Elektriska ledande filmer (ECF) är avgörande komponenter i ett brett spektrum av moderna elektroniska enheter, från pekskärmar och flexibla skärmar till solceller och sensorer. Dessa filmer erbjuder förmågan att bedriva el samtidigt som transparens, flexibilitet eller andra önskvärda egenskaper upprätthålls, beroende på applikationen. Som en ledande leverantör av elektriska ledande filmer undersöker vi ständigt sätt att förbättra deras prestanda, och en av de mest effektiva metoderna är genom användning av tillsatser. I det här blogginlägget kommer vi att fördjupa hur tillsatser påverkar prestandan för elektriska ledande filmer.
1. Typer av tillsatser och deras allmänna funktioner
Det finns flera typer av tillsatser som vanligtvis används i elektriska ledande filmer, var och en med sin unika funktion.
Konduktivitet - Förbättra tillsatser
Ett av de primära målen när man arbetar med ECF: er är att förbättra deras elektriska konduktivitet. Konduktivitet - Förbättrande tillsatser, såsom kolananorör (CNT), grafen och metall nanopartiklar, är ofta integrerade i filmmatrisen. CNT: er och grafen har utmärkt inneboende elektrisk konduktivitet på grund av deras unika atomstrukturer. När de läggs till ECF bildar de ledande vägar i filmen, vilket gör att elektroner kan flyta mer fritt. Metallnanopartiklar, såsom silver- eller koppar -nanopartiklar, kan också öka konduktiviteten avsevärt. Till exempel har silver -nanopartiklar hög elektrisk konduktivitet och kan vara väl spridda i filmmatrisen, vilket skapar ett perkolationsnätverk som förbättrar filmens övergripande konduktivitet.
Mekanisk egendom - Förbättra tillsatser
I många applikationer måste ECF tåla mekanisk stress, såsom böjning, sträckning eller repor. Tillsatser som polymerer med hög flexibilitet och seghet kan användas för att förbättra filmens mekaniska egenskaper. Till exempel kan elastomera polymerer tillsättas för att göra ECF mer flexibel och resistent mot sprickor under deformation. Dessutom kan vissa oorganiska fyllmedel, såsom kiseldioxid -nanopartiklar, förbättra filmens hårdhet och repor. Dessa tillsatser förstärker filmstrukturen och förhindrar skador under hantering och i praktisk användning.
Stabilitet - Förbättra tillsatser
ECF: er utsätts ofta för olika miljöfaktorer, såsom syre, fukt och värme, som kan förnedra deras prestanda över tid. Tillsatser som förbättrar stabiliteten är avgörande för att säkerställa filmens långsiktiga tillförlitlighet. Antioxidanter kan tillsättas för att förhindra oxidation av de ledande materialen, särskilt för metallbaserade ledande filmer. Fukt - Renningstillsatser kan absorbera vattenånga och skydda filmen från fuktens skadliga effekter. Värme - Stabilisatorer kan också användas för att förhindra termisk nedbrytning av filmkomponenterna vid förhöjda temperaturer.
2. Påverkan av tillsatser på elektrisk ledningsförmåga
Tillägget av konduktivitet - Förbättra tillsatser kan ha en djup inverkan på ECF: s elektriska prestanda. Koncentrationen och spridningstillståndet för dessa tillsatser är kritiska faktorer. När koncentrationen av ledande tillsatser är under perkolationströskeln, förblir filmens elektriska ledningsförmåga relativt låg eftersom det inte finns tillräckligt med ledande vägar. När koncentrationen ökar utöver perkolationströskeln upprättas ett kontinuerligt ledande nätverk och filmens konduktivitet ökar avsevärt.
Emellertid kan överdrivet tillägg av ledande tillsatser också ha negativa effekter. Till exempel, om de ledande nanopartiklarna inte är bra - spridda i filmmatrisen, kan de agglomerat, vilket kan störa de ledande vägarna och minska den totala konduktiviteten. Dessutom kan höga koncentrationer av tillsatser påverka filmens transparens, som är en avgörande egenskap för applikationer som pekskärmar. Därför är det viktiga utmaningar att hitta den optimala koncentrationen och säkerställa god spridning av de ledande tillsatserna för att förbättra ECF: s konduktivitet.
3. Påverkan på mekaniska egenskaper
Som nämnts tidigare kan mekanisk egendom - förbättra tillsatser omvandla de fysiska egenskaperna hos ECF: er. När elastomera polymerer läggs till för att förbättra flexibiliteten kan filmen böjas eller sträckas i större utsträckning utan att förlora sin elektriska konduktivitet. Detta är särskilt viktigt för flexibla elektroniska enheter, där ECF måste överensstämma med olika former.
Å andra sidan kan oorganiska fyllmedel förbättra filmens hårdhet och repor. Till exempel, i pekskärmsapplikationer, måste ECF motstå repor från daglig användning. Kiseldioxid -nanopartiklar kan tillsättas för att bilda ett hårt skyddande skikt på ytan av filmen, förhindra repor och bibehålla integriteten i det ledande skiktet. Att lägga till för många oorganiska fyllmedel kan emellertid göra filmen spröd, minska dess flexibilitet och öka risken för sprickor under stress.
4. Effekter på stabilitet
Stabilitet - Förbättrande tillsatser spelar en viktig roll för att säkerställa ECF: s långsiktiga prestanda. Antioxidanter kan förhindra oxidation av ledande material, vilket är särskilt viktigt för metallbaserade ledande filmer. Oxidation kan bilda isolerande metalloxider på ytan av de ledande partiklarna och öka filmens motstånd. Genom att tillsätta antioxidanter kan oxidationsprocessen bromsas och bibehålla filmens elektriska konduktivitet över tid.
Fukt - rensningstillsatser kan absorbera vattenånga, vilket är fördelaktigt för ECF: er som är känsliga för fukt. Fukt kan orsaka korrosion av metallkomponenter och svullnad av polymermatriser, som båda kan försämra filmens prestanda. Värme - Stabilisatorer är också viktiga för applikationer där ECF utsätts för höga temperaturer. De kan förhindra termisk sönderdelning av filmkomponenterna, vilket säkerställer att filmen behåller sina elektriska och mekaniska egenskaper vid förhöjda temperaturer.
5. Interaktioner mellan tillsatser och andra filmkomponenter
Det är viktigt att notera att tillsatser inte agerar isolerat utan interagerar med andra komponenter i ECF. Till exempel är kompatibiliteten mellan de ledande tillsatserna och polymermatrisen avgörande för att uppnå god spridning. Om tillsatsen och matrisen inte är kompatibla, kan tillsatsen agglomerat, vilket leder till dålig prestanda av filmen.
Närvaron av tillsatser kan också påverka filmens härdningsprocess. Vissa tillsatser kan fungera som katalysatorer eller hämmare för polymerisationsreaktionen under filmen - bildningsprocessen. Därför är noggrann övervägande av dessa interaktioner nödvändig vid formulering av ECF med tillsatser.
6. Applikationer och relaterade tillsatskrav
Pekskärmsapplikationer
I pekskärmsapplikationer måste ECF: er ha hög konduktivitet, god transparens och utmärkt mekanisk flexibilitet. För konduktivitet, kolananorör eller indium - tenn - oxid (ITO) nanopartiklar används ofta som tillsatser. För att upprätthålla transparens måste tillsatserna vara väl spridda i en låg koncentration. Mekanisk egendom - Förbättring av tillsatser är också viktiga för att säkerställa att filmen tål upprepad beröring och tryck utan skador.
Solcellsapplikationer
Solceller kräver ECF med hög konduktivitet för att effektivt samla in och transportera de genererade laddningsbärarna. Konduktivitet - Förbättra tillsatser, såsom grafen eller metall nanotrådar, används ofta. Dessutom är stabilitetsförbättring av tillsatser avgörande eftersom solceller utsätts för solljus, värme och fukt under långa perioder. Antioxidanter och fukt - rensningstillsatser kan hjälpa till att skydda det ledande skiktet från nedbrytning, vilket förbättrar solcellens totala effektivitet och livslängd.
7. Slutsats och uppmaning till handling
Tillsatser spelar en mångfacetterad roll för att påverka prestandan för elektriska ledande filmer. De kan förbättra konduktiviteten, förbättra mekaniska egenskaper och öka stabiliteten, göra filmerna mer lämpliga för ett brett utbud av applikationer. Som en ledande leverantör av elektriska ledande filmer har vi lång erfarenhet av att formulera filmer med olika tillsatser för att tillgodose våra kunders olika behov.
Om du letar efter elektriska filmer av hög kvalitet med optimerade prestanda är vi här för att ge dig de bästa lösningarna. Vi erbjuder en radSläppfilm,Rostbeständig filmochAnti åldrande filmAlternativ, som alla kan anpassas enligt dina specifika krav. Oavsett om du är i pekskärmen, solcellen eller andra elektroniska branscher, kan vårt expertteam arbeta med dig för att utveckla de mest lämpliga elektriska ledande filmerna för dina applikationer. Kontakta oss idag för att starta en upphandlingsdiskussion och utforska hur våra produkter kan förbättra dina projekt.
Referenser
- SH Lee, et al., "Additive - förbättrade ledande polymerkompositer för flexibel elektronik," Advanced Materials, vol. 30, nr. 21, 2018.
- X. Zhang, et al., "Effekt av tillsatser på prestanda för silver nanowire baserade transparenta ledande filmer," Nanoscale, vol. 8, nr. 32, 2016.
- L. Wang, et al., "Stabilitetsförbättring av organiska baserade elektriska ledande filmer med hjälp av tillsatser," Journal of Materials Chemistry C, Vol. 6, nr. 18, 2018.