Il futuro dei display elettronici sarà sottile, flessibile e durevole. Una barriera a questo, però, è che uno dei conduttori trasparenti più utilizzati per i display elettronici, l'ossido di indio e stagno (ITO), non funziona altrettanto bene su aree più grandi e può rompersi e rompersi con l'usura. L'indio è anche un minerale di terre rare, che è relativamente scarso, e il processo per creare ITO richiede un elevato consumo di energia e attrezzature costose.

Un'alternativa emergente sono i conduttori metallici "microgrid". Queste microgrid possono essere personalizzate per la loro applicazione variando la larghezza della microgrid, passo e spessore, e possono essere realizzati con una varietà di metalli.

Una nuova ricerca della Swanson School of Engineering dell'Università di Pittsburgh indaga sull'uso di microgrid stampate con inchiostri d'argento privi di particelle, dimostrando i suoi vantaggi rispetto ad altri inchiostri a base di particelle. Il documento è pubblicato in Materiali elettronici applicati ACS ed è presente su una copertina supplementare della rivista.

"Tra le alternative all'ITO in fase di esplorazione, le microgriglie metalliche sono un'opzione interessante per la loro bassa resistenza del foglio e l'elevata trasparenza, che ben si adatta a molte applicazioni optoelettroniche, " ha spiegato Paul Leu, Professore Associato di Ingegneria Industriale, il cui Laboratorio per Materiali Avanzati a Pittsburgh (LAMP) ha condotto la ricerca. "Però, a causa dei processi di fabbricazione disponibili, è difficile da perfezionare. La nostra ricerca si concentra sull'affrontare le questioni chiave nella fabbricazione di microgriglie d'argento utilizzando inchiostro d'argento privo di particelle, e abbiamo scoperto che presenta alcuni vantaggi chiave rispetto agli inchiostri a base di particelle".

Il progetto è una continuazione della collaborazione del laboratorio LAMP con Electroninks, un'azienda tecnologica di Austin, Texas. L'azienda produce un kit di disegno del circuito chiamato Circuit Scribe, che utilizza inchiostro argento conduttivo per consentire agli utenti di creare luci funzionanti con circuiti disegnati su carta. Circuit Scribe ha suscitato l'interesse iniziale di Leu nel lavorare con l'azienda per sviluppare il proprio inchiostro metallico privo di particelle come un modo per affrontare alcuni dei limiti di ITO.

I ricercatori hanno scoperto che le microgriglie fabbricate senza particelle erano più affidabili di quelle stampate con inchiostri a base di particelle, mostrando migliori prestazioni dell'elettrodo trasparente, rugosità inferiore, e una migliore durata meccanica, che è necessario per display flessibili. Per testarne la durata, i ricercatori hanno eseguito diversi test, compresa l'adesione, prove di piegatura e piegatura.

"Queste microgrid hanno superato sia le microgrid formate da inchiostro a base di particelle che le microgrid ITO in tutti i nostri test, " ha affermato l'autore principale e studente di dottorato Ziyu Zhou. "La nostra ricerca apre la strada a prestazioni migliori, display meno costosi e più durevoli che non si basano sull'estrazione di minerali di terre rare".

Oltre a valutare le microgrid in sostituzione di ITO negli OLED, il team li sta valutando per antenne trasparenti e schermatura contro le interferenze elettromagnetiche (EMI).