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新式织物电极可取代ITO大幅简化柔性OLED制造

瑞士开发出金属丝导电透明织物可大幅简化大面积柔性OLED生产,这种以织物为基底的新颖金属丝由于具有高导电率,确保电极在较长距离外仍展现高导电性,使其成为ITO透明电极的理想替代方案。

瑞士电子与微技术中心(CSEM)的研究人员与精密织物业者Sefar连手设计了一种新颖的织物电极,这种柔性且透明的织物电极能以低成本、卷对卷(R2R)制程进行生产。

研究人员先将直径约40μm的金属丝与半透明的聚合物纤维编织于以光学透明聚合物填充的精密网状物中,然后再以经溶液处理的有机导体(如PEDOT:PSS)薄层涂覆于该基底上,从而取得了不含氧化铟锡(ITO) 的柔性电极,使其得以用于展示大面积的有机发光二极管(OLED)。这种织物基底的金属丝由于具有高导电率,能够确保电极在较长距离外仍展现高导电性,甚至是采用超薄、高度透明的导电聚合物层也能达到同样的效果。

根据Sefar的文献资料,目前已商业化的导电织物SECSAR TCS Planar可在整个可见光和近红外光谱中表现出约90%的透光率、薄层电阻低于0.1Ω/sq,甚至在弯曲达6mm的弯曲半径时,也几乎不至于使其导电率降低。这使其成为理想的透明电极替代方案,在一般电子应用(从触控显示器到太阳能电池、OLED)中取代昂贵且易碎的ITO层。
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以Sefar的导电织物设计的OLED

这种织物可以进一步涂覆透明的聚合物,使其无法渗透液体和气体,同时保持其导电性,并为湿度和氧气提供保护层,而不至于明显改变其透射特性。

微米级的导电金属线和透明聚合物纤维编织在一起,并且嵌入于光学透明的填充聚合物中。涂覆导电聚合物的基底形成电极,使其发光聚合物和顶部电极共同形成完整的OLED组件。

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CSEM展示利用新织物结构打造的大面积柔性OLED

Sefar研发经理Peter Chabrecek在该公司的声明中说:“使用Sefar织物的电极由于免除了支持金属轨道的蒸发、光学微影以及电绝缘等过程,大幅简化了大面积OLED的生产。”

此外,研究人员还能使用低成本、高吞吐量的卷对卷制程制造这种织物,在标准的无尘室环境下以每分钟10公尺的速度运行。Chabrecek深信这一研究成果可望协助Sefar在电子产业中扮演重要角色。

随着这项研究成果的发布,Chabrecek预计,“它将有助于我们的公司在2020年以前让各类型光电组件在柔性透明电极市场达到20%的市占率。”

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Julien Happich
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