Flexibles Glas Wegbereiter für die Elektronik von Morgen

Das ultradünne Glas ist biegsam und sogar in Dicken unter 100 μm verfügbar.
Das ultradünne Glas ist biegsam und sogar in Dicken unter 100 μm verfügbar.

Ultradünnes Glas bildet den Grundstoff für technische Innovationen. Es ist so dünn wie ein menschliches Haar, gleichzeitig aber extrem stabil und hitzebeständig. Damit ist der Werkstoff als Abdeckung für biegsame Displays prädestiniert.

Es eignet sich ebenso als Träger- oder Trennmaterial für elektronische Bauteile in Smartphones. Denn diese müssen nicht nur sicher biegsam sein, sondern perspektivisch auch immer dünner werden – und natürlich noch leistungsfähiger. Ultradünnes Glas kann aber noch viel mehr. Auf der LOPEC, der internationalen Fachmesse für gedruckte Elektronik in Deutschland, sprachen wir mit Matthias Jotz von der Schott AG. Jotz betreut dort als Global Product Manager Semicon and Sensors das Projekt „Glas auf Rolle“. In diesem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Programm, kooperiert Schott mit dem Maschinenbauer Von Ardenne, der tesa SE sowie dem Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP. Ziel ist es, ultradünnes Glas aufrollbar herzustellen und somit verschiedenste Prozesse und Anwendungsgebiete, in denen momentan beispielsweise noch Polymere eingesetzt werden, in das Glas-Zeitalter zu überführen.

DESIGN&ELEKTRONIK: Ultradünnes Glas ist Grundstoff technischer Innovationen: Was steckt dahinter?

Matthias Jotz: Üblicherweise ist Glas wegen seiner Steifigkeit beziehungsweise Dicke nicht biegsam und würde beim Versuch, es zu biegen, brechen. Insofern ist Glas, dessen Flexibilität sich mit Papier vergleichen lässt, ein extrem innovatives Material – gerade auch bezüglich Rolle-zu-Rolle-Verfahren in der gedruckten Elektronik, die in der Regel Kunststoffe, Metalle oder Textilien als Substratmaterialien nutzen.

Wie genau wird flexibles Glas hergestellt?

Das flexible, ultradünne Glas wird am Schott Standort in Grünenplan in den gewünschten Stärken von 0,07 bis 0,7 Millimeter direkt aus der Schmelze gezogen. Dabei werden die Rohmaterialien vorab bei circa 1600 Grad Celsius geschmolzen, anschließend gekühlt und im Rahmen des „Glas auf Rolle“-Projekts dann zur Lagerung aufgerollt. Der sogenannte „Down Draw“-Prozess erlaubt die Herstellung des Glases in exakt den Geometrien, die der Kunde benötigt – und das mit sehr geringen Dickentoleranzen von 10 Mikrometern oder weniger. Je nach Zusammensetzung kann das Glas anschließend noch chemisch gehärtet werden, was applikationsabhängig von Vorteil ist. Diese weltweit nur von Schott eingesetzte Methode garantiert gleichbleibende Produktqualität und verschafft den Kunden Flexibilität und Planungssicherheit.

Um flexibles Glas industrietauglich zu machen, entwickeln wir aktuell in Kooperation mit Von Ardenne einen konkreten Fertigungsprozess. Bisher wurde eine Anlage konstruiert, mit der ultradünnes Glas unter Vakuumbedingungen gerollt und beschichtet werden kann. Die Verkapselung der so beschichteten Glasfolie findet danach mit einem Laminat aus Dünnglas und einer speziellen Barriere-Folie von tesa statt.