Polymere haben den Bereich der Elektronik mit ihren vielfältigen Anwendungen in Filmbeschichtungen, Schutz, flexibler Elektronik und gedruckter Elektronik revolutioniert. Dieser Themencluster untersucht die Rolle von Polymerfilmen bei der Weiterentwicklung elektronischer Technologien und ihre interdisziplinären Verbindungen mit Polymerbeschichtungen und -filmen sowie den Polymerwissenschaften.
1. Polymerfilme in Beschichtungen und Schutz
Polymerfolien werden in der Elektronik häufig zur Beschichtung und zum Schutz verschiedener Komponenten eingesetzt. Die Fähigkeit von Polymerfolien, eine Barriere gegen Feuchtigkeit, Chemikalien und Umweltfaktoren zu bilden, macht sie zu einem unverzichtbaren Faktor für die Gewährleistung der Langlebigkeit und Zuverlässigkeit elektronischer Geräte. Ob es sich um einen Schutzfilm auf einer Leiterplatte oder eine Schutzbeschichtung auf empfindlichen Bauteilen handelt, Polymere spielen eine entscheidende Rolle beim Schutz elektronischer Systeme.
1.1 Schutzbeschichtungen
Schutzbeschichtungen, typischerweise aus Acryl, Silikon oder Urethan, werden als dünne Filme auf elektronische Schaltkreise aufgetragen, um sie vor Feuchtigkeit, Staub und anderen Umweltverschmutzungen zu schützen. Diese Beschichtungen bewahren die elektrische Isolierung und bieten gleichzeitig eine hervorragende Haftung und Flexibilität, was sie zu einem unverzichtbaren Bestandteil elektronischer Montage- und Verpackungsprozesse macht.
1.2 Anti-Kratz-Folien
Zum Schutz der Oberflächen empfindlicher elektronischer Displays, Touchscreens und Linsen werden Polymerfolien mit kratzfesten Eigenschaften eingesetzt. Diese oft aus Polycarbonat oder Polyurethan bestehenden Folien bieten Widerstandsfähigkeit gegen Kratzer, Abrieb und Fingerabdrücke und verbessern so die Haltbarkeit und Benutzerfreundlichkeit elektronischer Geräte.
2. Flexible Elektronik
Polymerfolien haben die Entwicklung flexibler und dehnbarer Elektronik ermöglicht und das Design und die Funktionalität elektronischer Geräte revolutioniert. Durch die Nutzung der einzigartigen mechanischen und elektrischen Eigenschaften von Polymeren können flexible elektronische Komponenten wie Displays, Sensoren und Batterien in unkonventionelle Formfaktoren integriert werden und so den Weg für tragbare Technologie, faltbare Bildschirme und anpassbare Sensoren ebnen.
2.1 Organische Leuchtdioden (OLEDs)
Konjugierte Polymere und organische Materialien auf Polymerbasis waren maßgeblich an der Weiterentwicklung der OLED-Technologie beteiligt. Polymerfolien dienen als Grundlage für flexible OLED-Displays, bieten hohe Energieeffizienz, lebendige Farben und dünne Formfaktoren und treiben so die Entwicklung von Anzeigetechnologien in Smartphones, Fernsehern und tragbaren Geräten voran.
2.2 Flexible Substrate
Polymerfolien fungieren als flexible Substrate für elektronische Schaltkreise und Geräte und ermöglichen die Herstellung biegsamer und anpassungsfähiger Elektronik. Durch die Verwendung von Polymeren mit maßgeschneiderten mechanischen Eigenschaften wie Polyimiden und Elastomeren können Ingenieure elektronische Systeme entwerfen, die Biegungen, Dehnungen und mechanischen Verformungen ohne Leistungseinbußen standhalten.
3. Gedruckte Elektronik
Polymerfolien spielen eine zentrale Rolle im Bereich der gedruckten Elektronik, wo elektronische Komponenten und Schaltkreise mithilfe von Druckverfahren auf flexiblen Substraten hergestellt werden. Dieser Ansatz bietet kostengünstige und skalierbare Herstellungsmethoden für eine Vielzahl elektronischer Anwendungen, darunter RFID-Tags, Sensoren und intelligente Verpackungen.
3.1 Leitfähige Tinten und Pasten
Leitfähige Polymertinten und -pasten werden verwendet, um elektrische Leiterbahnen, Elektroden und Komponenten direkt auf Polymerfolien zu drucken und so die Erstellung flexibler und leichter elektronischer Schaltkreise zu ermöglichen. Diese leitfähigen Materialien, die Polymere wie Polyanilin oder PEDOT:PSS enthalten können, erleichtern die Realisierung biegsamer und individuell geformter elektronischer Geräte durch additive Fertigungstechniken.
3.2 Smart Labels und RFID-Tags
Polymerfolien sind ein wesentlicher Bestandteil der Produktion von Smart Labels und RFID-Tags und dienen als bedruckbare Substrate, die elektronische Komponenten und digitale Funktionalitäten aufnehmen können. Die Flexibilität und Bedruckbarkeit von Polymerfolien bieten eine vielseitige Plattform für die Einbettung elektronischer Funktionen in Alltagsgegenstände und führen zu Fortschritten in der Bestandsverwaltung, Lieferkettenverfolgung und interaktiven Verpackung.