2025
Atmospheric Plasma Pre-Treatment of Ultra-Thin Flexible Glass for Transparent Organic Coatings
SIHELNÍK, SlavomírZákladní údaje
Originální název
Atmospheric Plasma Pre-Treatment of Ultra-Thin Flexible Glass for Transparent Organic Coatings
Název česky
Atmosférická plazmová předúprava ultratenkého flexibilního skla pro transparentní organické povlaky
Autoři
Vydání
Glass Performance Days (GPD), 2025
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Konferenční abstrakt
Stát vydavatele
Finsko
Odkazy
Označené pro přenos do RIV
Ne
Klíčová slova česky
atmosférické plazma; flexibiliní sklo; PEDOT:PSS; organické povlaky; povrchová úprava
Klíčová slova anglicky
atmospheric plasma; flexible glass; PEDOT:PSS; organic coatings; surface treatment
Příznaky
Mezinárodní význam
Změněno: 19. 9. 2025 14:19, Mgr. Slavomír Sihelník, Ph.D.
V originále
Ultra-thin flexible glass (UTFG) is an emerging material with perspective to revolutionize industries reliant on optoelectronics, photovoltaics, and flexible displays. Its unique combination of chemical stability, transparency, and flexibility positions it as a superior alternative to conventional substrates. However, the low surface energy and fragility of UTFG present challenges for applying functional organic coatings, such as conductive transparent polymer PEDOT:PSS. This work explores the use of atmospheric-pressure plasma as a dry, contactless, scalable, and eco-friendly solution for cleaning and activating UTFG prior to thin films deposition. Plasma treatment enhances the surface energy of UTFG by incorporating oxygen-based functional groups, significantly improving surface wettability and quality of deposited coatings. Two atmospheric-pressure air plasma sources, Diffuse Coplanar Surface Barrier Discharge (DCSBD) and industrial corona, were tested in configurations suitable for roll-to-roll manufacturing. Results showed that a brief plasma exposure (0.1–3 seconds) outperformed traditional wet cleaning methods in terms of speed, effectiveness, and environmental impact. The study demonstrated the industrial viability of plasma-treated UTFG through improved uniformity and conductivity of PEDOT:PSS-based thin films. Plasma-modified UTFG exhibited a reduction in water contact angle from 77° to below 5°, without changing surface roughness. The conductive thin films achieved lower sheet resistance, higher conductivity, and similar uniformity compared to coatings on liquid-cleaned UTFG. These findings underline the potential of plasma technology for enabling high-throughput, sustainable production of advanced coated glass products. As industries strive for greener and more efficient manufacturing processes, integrating plasma pre-treatment into UTFG production can unlock new possibilities for optoelectronic devices and composite glass systems.
Česky
Ultratenké flexibilní sklo (UTFG) je nový materiál, který má potenciál revolučně změnit odvětví závislá na optoelektronice, fotovoltaice a flexibilních displejích. Díky jedinečné kombinaci chemické stability, průhlednosti a flexibility představuje vynikající alternativu k běžným substrátům. Nízká povrchová energie a křehkost UTFG však představují výzvu pro nanášení funkčních organických povlaků, jako je například vodivý transparentní polymer PEDOT:PSS. Tato práce zkoumá použití plazmy za atmosférického tlaku jako suchého, bezkontaktního, škálovatelného a ekologického řešení pro čištění a aktivaci UTFG před nanesením tenkých vrstev. Plazmová úprava zvyšuje povrchovou energii UTFG začleněním funkčních skupin na bázi kyslíku, což výrazně zlepšuje smáčivost povrchu a kvalitu nanesených povlaků. Byly testovány dva zdroje atmosférického plazmatu, difúzní koplanární povrchový bariérový výboj (DCSBD) a průmyslová korona, v konfiguracích vhodných pro výrobu typu roll-to-roll. Výsledky ukázaly, že krátká expozice plazmatu (0,1–3 sekundy) překonala tradiční metody mokrého čištění z hlediska rychlosti, účinnosti a dopadu na životní prostředí. Studie prokázala průmyslovou životaschopnost plazmou ošetřeného UTFG díky zlepšené uniformitě a vodivosti tenkých vrstev na bázi PEDOT:PSS. Plazmou modifikované UTFG vykazovalo snížení kontaktního úhlu vody z 77° na méně než 5°, aniž by došlo ke změně drsnosti povrchu. Vodivé tenké vrstvy dosáhly nižšího odporu, vyšší vodivosti a podobné rovnoměrnosti ve srovnání s povlaky na UTFG čištěném kapalinou. Tyto výsledky podtrhují potenciál plazmové technologie pro umožnění vysokokapacitní a udržitelné výroby pokročilých produktů z potahovaného skla. Vzhledem k tomu, že průmysl usiluje o ekologičtější a efektivnější výrobní procesy, může integrace předúpravy plazmou do výroby UTFG otevřít nové možnosti pro optoelektronická zařízení a kompozitní skleněné systémy.
Návaznosti
| LM2023039, projekt VaV |
|