211service.com
Store og lyse fleksible skærme
Organic light-emitting diode (OLED)-skærme er attraktive, fordi de er lyse, effektive og tynde nok til at være fleksible. Men de er i øjeblikket begrænset til brug i små skærme, såsom dem i mobiltelefoner. Det er delvist på grund af fejlene i et stykke af enheden, en gennemsigtig elektrode, der bruges til at lyse skærmen op. Nu har forskere ved University of Michigan udviklet en ny type elektrode, der kan hjælpe med at rydde vejen for store, fleksible OLED-skærme.
Metal mesh: Et gitter af 200 nanometer tykke metaltråde kunne bruges som en fleksibel og robust gennemsigtig elektrode til at oplyse fladskærme og organiske LED'er.
OLED'er består af organiske halvlederlag, der er klemt mellem to elektroder, hvoraf den ene skal være gennemsigtig for at tillade lys at undslippe. Dagens skærme bruger en gennemsigtig film af indiumtinoxid (ITO), men dette materiale er dyrt, skrøbeligt og ufleksibelt, hvilket gør det uegnet til fleksible skærme med store arealer. Det kan også nedbryde de organiske lysemitterende lag.
Den nye elektrode er et gitter af stærkt ledende metaltråde så tynde, at de i det væsentlige er gennemsigtige. Professor i elektroteknik og datalogi L. Jay Guo siger, at elektroden skal være mere fleksibel og billigere end ITO, samtidig med at den ikke nedbryder de organiske materialer. Forskerne inkorporerede gitteret i en OLED som den øverste elektrode og observerede ingen synlig forskel i lysstyrken mellem deres LED's lysemission og lyset fra en konventionel OLED lavet med en ITO-elektrode, selvom Guo siger, at han og hans kolleger bliver nødt til at gøre mere - detaljerede optiske målinger for at se, hvordan de to sammenlignes. Arbejdet er beskrevet i et online papir i tidsskriftet Avancerede materialer .
Forskerne lavede gitter af kobber, guld og sølv med ledninger på 120 eller 200 nanometer brede og adskilt af mellemrum på omkring 500 nanometer i én retning og med mellemrum på 10 mikrometer i vinkelret retning. Den fremragende ledningsevne af disse metaller resulterer i en modstand så lille som fem ohm, hvilket er mindre end det gennemsnitlige ITO-lags modstand.
Forskerne bruger en teknik kaldet nanoimprint litografi, som giver dem mulighed for at lave et gitter af ledninger, der kan overføres til enhver anden overflade, inklusive et substrat til en fleksibel skærm. (Se 10 nye teknologier, der vil ændre verden.)
Ved at ændre ledningernes bredde og højde kan forskerne ændre gennemsigtigheden og ledningsevnen. At gøre ledningerne tyndere gør elektroden mere gennemsigtig, men samtidig har de tyndere ledninger højere modstand. Så forskerne fordobler ledningernes højde, hvilket reducerer modstanden med en faktor på tre, men reducerer gennemsigtigheden med kun 5 procent, siger Guo. Der er et stort potentiale [at] lege med disse parametre, tilføjer han. [Der er] meget plads til at optimere strukturen.
Jorma Peltola, som er konsulent hos producenter af fladskærme, bemærker, at selvom det er en prioritet for OLED-skærmindustrien at finde et robust, fleksibelt alternativ til ITO, vil der også være behov for bedre organiske materialer og fremstillingsmetoder, før OLED'er kan flytte ind i markedspladsen for større skærme.
Den nye teknik står også over for en hård udfordrer: kulstof nanorør. Forskere er ved at udvikle kulstof-nanorør-film, der kan erstatte ITO. Nanorørfilm har i øjeblikket omkring tre gange højere modstand end det nye metalgitter for sammenlignelig gennemsigtighed, men den forskel er lille og krymper med nye udviklinger, siger Andrew Rinzler , en fysikprofessor ved University of Florida, som studerer kulstof-nanorør-film. I modsætning til metalgitteret kommer nanorørlag i kontakt med hver del af det organiske halvlederlag, som de er aflejret på, hvilket skulle øge enhedens effektivitet.
Men som en førstegangsdemonstration er idéen med metalgitter værd at forfølge, siger Rinzler. På trods af de mulige problemer og konkurrerende teknologier er dette en potentielt levedygtig teknologi, der er værd at udforske.