De toekomst van elektronische displays zal dun zijn, flexibel en duurzaam. Een barrière hiervoor, echter, is dat een van de meest gebruikte transparante geleiders voor elektronische displays - indiumtinoxide (ITO) - niet zo goed presteert op grotere oppervlakken en kan barsten en kapot gaan door slijtage. Indium is ook een zeldzaam aardmineraal, die relatief schaars is, en het proces om ITO te creëren vereist een hoog energieverbruik en dure apparatuur.

Een opkomend alternatief zijn metalen "microgrid" -geleiders. Deze microgrids kunnen worden aangepast aan hun toepassing door de breedte van de microgrid te variëren, toonhoogte en dikte, en ze kunnen worden gemaakt met een verscheidenheid aan metalen.

Nieuw onderzoek van de University of Pittsburgh Swanson School of Engineering onderzoekt het gebruik van microgrids bedrukt met deeltjesvrije zilverinkten, demonstreert zijn voordelen in vergelijking met andere op deeltjes gebaseerde inkten. De krant is gepubliceerd in ACS toegepaste elektronische materialen en staat op een extra omslag van het tijdschrift.

"Onder de alternatieven voor ITO die worden onderzocht, metalen microgrids zijn een aantrekkelijke optie vanwege hun lage plaatweerstand en hoge transparantie, die zeer geschikt is voor vele opto-elektronische toepassingen, " legde Paul Leu uit, Universitair hoofddocent industriële techniek, wiens Laboratory for Advanced Materials in Pittsburgh (LAMP) het onderzoek heeft uitgevoerd. "Echter, vanwege de beschikbare fabricageprocessen, het is moeilijk te perfectioneren. Ons onderzoek richt zich op het aanpakken van belangrijke problemen bij het vervaardigen van zilveren microgrids met behulp van deeltjesvrije zilverinkt, en we ontdekten dat het een aantal belangrijke voordelen heeft ten opzichte van inkt op deeltjesbasis."

Het project is een voortzetting van de samenwerking van het LAMP-lab met Electroninks, een technologiebedrijf in Austin, Texas. Het bedrijf produceert een circuittekeningkit genaamd Circuit Scribe, die gebruikmaakt van geleidende zilverinkt waarmee gebruikers werklampen kunnen maken met circuits die op papier zijn getekend. Circuit Scribe wekte Leu's aanvankelijke interesse om met het bedrijf samen te werken om hun deeltjesvrije metaalinkt te ontwikkelen als een manier om enkele van de beperkingen van ITO aan te pakken.

De onderzoekers ontdekten dat de deeltjesvrije gefabriceerde microgrids betrouwbaarder waren dan die bedrukt met op deeltjes gebaseerde inkten. met betere transparante elektrodeprestaties, lagere ruwheid, en betere mechanische duurzaamheid, wat nodig is voor flexibele displays. Om de duurzaamheid te testen, de onderzoekers voerden verschillende tests uit, inclusief hechting, buig- en vouwproeven.

"Deze microgrids presteerden beter dan zowel op deeltjes gebaseerde inkt-gevormde microgrids als ITO-microgrids in al onze tests, " zei hoofdauteur en promovendus Ziyu Zhou. "Ons onderzoek maakt de weg vrij voor beter presteren, goedkopere en duurzamere displays die niet afhankelijk zijn van de winning van zeldzame aardmineralen."

Naast het evalueren van de microgrids als vervanging voor ITO in OLED's, het team evalueert ze op transparante antennes en afscherming tegen elektromagnetische interferentie (EMI).