In LCDs (Liquid Crystal Displays), Touchscreens, Solarzellen und flexiblen Displays kommen transparente, leitfähige, dünne Film Elektroden zum Einsatz. Indium Zinnoxid (ITO = Indium tin oxide) ist hierbei das am häufigsten verwendete Material für die genannten Anwendungen.
Vor- und Nachteile von ITO
ITO ist besonders leitfähig und hat gleichzeitig eine hohe optische Transparenz. Trotz der genannten Vorteile hat der Einsatz von ITO auch seine Schattenseiten, denn es ist relativ spröde und nicht für flexible Substrate geeignet. Außerdem ist es im Vergleich zu alternativen Ersatzstoffen (z.B. Metal Mesh, Graphene) teuer und erfordert während der Herstellung hohe Temperaturen.
Die Zukunft von Displays und anderen optisch-elektronischen Gerätschaften liegt jedoch in der kostengünstigen Massenproduktion geeigneter Methoden für flexible transparente Elektroden. Zu diesen Herstellungsmethoden zählen beispielsweise "Roll-to-roll" Beschichtungen oder Tintenstrahldruckverfahren.
Als Ersatzmaterialien für ITO im elektronischen Bereich kommen vor allem leitfähige Polymere und leitfähige Nanostrukturen mit hohem Aspektratio in Frage. Wobei die geringe Leitfähigkeit polymerer transparenter Elektroden deren Anwendung aktuell noch stark einschränkt. Deswegen gibt es auch während der letzten 10 Jahre viele Forschungsprojekte in diesem Bereich.
Vorteile Silver Nanowire (SNW)
Zu den geeigneten Kandidaten transparenter Elektrodenmaterialien zählen zukünftig auch Nanodrähte (Nanowires), Nanoröhren (Nanotubes) und Nanostäbchen (Nanorods). Unter diesen werden vor allem Kohlenstoffnanoröhren umfassend erforscht. Denn sie sind flexibel, haben eine bessere Leitfähigkeit ähnlich wie Silver Nanowires und sie sind stabil in Bereichen mit hoher / niedriger Feuchtigkeit oder Temperaturen. Trotzdem muss noch an den Eigenschaften von ITO (z.B. Transmittance = 90% und Sheet resistance < 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.
Fazit
Aktuell ist es so, dass Silver Nanowires im Vergleich zu ITO führend in der Massenproduktion eingesetzt werden können, eine hervorragende Flexibilität, hohe Durchlässigkeit haben. Deren Einsatz ist jedoch noch schwierig bei der Herstellung von Silbernanodraht-Ink.
Wenn Sie mehr über den Aufbau eines Touchscreens erfahren möchten um zu sehen, wo ITO zum Einsatz kommt, stehen auf unserer Webseite weitere Informationen zum Touchscreen Aufbau zur Verfügung.
