Nanodruty srebra na elastyczne ekrany dotykowe

oled

Amerykański koncern 3M – twórca produktów w wielu branżach, m.in. tworzyw sztucznych, materiałów ściernych, elektronicznej, farmaceutycznej i chemicznej we współpracy z Cambrios Technologies zaprezentował nową linię czułych ekranów dotykowych opartych na warstwach z nanodrutów srebra. Konstrukcja ma zastąpić tradycyjne wyświetlacze budowane z drogich i kruchych tlenków indu i cyny – ITO (z ang. indium tin oxide). To odpowiedź na rosnące zapotrzebowanie na ekrany dotykowe w urządzeniach takich jak tablety, laptopy, monitory oraz komputery all-in-one (AIO) oraz zapowiedź „zwijanej” elektroniki.

Srebro jest metalem szlachetnym z rodziny miedziowców, posiadającym szereg ciekawych właściwości. Wysokie przewodnictwo cieplne oraz elektryczne, największy współczynnik odbicia światła wśród metali oraz własności bakteriobójcze w skali nano to tylko niektóre z nich. Nanomateriały ze srebra, dzięki swojej konstrukcji mogą być wykorzystywane w w wielu dziedzinach, m.in. optoelektronice, elektronice i biotechnologii. Opracowane przez firmę Cambrios nanodruty mają kilka nanometrów średnicy i kilka mikrometrów długości. Drobiny przetrzymywane są w zawiesinie co ułatwia ich aplikowanie. Roztwór wyglądem przypomina zwykły atrament stosowany w drukarkach. Rozprowadzanie „tuszu” za pomocą powlekania wirowego wpływa na losowe ułożenie nanodrutów na powierzchni, co zapobiega powstawaniu wzorów, które są irytującym problemem dla użytkowników posiadających ekrany dotykowe zbudowane z metalowej siatki. Kierujący procesem osadzania może swobodnie sterować gęstością rozkładu powłoki, co przekłada się na zakres rezystancji od 45 do 100 Ohm/sq (omów na kwadrat), zapewniający szybki czas reakcji. Maksymalna zanotowana oporność podana przez firmę Cambrios wynosiła 300 ohmów na kwadrat. Powstałe warstwy to w większości puste, transparentne miejsca (docelowa przepuszczalność na poziomie >89%), lecz nawet niewielki procent pokrycia powierzchni gwarantuje dobre przewodzenie. Producent zapewnia, że elektrody wykonane z nanodrutów srebra są bardziej przejrzyste i efektywniejsze w transporcie ładunków elektrycznych niż powszechnie stosowane odpowiedniki. Deklaruje również, że materiał wytrzyma ponad 100 000 cykli zwijania i rozwijania bez żadnych uszkodzeń.

Warstwy z nanodrutów srebra, w przeciwieństwie do produkowanych obecnie twardych i kruchych powłok dotykowych z tlenków metali ITO można nanosić na elastyczne polimerowe podłoża zamiast na szkło (np. na PET wykorzystywany do produkcji butelek). Umożliwia to dużo niższa temperatura osadzania powłok (poniżej 120°C). Materiały przewodzące z tlenków indu i cyny ograniczają również rozmiar urządzeń, gdyż sygnał elektryczny podróżujący za dotykiem musi dostać się do czujnika na krawędzi ekranu. Gdy ładunek znajduje się za daleko, panel słabnie, a użytkownik zauważa, że ekran nie jest wystarczająco czuły. Aby zwiększyć przewodność powłoki, producenci stałego roztworu Z2O3 i SnO2 nanoszą grubsze warstwy wpływające na zwiększenie sygnału. Niestety, metoda ta sprawia, że ​​wyświetlacze stają mniej przejrzyste. Producent nanodrutów zapowiada, że możliwe będzie wytwarzanie ekranów nie tylko dla smartfonów i tabletów, ale także dużych telewizorów (o przekątnej większej niż 46″). Nanodrobiny będzie można stosować na zaokrąglonych i zakrzywionych powierzchniach oraz na tradycyjnych, płaskich, sztywnych ekranach. Wyświetlacze budowane na polimerowych podłożach powinny być cieńsze i lżejsze od ich szklanych poprzedników.

3M nie jest pierwszą firmą, która będzie sprzedawać ekrany dotykowe, na bazie roztworów srebra firmy Cambrios. W październiku 2012 roku ogłoszono, że podobne „tusze” stosowane były w niektórych komputerach LG z serii All-in-one oraz w telefonach komórkowych i tabletach wykonanych przez japoński NEC i chiński Huawei. W przyszłości materiały mogą zostać również wykorzystane do budowy e-papieru, oświetlenia OLED oraz paneli w fotowoltaicznych. Zagadką pozostaje cena, która może nie być niska, ze względu na przynależność srebra do grupy drogich metali.

Źródło:
[1] http://www.technologyreview.com/news/523221/nanomaterials-could-enable-large-flexible-touch-screens/ [10.01.2014]
[2] http://www.cambrios.com/sites/all/themes/cambrios/images/ClearOhmInkDataSheet2011.pdf [10.01.2014]
[3] http://www.cambrios.com/technology [10.01.2014]
[4] http://news.3m.com/press-release/company/3m-and-cambrios-collaborate-produce-flexible-silver-nanowire-film-touch-screen [10.01.2014]
[5] UltraHD 4K curved OLED from Panasonic by AskDaveTaylor. flickr.com, CC BY 2.0

Dodaj pierwszy komentarz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *