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Touch-Displays: Biegen ohne Brechen

Tanaka hat ein neues Herstellungsverfahren für dünne und biegsame Touch-Displays mit hoher Bildqualität entwickelt. Das Geheimnis steckt in den Leiterbahnen des Touch-Sensors: Statt zu ätzen, werden diese mit Nanosilber-Tinte auf Folie gedruckt

Touch-Displays: Biegen ohne Brechen

Mögliches Endprodukt unter Verwendung einer einseitigen, zweilagigen biegsamen Metallgitterfolie

Tokio, 23. Mai 2018 – Biegsame Displays sind der nächste große Innovationsschritt bei Smartphones. Analysten rechnen mit den ersten serienreifen Geräten bereits für 2019, spätestens 2020. Bisher scheiterten die Versuche an der fehlenden Biegsamkeit der Touch-Sensoren. Diese Hürde überwindet nun eine neue Technologie von Tanaka.

Der große Unterschied zu bisherigen Displays: Statt zwei Trägerschichten (Substraten) für die beiden Elektroden, benötigen diese Panels nur noch eine Trägerschicht. Die Elektroden aus zwei Lagen feiner Metallfäden liegen auf derselben Seite dieser Trägerschicht. Durch diese Innovation wird das Display dünner und damit auch flexibler.

Auch die Herstellung der Elektroden – zwei Lagen feiner Metallfäden – ist neu: Tankaka ätzt diese nicht wie üblich in Indium-Zinn-Oxid, sondern druckt sie mit einer silberhaltigen Tinte. Damit lassen sich besonders dünne Leiter mit nur zwei Mikrometer Dicke erzeugen. Diese Metallgitter sind für das bloße Auge unsichtbar, was zu einer höheren Bildqualität beiträgt.

Damit löst Tanaka ein großes Problem vorhandener Touch-Panels mit Metallgitter, die bereits in einigen Displays und PCs im Einsatz sind. Die Leiter dieser Metallgitter sind nämlich 3 bis 7 Mikrometer breit, was Menschen mit einem gutem Sehvermögen negativ empfinden. Bisher galt es als schwierig, Drähte unter 4 Mikrometer Breite zu produzieren.

Tanaka schafft dies mit einer Nanosilber-Tinte, die bei niedriger Temperatur unter 100°C gesintert wird. Die spezielle Tinte von Tanaka enthält eine hohe Konzentration an Silber-Nanopartikeln zwischen zehn und 100 Nanometern (1 Nanometer = ein Milliardstel Meter). Positiv ist zudem, dass dieses Verfahren die Haltbarkeit der Displays erhöht.

Außerdem setzt Tanaka SuPR-NaP (Surface Photo-Reactive Nanometal Printing) ein, eine Technologie zur Herstellung von Drähten, bei der eine Trägerschicht, zum Beispiel eine PET-Folie, überzogen mit einem wasserabweisenden Fluorpolymer, mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird. Dadurch werden die Silber-Nanopartikel chemisch absorbiert und haften aneinander.

Beide Innovationen zusammen ermöglichen damit die Herstellung von dünneren und flexibleren Displays. Und da Fertigungsschritte entfallen, ist das Verfahren von Tanaka auch noch kostengünstiger. Das Touch-Panel wird künftig in langen Filmen (Rolle zu Rolle) einfach auf Folie gedruckt und dann entsprechend zugeschnitten.

Im Labor zeigt sich die Überlegenheit des neuen Verfahrens sehr anschaulich: Während bei herkömmlichen Panels mit Metalldrähten und einem zweiseitigen Aufbau der elektrische Widerstand nach dem Biegen erheblich ansteigt, ist das bei dem neuen Aufbau, wo beide Elektroden auf einem Substrat auf einer Seite liegen, nicht der Fall. Bei sehr dünnen Leitern zwischen 1 und 5 Mikrometern leidet beim herkömmlichen Aufbau die Haltbarkeit beim Biegen, beim neuen Verfahren dagegen nicht.

Derzeit werden jedoch in Smartphones vor allem noch kapazitive Touch-Panels mit Multi-Touch-Funktionalität zur Erkennung mehrerer Punkte eingesetzt. Für eine hohe Transparenz und um eine Massenproduktion zu ermöglichen, verwenden diese Sensoren in der Regel transparente Elektroden aus Indiumzinnoxid (ITO), die in eine Glasträgerschicht geätzt werden. Ein kostenintensives und aufgrund der eingesetzten Chemikalien zudem umweltschädliches Verfahren. Und da ITO einen hohen elektrischen Widerstand besitzt und leicht bricht, eignet sich diese Technologie grundsätzlich nicht für die Herstellung großer und flexibler Panels, wie sie in künftigen Smartphones verbaut werden sollen.

Tanaka stellt Display-Herstellern derzeit Muster von Metallgitterfolien mit Standardspezifikationen (vier Mikrometer, einseitig, einlagig) zur Verfügung. Zeitnah wird Tanaka weitere Musterfolien (einseitig, zweilagig-strukturierte Metallgitterfolien) für Testzwecke der Display-Hersteller vorhalten.
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Über Tanaka Precious Metals

Der japanische Edelmetallhersteller Tanaka Precious Metals mit Sitz in Tokio wurde 1885 gegründet und hat seitdem ein breitgefächertes Leistungsangebot entwickelt für die Anwendung von Edelmetallen in industriellen Produkten für die Elektronik-, Halbleiter- und Automobilbranche. Seit dem 1. April 2010 gehört Tanaka Precious Metals zur Holdinggesellschaft Tanaka Holdings Co. Ltd. Kooperationen innerhalb des Konzerns ermöglichen Tanaka Precious Metals, seinen Kunden eine noch breitere Produktpalette und umfangreiche Services anzubieten. Das Unternehmen gehört zu den führenden japanischen Unternehmen im Bereich Edelmetall- herstellung und investiert kontinuierlich in Verfahren zur Bereitstellung und Verwendung von Edelmetallen. Um die Globalisierung weiter voranzutreiben, begrüßte Tanaka Kikinzoku Kogyo die Metalor Technologies International SA im Jahr 2016 als Mitglied der Gruppe. Als Experte im Bereich der Edelmetalle wird Tanaka Precious Metals weiterhin zur Entwicklung einer lebenswerten und erfolgreichen Gesellschaft beitragen.

Die fünf Kernunternehmen der Tanaka Precious Metals sind wie folgt.
Tanaka Holdings Co., Ltd. (pure holding company)
Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.
Tanaka Denshi Kogyo K.K.
Electroplating Engineers of Japan, Limited
Tanaka Kikinzoku Jewelry K.K.

Tanaka Holdings Co., Ltd. (Holdinggesellschaft von Tanaka Precious Metals)
Hauptsitz: Tokyo Building 22F, 7-3, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, 100-6422 Japan
Geschäftsführer: Akira Tanae, geschäftsführendes Vorstandsmitglied
Gründungsjahr: 1885 Etablierung: 1918 Kapital: 500 Millionen Yen
Mitarbeiter der gesamten Gruppe: 5.120 Beschäftigte (Geschäftsjahr 2016)
Konsolidierter Gruppenumsatz: 1.064.259.000.000 Yen (80.395.964 Euro) (Geschäftsjahr 2016)
Geschäftsinhalte der Gruppe: Als eine Holdinggesellschaft, die das Zentrum der Tanaka Kikinzoku-Gruppe ist, die strategische und effiziente Führung der Gruppe und Management-Beratung für Konzernunternehmen

Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.
Hauptsitz: Tokyo Building 22F, 7-3, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, 100-6422 Japan
Geschäftsführer: Akira Tanae, geschäftsführendes Vorstandsmitglied
Gründungsjahr: 1885 Etablierung: 1918 Kapital: 500 Millionen Yen
Mitarbeiter: 2.269 Beschäftigte (31. März 2017)Verkäufe: 1.059.003.329.000 Yen (79.998.941 Euro)
Geschäftsinhalt: Produktion, Vertrieb und Import/Export von Edelmetallen (Platin, Gold, Silber etc.) und industriellen Edelmetallprodukten
Webseite: http://pro.tanaka.co.jp/en

Firmenkontakt
Tanaka Holdings Co., Ltd.
Kazuko Shimano
Tokyo Building 22F, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku 7-3
100-6422 Tokyo
+81-3-6311-5590
k-shima@ml.tanaka.co.jp
http://www.tanaka.co.jp/en/protanaka/inquiry/index.php

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