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Organische Elektronik

Touchscreens mit transparenten, flexiblen und leitfähigen Folien

2. September 2014, 8:17 Uhr | Dr. Henning Rost, Katrin Riethus

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Neuartige Designmöglichkeiten durch innovative Verarbeitungsschritte

Die Standard-Laminierung ist eine weit verbreitete und effiziente Methode. Bei der Weiterverarbeitung von Metallgitterfolien mit dieser Methode können bereits existierende Maschinen bestens eingesetzt werden. Diese Technologie ist besonders für die Laminierung von ebenen Formen und für Prozesse mit hohem Output geeignet. Hier wird in der Regel ein sogenannter Trockenklebstoff eingesetzt, wohingegen beim Nass-Laminieren ein flüssiger Klebstoff genutzt wird, der seine volle Klebekraft erst nach einem speziellen Trockenprozess entfaltet. Es ist somit möglich, die leitfähigen Metallgitter-Folien auf verschiedensten Oberflächen aufzubringen, wie beispielsweise auf Kunststoffteilen unterschiedlicher Art.

Beim Thermo-Laminieren ist kein speziell aufzubringender Klebstoff erforderlich, da die Adhäsion hier durch Druck und Hitze erzeugt wird. Zwar führt dies in Abhängigkeit von den Rahmenbedingungen möglicherweise zu geringerer Haftung, jedoch ist diese Methode recht preisgünstig.

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Auf das Inmold Labeling (IML), bei dem die durchsichtige und leitfähige Metallgrid-Folie mit flüssigem Kunststoff hinterspritzt wird, trifft dies ebenfalls zu. Neben den sogenannten 2,5-D-Formen ist es hier im Anschluss an einen vorhergehenden Tiefzieh-Prozess möglich, auch echte dreidimensionale (3D-) Objekte mit integrierter leitfähiger Folie herzustellen – womit sich für die Anwendungen völlig neue Designmöglichkeiten eröffnen.

Das Unternehmen PolyIC und seine Mutterfirma Leonhard Kurz Stiftung & Co. KG konnten bereits 2012 auf der Fakuma (Internationale Fachmesse für Kunststoffverarbeitung, Friedrichshafen) die praktische Anwendung dieses Verfahrens allen Messebesuchern live demonstrieren. Zusammen mit externen Partnern (Werkzeughersteller und IML-Spezialist) wurde die Live-Produktion eines funktionierenden Automobil-Center-Stack gezeigt. Diese Auto-Mittelkonsole beinhaltete eine hochqualitativ dekorierte Oberfläche mit integrierten Touch-Funktionen in Form von berührungsempfindlichen Sensoren, Wheels und Slider (Bild 2).

Das ganze Bedienteil wird in einem einzigen Spritzgußvorgang in einem klassischen Inmold-Dekorations-Prozess (IMD) hergestellt (Bilder 3, 4, 5 und 6). Von der speziellen PolyTC-Funktionsfolie werden Inmold Labels produziert und in eine Werkzeughälfte eingelegt. In der zweiten Werkzeughälfte wird eine Folie mit dekorativer Beschichtung (IMD-Folie) exakt positioniert.

Zwischen Label und IMD-Folie wird das Kunststoffmaterial eingespritzt. Dabei wird das Dekor auf die Vorderseite übertragen, gleichzeitig werden die Labels auf der Rückseite untrennbar mit dem Kunststoffteil verbunden. Das Ergebnis ist, dass die sichtbare Oberfläche des Center Stack nicht durch mechanische Schaltelemente unterbrochen wird, weil sich die elektronische Funktion hinter der Dekoration verbirgt, jedoch über die Oberfläche bedienbar ist. Die Oberfläche ist von hoher optischer Güte und ultraglatt.

Auf Kundenwunsch kann das Bedienteil auch hinsichtlich der haptischen Eigenschaften modifiziert werden (Vertiefungen, Erhöhungen). Eine Besonderheit ist, dass der elektrische Anschluss (Tail), der zum Controller führt, in den Sensor integriert werden kann. Das heißt, dass dieser im Sensor-Layout bereits enthalten ist und nicht extern angebracht werden muss. Ein weiterer Vorteil der PolyTC-Folien liegt darin, dass sie mit gängigen Touch-Controllern kompatibel sind.