Partikelfreies Silber-Mikrogitter übertrifft andere flexible transparente Hochleistungselektroden

Die Zukunft elektronischer Displays wird dünn, flexibel und langlebig sein. Ein Hindernis dafür ist jedoch, dass einer der am häufigsten verwendeten transparenten Leiter für elektronische Displays – Indium-Zinn-Oxid (ITO) – auf größeren Flächen nicht so gut funktioniert und bei Verschleiß reißen und brechen kann. Indium ist auch ein Seltenerdmineral, das relativ knapp ist, und der Prozess zur Herstellung von ITO erfordert einen hohen Energieverbrauch und teure Ausrüstung.

Eine aufkommende Alternative sind “Mikrogitter”-Leiter aus Metall. Diese Microgrids können durch Variation der Microgrid-Breite, -Abstand und -Dicke an ihre Anwendung angepasst werden und können aus einer Vielzahl von Metallen hergestellt werden.

Neue Forschungsergebnisse der Swanson School of Engineering der University of Pittsburgh untersuchen den Einsatz von Microgrids, die mit partikelfreien Silbertinten gedruckt wurden, und demonstrieren deren Vorteile im Vergleich zu anderen partikelbasierten Tinten. Das Papier ist veröffentlicht in ACS Applied Electronic Materials Electronic und wird auf einem zusätzlichen Cover der Zeitschrift vorgestellt.

„Unter den untersuchten Alternativen zu ITO sind Metall-Mikrogitter aufgrund ihres geringen Schichtwiderstands und ihrer hohen Transparenz eine attraktive Option, die für viele optoelektronische Anwendungen gut geeignet ist“, erklärt Paul Leu, Associate Professor of Industrial Engineering, dessen Laboratory for Advanced Materials in Pittsburgh (LAMP) führte die Forschung durch. “Aufgrund der verfügbaren Herstellungsverfahren ist es jedoch schwierig, sie zu perfektionieren. Unsere Forschung konzentriert sich auf die Behandlung von Schlüsselproblemen bei der Herstellung von Silber-Mikrogittern mit partikelfreier Silbertinte, und wir haben festgestellt, dass sie gegenüber partikelbasierten Tinten einige entscheidende Vorteile bietet.”

Das Projekt ist eine Fortsetzung der Zusammenarbeit des LAMP-Labors mit Electroninks, einem Technologieunternehmen in Austin, Texas. Das Unternehmen produziert ein Schaltungszeichnungs-Kit namens Circuit Scribe, das leitfähige Silbertinte verwendet, damit Benutzer Arbeitsscheinwerfer mit auf Papier gezeichneten Schaltungen erstellen können. Circuit Scribe weckte das anfängliche Interesse von Leu, mit dem Unternehmen zusammenzuarbeiten, um ihre partikelfreie Metalltinte zu entwickeln, um einige der Einschränkungen von ITO zu beheben.

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Die Forscher fanden heraus, dass die partikelfrei hergestellten Microgrids zuverlässiger waren als solche, die mit partikelbasierten Tinten gedruckt wurden, und zeigten eine bessere transparente Elektrodenleistung, geringere Rauheit und bessere mechanische Haltbarkeit, die für flexible Displays erforderlich ist. Um die Haltbarkeit zu testen, führten die Forscher mehrere Tests durch, darunter Haft-, Biege- und Falttests.

„Diese Microgrids übertrafen in allen unseren Tests sowohl partikelbasierte tintengeformte Microgrids als auch ITO-Microgrids“, sagte der Hauptautor und Doktorand Ziyu Zhou. “Unsere Forschung ebnet den Weg für leistungsfähigere, kostengünstigere und haltbarere Displays, die nicht auf den Abbau von Seltenerdmineralien angewiesen sind.”

Neben der Bewertung der Microgrids als Ersatz für ITO in OLEDs bewertet das Team sie auch auf transparente Antennen und Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen (EMI).

Geschichte Quelle:

Materialien zur Verfügung gestellt von Universität Pittsburgh. Hinweis: Der Inhalt kann hinsichtlich Stil und Länge bearbeitet werden.

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