Haas, Maria (2015)
Untersuchungen zur Herstellung und optischen Charakterisierung von großflächigen transparenten Silikonschichten am Anwendungsbeispiel der dielektrischen Stapelaktoren.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

In den letzten Jahren eroberte die Touch-Technologie das alltägliche Leben. Immer mehr Geräte - wie Smartphones, E-Book- Reader, Tablet PCs, Bedienelemente an diversen Maschinen und Anlagen - werden mit Touchdisplays versehen. Diese beeindrucken mit ihrer Flexibilität und Funktionalität. Die Abwesenheit einer taktilen Rückmeldung oder eines taktil detektierbaren Reliefs erschwert die Nutzung solcher Geräte für Sehbehinderte und senkt die Bedienbarkeit mancher Anwendungen wie z.B. schnelles Tippen. Diese Lücke in der Bedienbarkeit kann durch den Einsatz transparenter dielektrischer Stapelaktoren geschlossen werden. Diese bestehen aus sich abwechselnden leitenden und dielektrischen Schichten. Letztere werden unter anderem aus Silikonen hergestellt.

Die bestehenden Verfahren zur Herstellung der Stapelaktoren sind auf eine Größe von wenigen Quadratzentimetern beschränkt. Der Suche nach Herstellungsverfahren großflächiger (ca. DIN A5) für die Anwendung in transparenten dielektrischen Stapelaktoren geeigneten Silikonschichten ist diese Arbeit gewidmet. Dabei wird das Potential der Druck- und Beschichtungsverfahren ausgenutzt, die eine großflächige Fluidübertragung auf Substrate in Bogen- und Rollenform ermöglichen.

Es werden zunächst die Eigenschaften und die Anforderungen an die Silikone und die Druck- und Beschichtungsverfahren analysiert. Davon ausgehend wird auf theoretischer Basis eine Auswahl von vier Silikonen und drei Verfahren getroffen, die anschließend in allen Kombinationen bei variierenden Prozessparametern zur Probenherstellung herangezogen werden.

Um den Einfluss der Verfahren, der Materialien und der Prozessparameter auf die Qualität der Silikonschichten zu ermitteln, wird eine neuartige optische Charakterisierungsmethode entwickelt. Diese basiert auf den Prinzipien der direkten Schattenabbildung, ist bildgebend und kann bis ca. DIN A4 große Proben vollflächig erfassen. Die Methode wird anhand weißlichtinterferometrischer Messungen überprüft und validiert.

Als Qualitätskriterien werden die Schichthomogenität sowie drei Kategorien von Schichtinhonogenitäten eingeführt. Der Vergleich und die Qualitätsbewertung der unterschiedlich hergestellten Proben erfolgt im Rahmen einer Probandenstudie. Zur Beurteilung der allgemeinen Schichthomogenität wird der Homogenitätswert H eingeführt, der aus den Bildinformationen der Schattenabbildungen errechnet wird. Anhand dieser Kriterien wird der Einfluss des Herstellungsverfahrens, der Prozessparameter sowie des verwendeten Silikons auf die Schichtqualität ermittelt. Es wird gezeigt, dass Herstellung von dünnen Silikonschichten grundsätzlich mit allen ausgewählten Verfahren und Silikonen möglich ist. Die resultierende Schichtqualität unterscheidet sich dennoch enorm vor allem in Abhängigkeit vom Herstellungsverfahren.

Frage zum Eintrag

Redaktionelle Details anzeigen