Neues Material für billigere Touchscreens gefunden

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Ein neues Material aus speziellen Kohlenstoffverbindungen soll die Herstellung neuartiger Displays ermöglichen und dabei die Verwendung seltener Stoffe wie Indiumzinnoxid (ITO) überflüssig machen. ITO kommt heute beispielsweise als transparente Beschichtung von Touchscreens zum Einsatz, weil es die gewünschten Eigenschaften einer hohe elektrische Leitfähigkeit gepaart mit Transparenz mitbringt. Die Nachteile von ITO liegen in einer schwierigen Beschaffung, dem Materialpreis und der Brüchigkeit.

Nun ist es am Fraunhofer IPA gelungen, einen vergleichbaren Werkstoff aus Graphen und Kohlenstoffnanoröhrchen (CNTs) zu entwickeln. Doch nicht nur für die Displaytechnik sind transparente, leitende Schichten von großem Interesse. Sie können ebenfalls in einer Photovoltaikanlage sowie anderen elektronischen Geräten verwendet werden.

Wegen der Probleme, die ITO mit sich bringt, sind Solar- und Elektronikhersteller seit Langem auf der Suche nach alternativen Materialien. Der Markt wird auch in Zukunft ein schnelles Wachstum erleben und es ist daher unerlässlich, nach Alternativen zu forschen.

Eine Möglichkeit zur Erzeugung dünner leitfähiger Schichten liefern diverse Nanomaterialien. Insbesondere Graphen und Kohlenstoffnanoröhren gelten schon seit einiger Zeit als aussichtsreiche Kandidaten für zukünftige transparente Elektroden. Entlang seiner Achse besitzt ein einzelnes CNT eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit. Bisher konnte diese Eigenschaft nicht auf ein Ensemble aus vielen CNTs übertragen werden, weshalb die Leitfähigkeit einer reinen CNT-Schicht für viele Anwendungen nicht ausreichend ist.

Um diese Schichten herzustellen, benutzt das Fraunhofer IPA nun Tinten aus den dünnen Röhrchen. Der Ansatz beruht auf der zusätzlichen Verwendung des leitfähigen Polymers PEDOT:PSS. Da sowohl CNTs als auch PEDOT:PSS in Wasser dispergierbar sind, kann eine Hybridtinte aus beiden Substanzen gemischt werden. Die Schicht kann durch Sprühen oder Roll-Coating aufgebracht werden.

Die Tinte erweist sich dabei als weitaus Hitze-, Feuchtigkeits- und UV-resistenter als reine PEDOT:PSS-Schichten und hat eine höhere elektrische Leitfähigkeit als reine CNT-Schichten. Hinzu kommt ein weiterer Vorteil: Die Flexibilität der Schicht. Biegetests belegen eine Verminderung der Leitfähigkeit von weniger als 1 Prozent nach 10 000 Biegezyklen. Somit können damit neuartige Displays und Anwendungen realisiert werden. Tablet, Windows 8, Touchscreen, Touch Tablet, Windows 8, Touchscreen, Touch
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