Ekran uygulamaları için bulanıklı azaltıcı metal nanotel saydam elektrotlar

Abstract

Günümüzde kullanılmakta olan İndiyum Kalay Oksit (ITO) saydam elektrotnunun indiyum_x000D_ elementinin doğada az bulunması, malzemelerin ve prosesin pahalı olması, esnek ve_x000D_ dokunmatik ekranlarda ölümcül olabilecek mekanik kırılganlığının olması gibi özellikleri_x000D_ kullanımını sınırlamaktadır. ITO’nun yerine geçebilecek karbon nanotüp, grafen ve metal nanotel_x000D_ elektrotlar gibi gelecek vaat eden saydam iletken malzemeler çalışılmaktadır. Bunlar arasında_x000D_ metal nanoteller, ITO’nun sayılan dezavantajlarını gidermesine ek olarak optik ve elektriksel_x000D_ özelliklerinin en az ITO kadar iyi olmasından dolayı özellikle gelecek vaat etmektedir. Metal_x000D_ nanoteller çözelti sentezi yöntemiyle yüksek verimde üretilebilir ve çözeltiye dağıtılmış nanoteller_x000D_ spin-coating veya sprey yöntemiyle geniş subtratlara kolayca kaplanabilir. Bu devrim_x000D_ niteliğindeki teknoloji özellikle mekanik esneklik isteyen ürünlerde kullanılmak üzere ekran_x000D_ endüstrisine büyük etkisi olacaktır._x000D_ Önerilen proje kapsamında, hedef geçirgenlik başına nanotel elektrotların iletkenliği iki_x000D_ yöntemle geliştirilmesi amaçlanmaktadır: 1) daha ince ve daha uzun nanoteller sentezleyip_x000D_ kesişim nokta (junction) sayısını azaltmak ve 2) nanoteller üzerindeki oksit tabakasını gidererek_x000D_ ve nanotelleri iletkenliği yüksek altın (veya inert metal) tabakasıyla kaplayarak junction direncini_x000D_ azaltmak. Böylece bu çalışmayla ekran uygulamaları için hedeflenen levha direncine daha az_x000D_ nanotel kullanılarak ulaşılacaktır. Bu durum toplam geçirgenliğin iyileşmesini ve bulanıklık_x000D_ seviyesinin düşmesini sağlayacaktır. Son çalışmalara göre bulanıklık seviyesi 8 ohm/sq levha_x000D_ direnç ve %80 diffusive geçirgenlikte %15 seviyesindedir. Bulanıklık seviyesinin yüksek olması_x000D_ güneş pilleri için bir avantaj iken, yüksek-teknolojik ve askeri uygulamalarda kullanılacak_x000D_ ekranlar için düşük bulanıklık (<5%) seviyesine ihtiyaç vardır. Önerilen projede nanotellerin enboy oranını küçülterek ve junction direncini azaltarak toplam bulanıklığın azaltılmasıyla bu_x000D_ teknolojinin ekranlar için uygun hale gelmesi amaçlanmaktadır.

Currently used Indium Tin Oxide (ITO) transparent electrode has limitations including_x000D_ scarcity of indium, high costs of materials and processing as well as mechanical brittleness that_x000D_ could be fatal to flexible displays and touch screens. Promising candidates being studied for_x000D_ replacing ITO are carbon nanotubes (CNT), graphene, and metal nanowire electrodes. Among_x000D_ them, metal nanowire electrode is especially promising since it is able to overcome the_x000D_ limitations of ITO listed above while providing similar or superior optical and electrical properties_x000D_ compared to those of ITO. Metal nanowires can be fabricated using the solution synthesis_x000D_ methods with high yield, and the solution suspended nanowires can simply be spin-coated or_x000D_ sprayed onto a large scale substrate. This revolutionary technology is expected have a_x000D_ significant impact for the display industry, especially for flexible displays that requires_x000D_ mechanical flexibility._x000D_ We propose to improve the conductivity of the nanowire electrode per target transmittance_x000D_ by 1) reducing the number of junctions by synthesis of longer and thinner nanowires and 2)_x000D_ minimizing the junction resistance itself by removal of oxide and coating with inert metal_x000D_ passivation that has high conductivity. Therefore, our work will achieve the targeted sheet_x000D_ resistance for display application with less nanowires that will result in improved total_x000D_ transmittance and consequently minimize haze. The current level of haze is 15% at 8 ohm/sq_x000D_ sheet resistance and 80% diffusive transmittance as reported by Hu et al. Our recent work in_x000D_ modifications to the polyol synthesis has allowed us to obtain longer and thinner nanowire that_x000D_ reduced haze down to ~7% at <20 ohm/sq sheet resistance and 80% diffusive transmittance._x000D_ Whereas high haze value is an advantage for solar cell applications, displays for high-tech_x000D_ devices and military applications, much lower haze value (<5%) is desired. Our proposed study_x000D_ aims to tackle both aspects of reducing aspect ratio and reducing junction resistance to reduce_x000D_ the overall haze to make this technology suitable for displays.