Door LED's te verbinden met transparante geleidende schakelingen is het mogelijk om glazen ramen te draaien, muren en buitenkanten in doorzichtige displays die kijkers informeren of vermaken met video's en afbeeldingen. Een nieuwe benadering voor het maken van deze circuits zou kunnen helpen de kosten van transparante LED-schermen te verlagen en de technologie toe te passen op flexibele of gebogen substraten.

In het tijdschrift The Optical Society (OSA) Optische materialen Express , onderzoekers van de Zhejiang University in China en het KTH Royal Institute of Technology in Zweden rapporteren de fabricage van transparante geleidende circuits op meterschaal op basis van zilveren nanodraadnetwerken, en, Voor de eerste keer, demonstreren deze schakelingen in zowel stijve als flexibele transparante LED-schermen.

"Transparante LED-schermen werken net als traditionele LCD's of LED-televisies, maar het feit dat ze het licht niet blokkeren, maakt creatieve toepassingen mogelijk die niet mogelijk zijn met conventionele weergavetechnologie. " zei Liu Yang, die het onderzoeksteam van de Zhejiang University leidde. "De circuits die we hebben gefabriceerd zijn zeer transparant, geleidend en flexibel, en zijn dus veelbelovend als vervanging voor transparante circuits die tegenwoordig worden gebruikt."

De transparante circuits van vandaag vervangen

Transparante LED-displays bevatten doorgaans transparante geleidende circuits die zijn gemaakt van met fluor gedoteerd tinoxide (FTO) of indiumtinoxide (ITO). Wetenschappers hebben gezocht naar alternatieven voor deze materialen vanwege de hoge kosten van indium en het complexe en dure fabricageproces dat nodig is om circuits te maken voor transparante displays van groot formaat. In aanvulling, circuits gemaakt van ITO en FTO zijn vaak te broos voor flexibele toepassingen.

Zilveren nanodraadnetwerken zijn een veelbelovende vervanging omdat zilveren nanodraden gemakkelijk kunnen worden gesynthetiseerd en verspreid over een groot gebied, hebben uitstekende optische transparantie, zijn zeer geleidend en kunnen buigen zonder te breken of de prestaties in gevaar te brengen. Hoewel zilveren nanodraadnetwerken zijn gebruikt om transparante geleidende films te maken, het gebruik ervan om lange circuits te maken is een uitdaging gebleken.

In het nieuwe werk de onderzoekers ontwikkelden een eenvoudig fabricageproces voor het gebruik van zilveren nanodraden om de ultralange transparante circuits te maken die nodig zijn voor transparante LED-schermen op meterschaal. Met behulp van een spray-coatingmethode en opofferingsmaskers, ze creëerden een 1,2 meter zilver nanodraad transparant geleidend circuit.

De nieuwe transparante geleidende circuits bestaan ​​uit willekeurig verdeelde zilveren nanodraden die in een patroon worden aangebracht op een substraat zoals plastic of glas. Het nanodraadnetwerk moet dicht genoeg zijn om de elektrische stroom goed te laten reizen, maar niet zo dicht dat de transparantie in gevaar komt.

"Vanwege onze zeer eenvoudige en goedkope fabricagemethode en de inherente flexibiliteit van zilveren nanodraden, deze nieuwe transparante geleidende circuits kunnen de kosten verlagen en de toepassingen van de transparante LED-schermen uitbreiden naar flexibele en groothoekgebogen gebieden, " zei Yang.

Doorzichtige schermen testen

Analyse van de zilveren nanodraadcircuits toonde aan dat ze zeer transparant waren en een hogere geleidbaarheid vertoonden dan ITO. De onderzoekers voerden ook tests uit waarbij ze geleidende zilveren nanodraadstrips en ITO-transparante strips die op een plastic film waren afgezet, verbogen tot een straal van slechts 2 millimeter. De zilveren nanodraadstrip vertoonde mechanische flexibiliteit en stabiele prestaties tijdens de buigtests, terwijl ITO de prestaties niet handhaafde.

Volgende, de onderzoekers verwerkten de transparante geleidende circuits van nanodraad in prototype LED-displays met glazen of plastic substraten. Deze omvatten een plastic display dat goed presteerde, zelfs wanneer het om een ​​kleine fles was gewikkeld of dynamisch werd gebogen tot een straal van slechts ongeveer 15 millimeter.

De onderzoekers wijzen erop dat slechts een paar eenvoudige stappen hun prototypeschermen kunnen veranderen in praktische transparante schermen. Bijvoorbeeld, de transparante geleidende circuits kunnen eenvoudig worden ontworpen om de aangesloten LED's te programmeren voor het weergeven van video's. Ook, de circuits zouden moeten worden beschermd met een coating om chemische reacties met de omgeving te voorkomen en om hun hechting aan de substraten te verbeteren. De schermen kunnen ook worden geïntegreerd met ingeklemd glas of transparante plastic films voor verdere bescherming en eenvoudig onderhoud.