技术干货汽车智能表面7种透明导电电极材料

谈到触控,则不得不提其核心材料——透明导电电极。这种材料是太阳能电池、液晶显示器、发光二极管以及触摸屏等各种光电设备的重要组成部分。透明导电电极一般会被加工成透明薄膜产品使用,在汽车内饰智能表面、车载显示触摸屏中应用广泛,随着汽车智能化发展,需求增长迅速。

图大陆集团推出的车载3D触控显示屏概念产品

目前使用最广泛的透明导电材料是氧化铟锡(ITO),但是贵金属铟的有限储备和ITO的脆性阻碍了其在柔性电子器件中的应用和可持续发展,开发替代ITO的新型透明导电材料成为柔性电子器件发展的首要任务。因此,除了ITO以外,透明导电材料还有导电聚合物PEDOT、金属网格、碳纳米棒、纳米银线、石墨烯等。

ITO

氧化铟锡(Tin-dopedIndiumOxide或者IndiumTinOxide、ITO)是氧化铟中(In2O3)含有少量(SnO2)的复合氧化物,通常质量比为90%In2O3,10%SnO2。

ITO由于具有较低的电阻和较高的透光率,成为目前主流的触控电极材料,广泛应用于液晶显示屏、太阳电池和触控面板等光电产品。但是ITO材料因其物料的易脆性,造成阻抗稳定性不佳,无法顺利切入大尺寸、可挠曲的面板市场。

图ITO导电膜图片来自中国兴业新材料官网

PEDOT

PEDOT是EDOT(3,4-乙烯二氧噻吩单体)的聚合物,PEDOT具有分子结构简单、能隙小、电导率高等特点,被广泛用作有机薄膜太阳能电池材料、OLED材料、电致变色材料、透明电极材料等领域的研究,也是当前市场上触摸开关的主要透明电极材料。

与其他导电聚合物相比,PEDOT还有以下这些优点:导电性好、透明度高、稳定性好、易于加工。目前,以PEDOT为功能材料的产品产业化的有比利时爱克发材料(AgfaMaterials)、德国贺利氏。

Metalmesh

金属网格是利用银、铜等金属材料或氧化物,在PET等塑胶薄膜上所形成的金属网格图案。

金属网格金属网格理论最低面阻值可达0.1欧姆/平方英寸,并且具备电磁遮蔽功能而降低讯号干扰,其优点是原料成本低、可弯折性好,可用于柔性器件。但是受限于印刷制作的工艺水平,其所制得的触控感测器图样的金属线宽较粗,通常大于5um,这样会导致在高像素下(通常大于200ppi)莫瑞干涉波纹非常明显。因此,金属网格更适合应用在分辨率不高、使用距离较远的台式机、笔记本电脑和电视等产品上。

如果薄膜中金属网格图样的线宽能够大幅度下降,则能有效的降低金属网格技术中的莫瑞干涉的问题,特别是如果金属网格图样的线宽下降到1um左右,则该技术制成的薄膜同样可以搭载在高分辨率的智能设备上。

目前具备相对成熟的MetalMesh技术的有欧菲科技、苏大维格、松下电子、KURZ(子公司PolyIC)、大赛璐、富士、郡是等。

图采用PolyIC生产的PolyTC传感器技术的汽车内饰环境照明,传感器由薄的聚酯载体箔上的金属网格组成

碳纳米管

碳纳米管(CNT,carbonnanotube)是由单层或多层之石墨层,卷曲成直径1纳米至50纳米间的中空柱状体,主要分成多层碳纳米管(multi-wallnanotubes,MWNT)及单层碳纳米管(single-wallnanotubes,SWNT)两种型式。单壁碳纳米管(SWCNT)具有良好的导电性、高结构稳定性、高柔韧性、低折射率和低雾度等优异的光、电、力学性能,因而被认为是新型透明导电材料的理想候选。

在电性上,SWNT又可依直径与旋度(chirality)之差异再区分为金属性与半导体性,了解到其电阻率分别约为5.1x10-6(与金属铜相当)及1x10-4Ω-m(与锗相当);在触控面板技术的应用上,当然以电阻率低且透光率高的金属性单层碳纳米管为主。

图碳纳米管结构示意图图片来自网络

碳纳米棒(碳纳米芽)

在纳米技术中,碳纳米芽是一种将碳纳米管和球状富勒烯(均为碳的同素异形体)结合在同一结构中,形成附着在管上的“芽”的材料。碳纳米芽在2006年被发现并合成。

图几种稳定的碳纳米芽结构的计算机模型

NanoBud具有可调电导率,高强度,低密度,高热稳定性和机械稳定性以及传统碳纳米管的高导电性和导热性,但具有高反应性,低功函数和化学功能性,如富勒烯。此外,它们已被证明是比传统纳米管更优越的场发射器,并且具有额外的好处,即它们不需要为此目的而对齐。这使得NanoBuds成为各种应用的理想选择。且由于富勒烯和纳米管的曲率,几乎任何表面都可能被转化为具有触摸感测能力的表面。

CANATU的主要产品是可用于3D拉伸的碳纳米棒导电薄膜(CNBFilms),其核心技术与材料便是下图这个类似于水龙头开关的碳纳米棒(CarbonNanoBud)。

图CarbonNanoBud模型图

Canatu开发和生产创新型3D可塑型和可伸缩的碳纳米棒(CNB)薄膜和触摸传感器,碳纳米棒(CNB)薄膜可以集成到塑料、玻璃、纺织品或皮革中,做成3D触摸式显示器、智能开关和其他直观的用户体验,可实现汽车内饰的3D形触摸表面,以及用于灯光和ADAS传感器的3D形状加热器。

图CANATUCNBFilms应用于汽车触控开关

纳米银线

纳米银线(SNW,silvernanowire)是直径在纳米(10-9m)尺度的(纵向没有限制)的金属一维结构。纳米银线的直径小,在250nm以下,在可见光范围下的透光性高,同时,银具有高导电性和稳定性,可运用在触控感测导电图型结构的制程中,作为ITO透明导电膜的替代方案。

同时,纳米银线具有优异的耐曲挠性,为实现柔性、可弯折LED显示、触摸屏等提供了可能。

图透明柔性导电材料纳米银线的制备流程

石墨烯

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,具有超高的电子电导率、理想的电容储能和对光透明的特性,同时柔性可折叠,在构筑高性能透明导电薄膜(TCE)和柔性透明超级电容方面等方面具有很大潜力,可用于汽车电子、智能穿戴、目前主要应用领域是穿戴设备上。

THE END
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4.钌铱钛电极作为阳极材料四个突出的特点!一般在贵金属电镀中,现多采用钛基镀铂不溶性阳极,它具有很高的稳定性和耐蚀性,可用于各种介质,并易于维护和管理。由于价格昂贵,普及和推广受到限制。钌铱钛电极作为阳极材料具有四个突出的特点: 1、耐腐蚀性、耐久性、耐高温,稳定性极强,可用于各种介质。 https://www.lstianode.com/xyzx/44.html
5.电解水前者通常使用较廉价的电极材料,但工作电流较低,镍钴铁复合材料作为阳极,镍基材料作为阴极,高浓度的氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为电解液,工作温度为60-80 ℃,工作电流为0.2-0.4 A/cm ,氢气产生量为<760 N m /h。后者由于酸性环境通常使用贵金属作为催化剂,但工作电流较高,氧化铱作为阳极,铂作为阴极,工作温度为http://www.360doc.com/content/12/0121/07/79410042_1035049832.shtml
6.常见贵金属有哪些分类?是指由贵金属粉末或其氧化物粉末、有机或无机添加物组成的浆状或膏状混合物,贵金属或其氧化物粉末可以是单金属的,也可以是多金属的。贵金属浆料主要用于微电子技术领域。按其用途可分为导体浆料、介质浆料、电阻浆料、包封浆料、电极浆料、太阳能电池浆料几大类。 http://www.au88888.com/cn/news_detail.asp?ID=43
7.总投入超1亿元!江门15个揭榜创新赛项目需求面向全国发榜满足半导体行业使用的贵金属材料及化合物的制备,解决质量要求高、生产稳定的难题。半导体是被卡脖子的行业,不仅仅是生产设备,其不可或缺的贵金属材料及其化合物,也必须有国内替代方案,此项技术的解决,将有利于我国半导体行业降低成本,提升竞争力具有重要意义。 http://www.jiangmen.gov.cn/jmrsj/gkmlpt/content/2/2744/mpost_2744794.html
8.贵金属材料范文12篇(全文)目前,已研制出的贵金属基电接触材料有数百种,归纳起来,它们可以分为4个系列:银基、金基、铂基和钯基电接触材料。本文主要介绍贵金属电接触材料的主要性能优点以及在航空航天及军工等精密领域的广泛应用。 2.1 银合金电接触材料 银基合金是最重要、用量最大而且最廉价的贵金属电接触材料。银在所有金属中导电性及导https://www.99xueshu.com/w/ikeyedsjn0l4.html
9.2019年度团队在能源电池材料领域取得丰硕成果天津大学简介:直接醇燃料电池(DAFCs)具有高效、简便和清洁等突出优势,是最有发展前途的一类能源转换装置。随着碱性电解质的开发,Pd基催化剂在碱性环境中的活性大幅增加,能够有效替代贵金属Pt成为新一代醇氧化电极催化材料。过去几年,对于催化剂的纳米结构设计策略展现出良好的应用前景。已有研究表明,将两种组分不同或晶型各异http://ecsie.tju.edu.cn/info/1017/1141.htm
10.沈阳东创贵金属材料有限公司贵金属材料贵金属靶材沈阳东创贵金属材料有限公司是东北大学科技产业集团有限公司下属的国有全资企业,始创于1973年,是国内贵金属行业的知名企业之一。 公司主要经营稀贵金属回收、提纯、加工;金属靶材及零部件、纪念章、饰品加工;矿山工程设计,机械设备安装、调试;金属材料批发、零售;自营和代理各类商品和技术的进出口。 http://www.guijinshu.cn/
11.钴酸钠及其掺杂电极材料的超级电容性能研讨.pdf1.3超级电容器电极材料的研究进展 对于超极电容器来说电极材料的选择是重中之重,它的性能很大程度上决定了超级 电容器的性能,所以人们对于超级电容器电极材料进行了广泛而深入的研究,目前对于 超级电容器来说,电极材料主要分为三大类,一大类是碳基材料,二大类为金属氧化物 9 钴酸钠及其掺杂电极材料的超级电容性能https://max.book118.com/html/2018/0604/170581357.shtm
12.什么是锌空气电池?有哪些优缺点?有哪些优缺点? 关于锌空气电池,我们先来学习一下其原理,再来根据原理切入到优势和挑战性。 锌空气电池的优势:制造成本低/能量密度高/环境友好/安全性高 锌空气电池的挑战性:锌电极的析氢腐蚀/稀缺的贵金属催化剂/锌枝晶导致短路/商业推广性差 锌空气电池在行业内也称为锌氧电池,其组成为锌金属负极、含金属氧化https://www.yoojia.com/ask/17-12101001896196934431.html
13.铜离子掺杂硒化钴对电极的制备及催化性能研究I_3~-/I~-是其常用的一种氧化还原电对,其对应的对电极则常采用贵金属铂。但金属Pt昂贵和在电解质体系中长期稳定性差限制了染料敏化太阳能电池的发展~([3])。因此,发展低成本、稳定性好的非贵金属对电极材料具有重要意义~([4])。为此,本研究中我们采用水热法合成了片状的Co0.85Se材料,然后进一步通过阳离子https://wap.cnki.net/huiyi-ZKYQ202005001416.html
14.王勇Adv.Mater.最新综述:非贵金属基碳复合材料在析氢领域的基础而且非贵金属磷化物具有类似氢化酶的活性位点,具有取代Pt基催化剂的潜能。但大多数金属磷化物导电性差活性位点较少,纳米碳基负载可解决这一问题。目前研究较多的有CoP@C、 FeP@C、NiP@C等。该类材料的催化机理与氢化酶类似,金属、P分别作为氢化物、质子受体,金属作为活性中心进行催化反应。同样,在提高导电性的碳基http://www.cailiaoniu.com/70201.html
15.质子交换膜燃料电池最新进展:从关键材料到膜电极组装虽然每种关键材料的自身材料性能都有了明显改善,但其中一些材料还远未实现商业应用。在已建立的MEA生产线中,整合这些材料到MEA之前,为了筛选出合适的原材料需要对新材料进行大量的特性分析。对于催化剂,需要表征其物理特性如比表面积及孔径分布、颗粒度、贵金属含量等,使用旋转圆盘电极搭配电化学工作站测试其电化学特性https://wap.sciencenet.cn/blog-3390413-1426419.html
16.电催化氧化技术讲解(2)电极材料的种类 A. 金属电极 金属电极是指以金属作为电极反应界面的裸露电极,除碱金属和碱土金属外,大多数金属作为电化学电极均有很多研究报道。 B. 碳素电极 由元素碳组成的电极的总称。可分为天然石墨电极、人造石墨电极、碳电极以及特种碳素电极等四类。 http://www.ecoepe.com/news/717.html