Napredni materiali in tehnologije za trajnostno tiskano elektroniko na steklu

Nazaj na seznam za leto 2022

Oznaka in naziv projekta

L2-4469 Napredni materiali in tehnologije za trajnostno tiskano elektroniko na steklu
L2-4469 Advanced materials and technologies for the sustainable printed electronics on glass

Link na: IJS K5

SLO: https://www-k5.ijs.si/projekti/nacionalni-projekti/l2-4469-napredni-materiali-in-tehnologije-za-trajnostno-tiskano-elektroniko-na-steklu-matest/
ANG: https://www-k5.ijs.si/en/projects/national-projects/l2-4469-advanced-materials-and-technologies-for-the-sustainable-printed-electronics-on-glass-matest/

Logotipi ARRS in drugih sofinancerjev

Projektna skupina

Vodja projekta: Danjela Kuščer Hrovatin (13369) (https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/researcher/8034)

Sodelujoče raziskovalne organizacije:

Institut Jožef Stefan (https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/organization/559)
Kemijski Institut (https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/organization/557)
RC eNeM https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/organization/7447

Vsebinski opis projekta

Slovenščina:

Prosojne elektronske naprave za svoje delovanje potrebujejo elektrodni material, ki je električno prevoden in optično prosojen. Povpraševanje po prosojnih napravah že nekaj let narašča, s tem pa tudi povpraševanje po optično prosojnem prevodnem materialu (TCM). Najbolj razširjen material TCM je indijev oksid z dodatkom kositra (ITO) s plastno upornostjo ∼10 W/sq in optično prosojnostjo ~ 90 %. Plasti ITO se najpogosteje pripravljajo s fizikalnimi metodami, kot je npr., magnetronsko naprševanje. Zaradi omejenih zalog indija, njegove toksičnosti in dragih aparatur ter zahtevnih postopkov za izdelavo plasti po fizikalnih metodah, v industriji intenzivno iščemo alternativne, cenejše materiale in postopke za pripravo tankih plasti. Na področju steklene embalaže želimo uporabiti materiale brez indija in tehnologijo, ki omogoča pripravo plasti na neravnem, hrapavem industrijskem steklu in v množični proizvodnji.

V predlaganem projektu bomo na industrijskem steklu izdelali tankoplastno elektrodo z visoko optično prosojnostjo in nizko plastno upornostjo, čim bolj podobno ITO. Elektroda bo primerna za uporabo v napredni prosojni elektroniki. Realizacija plasti TCM brez indija iz raztopin na industrijskem steklu predstavlja preboj v transparentni elektroniki: je poceni, okolju prijazen industrijski proces, ki omogoča integracijo elektronike neposredno v industrijske steklene izdelke. Predstavlja novo paradigmo pametne steklene embalaže, ki bistveno povečuje konkurenčnost podjetja na svetovnem trgu in privablja nove kupce.

Cilji projekta so:
1) Izdelava TCM iz raztopin v laboratorijskem merilu na ravnem in gladkem steklu z metodo vrtenja, sitotiska in brizgalnega tiskanja, ter z utrjevanjem po nanosu. Cilj je izdelati plasti TCM z optično prosojnostjo nad 90 % in plastno upornostjo Rs pod 500 W/sq;
2) Predobdelava industrijskih steklenih izdelkov (steklenica) z namenom doseganja dimenzijske homogenosti površine pod 2 % in površinske hrapavosti pod 50 nm.
3) Nanos raztopine TCM na industrijsko steklo v industrijskem okolju, in validacija tankih plasti TCM v elektrokromni napravi. Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS (link: se ni aktiven)

Angleščina:

Transparent electronic devices rely on a transparent conductive material (TCM) to function. The growing demand for such devices is driving the growth of the TCM segment. The market's state-of-the-art TCM is indium tin oxide (ITO) with a sheet resistance of ∼10 W/sq and an optical transmittance ~ 90 %. Sputtering is the most commonly used process for ITO in commercial applications. However, the scarcity, toxicity, and high cost of indium oxide, as well as the expensive vacuum-based physical deposition methods, make it necessary to replace indium oxide in mass production with a more economical material and processing method. In the field of glass packaging, there is an urgent need for indium-free materials and solution-based technologies for economic TCM processing on industrial glass products and in mass production.

In the proposed project we will realise an electrode with high optical transmission and low sheet resistance, similar to the conventional ITO, on an industrial glass product for next-generation transparent electronics. The realisation of indium-free TCM from solutions on industrial glass is a breakthrough in transparent electronics: it is a low-cost, environmentally friendly industrial process that enables the integration of electronics directly into industrial glass products. It represents a new paradigm for smart glass packaging that significantly increases the company’s competitiveness in the global market and attracts new customers.

The objectives of the project are:
1) Lab-scale fabrication of TCM on flat and smooth glass from solutions by spin coating, screen printing and inkjet printing and post-deposition curing. The goal is to process TCM with a high optical transmission over 90 % and a low Rs<500 W/sq;
2) Pre-treatment of industrial glass products with the objective of achieving surface dimensional homogeny under 2 % and surface roughness below 50 nm;
3) Deposition of TCM solution on industrial glass in an industry–relevant environment and validation of TCM thin films within the electrochromic test device.

Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS.

Faze projekta in opis njihove realizacije

SLO

Faza 1: Transparentna prevodna elektroda na laboratorijskem steklu
Faza 2: Transparentna prevodna elektroda na industrijskem steklu
Faza 3: Test izvedljivosti
Faza 4: Potrjevanje tehnologije v industrijskem okolju in ovrednotenje stroškov

ANG

Phase 1: Transparent conductive electrode on laboratory glass
Phase 2: Transparent conductive electrode on industrial glass
Phase 3: Feseability test
Phase 4: Technology validation in an industrial environment and industrial assesment

Bibliografske reference

Nazaj na seznam za leto 2022