Sensortasten auch noch weitere Touch-Anwendungen realisieren. Die Folien erlauben durch ihre beliebige Strukturierbarkeit auch flächige Gitterstrukturen, die größere Touch-Anwendungen, wie beispielsweise berührungsempfindliche Bildschirme ermöglichen. Durch ein Zusammenfügen von zwei Folien lassen sich resistive oder kapazitive Single-Touch- oder auch Multi-Touch-Anwendungen realisieren, wie sie heute in Touch-Monitoren oder Smartphones zum Einsatz kommen. Geht man mit den Gedanken ein wenig in die Zukunft, so werden die großflächigen, frei programmierbaren Touch-Oberflächen die festen Tasten ablösen. Dazu sind leitfähige Folien notwendig, die flächig in die dekorativen Kunststoffteile der Autos integriert sein werden.