瑞士電子與微技術中心(CSEM)的研究人員與精密織物業者Sefar聯手設計了一種新穎的織物電極,這種軟性且透明的織物電極能以低成本、捲對捲(R2R)製程進行生產。

研究人員先將直徑約40μm的金屬絲與半透明的聚合物纖維編織於以光學透明聚合物填充的精密網狀物中,然後再以經溶液處理的有機導體(如PEDOT:PSS)薄層塗覆於該基底上,從而取得了不含氧化銦錫(ITO) 的軟性電極,使其得以用於展示大面積的有機發光二極體(OLED)。這種織物基底的金屬絲由於具有高導電率,能夠確保電極在較長距離外仍展現高導電性,甚至是採用超薄、高度透明的導電聚合物層也能達到同樣的效果。

根據Sefar的文獻資料,目前已商業化的導電織物SECSAR TCS Planar可在整個可見光和近紅外光譜中表現出約90%的透光率、薄層電阻低於0.1Ω/sq,甚至在彎曲達6mm的彎曲半徑時,也幾乎不至於使其導電率降低。這使其成為理想的透明電極替代方案,在一般電子應用(從觸控顯示器到太陽能電池、OLED)中取代昂貴且易碎的ITO層。

20170126 OLED NT01P3 以Sefar的導電織物設計的OLED

這種織物可以進一步塗覆透明的聚合物,使其無法滲透液體和氣體,同時保持其導電性,並為濕度和氧氣提供保護層,而不至於明顯改變其透射特性。

20170126 OLED NT01P2 微米級的導電金屬線和透明聚合物纖維編織在一起,並且嵌入於光學透明的填充聚合物中。塗覆導電聚合物的基底形成電極,使其發光聚合物和頂部電極共同形成完整的OLED元件

CSEM展示利用新織物結構打造的大面積軟性OLED。

Sefar研發經理Peter Chabrecek在該公司的聲明中說:「使用Sefar織物的電極由於免除了支援金屬軌道的蒸發、光學微影以及電絕緣等過程,大幅簡化了大面積OLED的生產。」

此外,研究人員還能使用低成本、高吞吐量的捲對捲製程製造這種織物,在標準的無塵室環境下以每分鐘10公尺的速度運行。Chabrecek深信這一研究成果可望協助Sefar在電子產業中扮演重要角色。

隨著這項研究成果的發佈,Chabrecek預計,「它將有助於我們的公司在2020年以前讓各類型光電元件在軟性透明電極市場達到20%的市佔率。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:Conductive transparent fabrics: a rugged ITO alternative,by Julien Happich)