LCD's (Liquid Crystal Displays), touchscreens, zonnecellen en flexibele displays maken gebruik van transparante, geleidende, dunne filmelektroden. Indiumtinoxide (ITO = indiumtinoxide) is het meest gebruikte materiaal voor deze toepassingen.

Voor- en nadelen van ITO

ITO is bijzonder geleidend en heeft tegelijkertijd een hoge optische transparantie. Ondanks de genoemde voordelen heeft het gebruik van ITO ook nadelen, omdat het relatief broos is en niet geschikt voor flexibele substraten. Bovendien is het duur in vergelijking met alternatieve vervangers (bijv. metaalgaas, grafeen) en vereist het hoge temperaturen tijdens de productie.

Bildquelle: Wikipedia - Nahaufnahme einer Beschichtung von Indiumzinnoxid auf einer Glasplatte 
De toekomst van displays en andere optisch-elektronische apparaten ligt echter in de kosteneffectieve massaproductie van geschikte methoden voor flexibele transparante elektroden. Deze productiemethoden omvatten bijvoorbeeld "roll-to-roll" coatings of inkjetdrukprocessen.

Vervangende materialen voor ITO in het elektronische veld zijn geleidende polymeren en geleidende nanostructuren met een hoge beeldverhouding. De lage geleidbaarheid van polymere transparante elektroden beperkt momenteel echter nog steeds ernstig hun toepassing. Daarom zijn er de afgelopen 10 jaar veel onderzoeksprojecten op dit gebied geweest.

Voordelen van Silver Nanowire (SNW)

In de toekomst zullen geschikte kandidaten voor transparante elektrodematerialen ook nanodraden, nanobuisjes en nanostaafjes omvatten. Daaronder worden met name koolstofnanobuisjes uitgebreid onderzocht. Dit komt omdat ze flexibel zijn, een betere geleidbaarheid hebben die vergelijkbaar is met zilveren nanodraden en ze stabiel zijn in gebieden met een hoge / lage luchtvochtigheid of temperatuur. Niettemin zijn de eigenschappen van ITO (bijv. transmissie = 90% en plaatweerstand < 100 Ω/sq) gearbeitet werden.

Dennoch sind Silber (Ag) Nanowire (NW) eine vielversprechende Alternative zu ITO. Sie haben nicht nur das Potenzial es zu ersetzen, sondern sogar zu übertreffen. Silber hat die höchste elektrische Leitfähigkeit (6,3 x 10 hoch 7 S/m) unter allen Metallen. Aufgrund dessen werden Ag Nanodrähte als sehr vielversprechende Kandidaten in der flexiblen Elektronik gehandelt.

Resultaat

Momenteel kunnen Silver Nanowires worden gebruikt als leiders in massaproductie in vergelijking met ITO, hebben ze een uitstekende flexibiliteit en een hoge permeabiliteit. Het gebruik ervan is echter nog steeds moeilijk bij de productie van zilveren nanodraadinkt.

Als u meer wilt weten over het ontwerp van een touchscreen om te zien waar ITO wordt gebruikt, is meer informatie over het touchscreen-ontwerp beschikbaar op onze website.

Christian Kühn

Christian Kühn

Bijgewerkt op: 07. June 2023
Leestijd: 4 minuten