Flexibles Glas für flexible Elektronik

Die drei Technologie-Unternehmen SCHOTT AG, tesa SE und VON ARDENNE GmbH haben sich im Konsortialprojekt KONFEKT zusammengeschlossen, um die Entwicklung von ultradünnem Glas-auf-Rolle für den Einsatz in Applikationsfeldern wie der organischen Elektronik, zum Beispiel in der Fertigung künftiger Generationen von OLED-Anwendungen, voranzutreiben.

Ziel des Konsortiums ist es, wickelbares Glas durch Lamination mit funktionalen Klebebändern sowie durch das Aufbringen von speziellen Funktionsschichten zu veredeln. So soll ein einfach weiterzuverarbeitendes Substrat mit einzigartigen Eigenschaften für vielfältige Anwendungen in Rollenform bereitgestellt werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert diese Entwicklung für drei Jahre mit einer Summe von ca. 5,6 Millionen Euro insgesamt.

Im Forschungskonsortium KONFEKT (Dünnglas für Glas-Polymer-Laminate) konzentrieren sich die drei Partnerunternehmen SCHOTT, tesa und VON ARDENNE auf zwei Funktionalitäten von Dünnglas: Im ersten Teilprojekt wird ein Verbund aus ultradünnem Glas mit einem Barriere-Klebeband entwickelt, der als hermetische Verkapselung von elektronischen Bauteilen dient.

Im zweiten Teilprojekt wird erarbeitet, wie dünnstes Glas als funktionales Substrat für anspruchsvolle Applikationen dienen kann, zum Beispiel für Bauelemente der organischen Elektronik.

In Teilprojekt eins arbeiten SCHOTT und tesa daran, empfindliche elektronische Bauteile wie OLEDs (organische Leuchtdioden) durch ultradünnes Glas vor Luftfeuchte und Sauerstoff zu bewahren. Eine zuverlässige Verkapselung soll die empfindlichen Bauteile vor Alterungsprozessen schützen.

Flexibles Glas eignet sich sehr gut als obere Ultra-Barriere (z-Barriere), da es selbst in der Dicke von wenigen 10 Mikrometern eine chemisch undurchdringbare Schicht gegen Wasserdampf und Sauerstoff darstellt und im Gegensatz zu Beschichtungslösungen keinerlei Kleinstlöcher (Pin-holes) aufweist.

Die Kompetenz von tesa als Entwickler von Spezialklebebändern kommt bei der lateralen Versiegelung ins Spiel. Das ultradünne Glas soll mit einer speziellen Klebstoffschicht laminiert und aufgerollt an den Anwender geliefert werden. Diese Klebstoffschicht erreicht, dass die Bauteile nicht nur durch das Glas an ihrer Oberfläche hermetisch versiegelt sind, sondern auch seitlich keine Eindiffusion von Flüssigkeiten und Gasen erfahren können (x-y-Barriere).

In der Kombination der beiden Hightech-Materialien Spezialglas und Barriere-Klebeband ergibt sich dank der funktionalen x-y-z-Barriere ein Rundumschutz. Diese Rollenanwendung wird den Weiterverarbeitern ein hochwertiges und kostengünstiges Versiegelungsverfahren ermöglichen.

Im zweiten Teilprojekt entwickelt der Anlagenhersteller VON ARDENNE eine Vakuumbeschichtungsanlage speziell für die Rolle-zu-Rolle-(R2R)-Beschichtung flexibler Gläser, die den besonderen Anforderungen an das R2R-Handling flexibler Gläser gerecht wird. So kann Dünnglas als funktionales Substrat in anspruchsvollen elektronischen Applikationen eingesetzt werden.

In einem speziellen vakuumbasierten PVD-Beschichtungsverfahren (physical vapour deposition) wird beispielsweise eine leitfähige TCO-Schicht (transparent conductive oxide) wie ITO (indium tin oxide) aufgebracht, wie sie in der Fertigung von OLEDs oder (organischer) Photovoltaik-Zellen benötigt wird.

„Wir erwarten, dass das Konsortium einen wichtigen Beitrag leisten wird, in den nächsten drei Jahren eine neue Produktionsplattform auf Basis von Glas-auf-Rolle für den innovativen Einsatz in der Fertigung von elektronischen Bauteilen zu entwickeln“, so Dr. Rüdiger Sprengard, Director Business Development Ultra Thin Glass bei SCHOTT.

tesa SE ist einer der weltweit führenden Hersteller technischer Klebebänder und selbstklebender Systemlösungen (mehr als 7000 Produkte) für Industrie- und Gewerbekunden sowie Endverbraucher. Seit 2001 ist die tesa SE (4100 Mitarbeiter) eine 100-prozentige Tochtergesellschaft der Beiersdorf AG (u. a. NIVEA, Eucerin, La Prairie). Etwa drei Viertel des Umsatzes der tesa Gruppe (2014: 1.076,3 Mio. Euro) entfallen auf Anwendungen für unterschiedliche Industriebranchen wie Automobil und Elektronik (z. B. Smartphones, Tablet-PCs), Druck & Papier, Building Supply sowie Sicherheitskonzepte für einen effektiven Marken- und Produktschutz. Seit Kurzem entwickelt tesa als Partner der Pharmaindustrie auch arzneimittelhaltige Pflaster. Knapp ein Viertel des Umsatzes erwirtschaftet tesa im Consumer-Bereich. 300 Produkte für Endverbraucher erleichtern die Arbeit im Haushalt und Büro.

VON ARDENNE entwickelt und fertigt Anlagen für die industrielle Beschichtung von Materialien wie Glas, Wafer, Metallband oder Kunststofffolie. Je nach Anwendung sind diese Schichten lediglich einen Nanometer bis wenige Mikrometer dünn und verleihen den Oberflächen neue funktionale Eigenschaften. Die beschichteten Materialien sind die Grundlage für Produkte wie Architekturglas, Solarmodule oder Smartphone-Displays. VON ARDENNE ist Weltmarktführer auf dem Gebiet von Beschichtungsanlagen für Architekturglas und ein führender Anbieter von Beschichtungsanlagen für die Dünnschicht-Photovoltaik. Das Familienunternehmen mit Stammsitz in Dresden beschäftigt 670 Mitarbeiter und erwirtschaftete letztes Jahr einen Umsatz von 201 Millionen Euro bei einem Exportanteil von 96,4 Prozent. VON ARDENNE setzt als global agierendes Unternehmen mit Tochtergesellschaften in China, Japan, Malaysia, Taiwan und den USA konsequent auf Kundennähe, um vor Ort optimalen Service zu bieten. VON ARDENNE-Anlagen sind weltweit in mehr als 50 Ländern im Einsatz.

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SCHOTT ist ein international führender Technologiekonzern auf den Gebieten Spezialglas und Glaskeramik. Mit der Erfahrung von über 130 Jahren herausragender Entwicklungs-, Material- und Technologiekompetenz bietet das Unternehmen ein breites Portfolio hochwertiger Produkte und intelligenter Lösungen an. Damit ist SCHOTT ein innovativer Partner für viele Branchen, zum Beispiel die Hausgeräteindustrie, Pharmazie, Elektronik, Optik, Automotive und Aviation. SCHOTT hat das Ziel, mit seinen Produkten zu einem wichtigen Bestandteil im Leben jedes Menschen zu werden. Das Unternehmen setzt auf Innovationen und nachhaltigen Erfolg. Mit Produktions- und Vertriebsstandorten in 35 Ländern ist der Konzern weltweit präsent. Rund 15.400 Mitarbeiter erwirtschafteten im Geschäftsjahr 2013/2014 einen Umsatz von 1,87 Milliarden Euro. Die Muttergesellschaft SCHOTT AG hat ihren Hauptsitz in Mainz und ist zu 100 Prozent im Besitz der Carl-Zeiss-Stiftung. Als Stiftungsunternehmen nimmt SCHOTT eine besondere Verantwortung für Mitarbeiter, Gesellschaft und Umwelt wahr.

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