คุณสมบัติทางแสงของฟิล์มบาง ๆ ที่มีความโปร่งใสคืออะไร?

ฟิล์มบางสื่อนำไฟฟ้า (TCFs) ได้กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญในการใช้งานเทคโนโลยีที่ทันสมัยหลากหลายตั้งแต่หน้าจอสัมผัสและเซลล์แสงอาทิตย์ไปจนถึงแสงอินทรีย์ - เปล่งไดโอด (OLEDs) และอุปกรณ์อิเล็กโทรโครมิก ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของฟิล์มบางสื่อนำไฟฟ้าโปร่งใสฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะเจาะลึกคุณสมบัติทางแสงของวัสดุที่น่าทึ่งเหล่านี้

1. แนวคิดพื้นฐานของฟิล์มบางนำไฟฟ้าโปร่งใส

ฟิล์มบาง ๆ นำไฟฟ้าแบบโปร่งใสเป็นวัสดุที่มีทั้งการนำไฟฟ้าสูงและความโปร่งใสทางแสง การรวมกันของคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์นี้เป็นที่ต้องการอย่างมากในการใช้งานที่จำเป็นต้องใช้การนำไฟฟ้าโดยไม่ต้องเสียสละความสามารถในการส่งแสง โดยทั่วไปแล้ว TCFs จะทำโดยการวางวัสดุนำไฟฟ้าบาง ๆ บนพื้นผิวโปร่งใส วัสดุนำไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วไปที่สุดที่ใช้ใน TCFs ได้แก่ ออกไซด์โลหะเช่นอินเดียมดีบุกออกไซด์ (ITO), นาโนโลหะ, วัสดุที่ใช้คาร์บอนเช่นกราฟีนและท่อนาโนคาร์บอนและโพลีเมอร์นำไฟฟ้า

2. ความโปร่งใสทางแสง

หนึ่งในคุณสมบัติทางแสงหลักของ TCF คือความโปร่งใส ความโปร่งใสมักถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของความเข้มแสงที่ส่งต่อความเข้มแสงของเหตุการณ์ ในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ (ประมาณ 400 - 700 นาโนเมตร) TCF ที่มีคุณภาพสูงสามารถบรรลุค่าการส่งผ่านมากกว่า 80%และในบางกรณีแม้สูงถึง 95%

ความโปร่งใสของ TCFs ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ ประการแรกการเลือกวัสดุนำไฟฟ้ามีบทบาทสำคัญ ตัวอย่างเช่น ITO ถูกใช้อย่างกว้างขวางเนื่องจากมีความโปร่งใสที่ยอดเยี่ยมในช่วงที่มองเห็นได้ bandgap ของ ito มีขนาดใหญ่พอ (ประมาณ 3.5 - 4.3 eV) เพื่อไม่ให้แสงดูดซับแสงที่มองเห็นได้ทำให้แสงส่วนใหญ่ผ่าน

ประการที่สองความหนาของฟิล์มบางก็มีผลต่อความโปร่งใส เมื่อความหนาของ TCF เพิ่มขึ้นการดูดซับและการกระเจิงของแสงภายในฟิล์มก็เพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การลดลงของความโปร่งใส ดังนั้นความสมดุลจะต้องเกิดขึ้นระหว่างการบรรลุค่าการนำไฟฟ้าที่เพียงพอ (ซึ่งมักจะต้องใช้ความหนาบางอย่าง) และรักษาความโปร่งใสสูง

3. การดูดซึมและการกระเจิง

การดูดซับและการกระเจิงเป็นปรากฏการณ์ทางแสงที่สำคัญสองประการที่สามารถลดความโปร่งใสของ TCF การดูดซับเกิดขึ้นเมื่อโฟตอนของแสงถูกดูดซึมโดยอิเล็กตรอนในวัสดุนำไฟฟ้าทำให้พวกเขาตื่นเต้นไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น วัสดุนำไฟฟ้าที่แตกต่างกันมีสเปกตรัมการดูดซับที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น nanowires โลหะบางชนิดอาจดูดซับแสงในอัลตราไวโอเลตหรือบริเวณใกล้ - อินฟราเรดซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการใช้แสงโดยรวมของ TCF

ในทางกลับกันการกระเจิงเกิดจากความผิดปกติในโครงสร้างของฟิล์มบาง ความผิดปกติเหล่านี้อาจเกิดจากความขรุขระของพื้นผิวขอบเขตของเมล็ดข้าวหรือการปรากฏตัวของสิ่งสกปรก เมื่อแสงพบกับความผิดปกติเหล่านี้มันจะกระจัดกระจายไปในทิศทางที่แตกต่างกันลดปริมาณแสงที่ส่งไปในทิศทางไปข้างหน้า เพื่อลดการกระจัดกระจายเทคนิคการสะสมที่มีคุณภาพสูงจะใช้เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวฟิล์มบาง ๆ ที่เรียบและสม่ำเสมอ

4. ดัชนีการหักเห

ดัชนีการหักเหของ TCF เป็นคุณสมบัติทางแสงที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ดัชนีการหักเหของแสงจะกำหนดว่าแสงจะแพร่กระจายผ่านวัสดุและวิธีการหักเหที่อินเทอร์เฟซระหว่างวัสดุที่แตกต่างกัน เมื่อใช้ TCF ในอุปกรณ์มักจะสัมผัสกับเลเยอร์อื่น ๆ เช่นพื้นผิวหรือการเคลือบป้องกัน ความแตกต่างในดัชนีการหักเหของแสงระหว่าง TCF และเลเยอร์ที่อยู่ติดกันเหล่านี้สามารถทำให้เกิดการสะท้อนที่อินเทอร์เฟซซึ่งจะช่วยลดการส่งผ่านโดยรวมของอุปกรณ์

เพื่อลดการสูญเสียการสะท้อนกลับการเคลือบป้องกันการสะท้อนสามารถนำไปใช้กับ TCF ได้ การเคลือบเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้มีดัชนีการหักเหของแสงที่อยู่ตรงกลางระหว่าง TCF และสื่อโดยรอบซึ่งจะช่วยลดการสะท้อนแสงที่อินเทอร์เฟซ

5. anisotropy ออปติคอล

TCF บางตัวอาจแสดง anisotropy ออปติคัลซึ่งหมายความว่าคุณสมบัติทางแสงของพวกเขาขึ้นอยู่กับทิศทางของการแพร่กระจายแสงและโพลาไรเซชัน ตัวอย่างเช่นในวัสดุที่มีโครงสร้างที่ได้รับการสั่งซื้อสูงเช่นฟิล์มนาโนคาร์บอนที่จัดตำแหน่งบางส่วนการนำไฟฟ้าและความโปร่งใสอาจแตกต่างกันไปตามแนวขนานและตั้งฉากกับทิศทางการจัดตำแหน่ง

Optical Anisotropy อาจเป็นทั้งข้อได้เปรียบและข้อเสีย ในบางแอพพลิเคชั่นเช่นการแสดงผลคริสตัลเหลวสามารถใช้คุณสมบัติ anisotropic ของ TCFs เพื่อควบคุมโพลาไรเซชันของแสง อย่างไรก็ตามในแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ ที่จำเป็นต้องใช้คุณสมบัติทางแสง isotropic การมีอยู่ของ anisotropy อาจจำเป็นต้องลดลง

6. การเปรียบเทียบ TCFs ประเภทต่าง ๆ

ในฐานะซัพพลายเออร์เรานำเสนอ TCF ที่หลากหลายรวมถึงภาพยนตร์นำไฟฟ้าสัตว์เลี้ยงและภาพยนตร์นำไฟฟ้า PI-

ฟิล์มนำไฟฟ้าสัตว์เลี้ยงจะขึ้นอยู่กับสารตั้งต้นของโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) PET เป็นพอลิเมอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความยืดหยุ่นทางกลมากความโปร่งใสและความเสถียรทางเคมี ชั้นนำไฟฟ้าของฟิล์มสัตว์เลี้ยงสามารถทำจากวัสดุต่าง ๆ เช่น ITO หรือ nanowires เงิน ภาพยนตร์เหล่านี้มักใช้ในการแสดงผลที่ยืดหยุ่นและแอปพลิเคชันหน้าจอสัมผัส ในแง่ของคุณสมบัติทางแสงฟิล์มนำไฟฟ้า PET สามารถบรรลุความโปร่งใสสูงในช่วงที่มองเห็นได้โดยทั่วไปประมาณ 85 - 90%

ในทางกลับกันฟิล์มนำไฟฟ้า PI ใช้สารตั้งต้นโพลีอิมด์ (PI) PI มีความเสถียรทางความร้อนสูงกว่าและความแข็งแรงเชิงกลเมื่อเทียบกับ PET ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องใช้การประมวลผลอุณหภูมิสูงหรือสภาพการทำงานที่รุนแรง ความโปร่งใสทางแสงของฟิล์มนำไฟฟ้า PI ก็ดีเช่นกัน แต่อาจต่ำกว่าฟิล์มนำไฟฟ้าของสัตว์เลี้ยงเล็กน้อยเนื่องจากลักษณะการดูดซับของสารตั้งต้น PI ในอัลตราไวโอเลตและบริเวณใกล้เคียงที่มองเห็นได้

7. แอปพลิเคชันและบทบาทของคุณสมบัติทางแสง

คุณสมบัติทางแสงของ TCFs มีความสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพในแอพพลิเคชั่นต่างๆ

อุปกรณ์หน้าจอสัมผัสความโปร่งใสสูงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการมองเห็นที่ชัดเจนของจอแสดงผล TCFs ที่ใช้ในหน้าจอสัมผัสจำเป็นต้องมีการดูดซับและการกระเจิงต่ำเพื่อลดการสูญเสียแสงและให้ภาพที่คมชัดและชัดเจน ในเวลาเดียวกันจำเป็นต้องมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีสำหรับฟังก์ชั่นการตรวจจับที่แม่นยำ

ในเซลล์แสงอาทิตย์ TCFs ถูกใช้เป็นขั้วไฟฟ้าโปร่งใส ความโปร่งใสสูงช่วยให้แสงแดดได้มากขึ้นในการเข้าถึงชั้นที่ใช้งานของเซลล์แสงอาทิตย์เพิ่มประสิทธิภาพการเก็บเกี่ยวแสง นอกจากนี้คุณสมบัติทางแสงของ TCF สามารถส่งผลกระทบต่อการสะท้อนและการดูดซับแสงภายในเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการแปลงพลังงานโดยรวม

ใน OLEDS TCFs ทำหน้าที่เป็นขั้วบวก ความโปร่งใสของ TCF ช่วยให้แสงที่ปล่อยออกมาจากเลเยอร์อินทรีย์สามารถหลบหนีออกจากอุปกรณ์ ดัชนีการหักเหของแสงและความราบรื่นของพื้นผิวของ TCF ยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการสกัดแสงของ OLED

8. ติดต่อเพื่อการจัดหาและการทำงานร่วมกัน

หากคุณสนใจคุณภาพสูงของเราฟิล์มบางสื่อนำไฟฟ้าโปร่งใส-ภาพยนตร์นำไฟฟ้าสัตว์เลี้ยง, หรือภาพยนตร์นำไฟฟ้า PIเราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อรับการจัดซื้อและการอภิปรายเพิ่มเติม ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะให้ข้อมูลผลิตภัณฑ์โดยละเอียดการสนับสนุนทางเทคนิคและโซลูชั่นที่กำหนดเองเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณ ไม่ว่าคุณจะพัฒนาอุปกรณ์หน้าจอแบบสัมผัสใหม่เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงหรือ OLED ขั้นสูง TCF ของเราสามารถนำเสนอการผสมผสานที่ดีที่สุดของคุณสมบัติทางแสงและไฟฟ้า

การอ้างอิง

• Hamberg, I. , & Granqvist, CG (1986) ฟิล์ม SN2O3 ที่ได้รับการระเหย: คุณสมบัติทางแสงพื้นฐานและการใช้งานกับพลังงาน - หน้าต่างที่มีประสิทธิภาพ วารสารฟิสิกส์ประยุกต์, 60 (11), 4121 - 4136
• Lee, SH, & Park, SJ (2010) ขั้วไฟฟ้าที่มีความโปร่งใสสำหรับอุปกรณ์ออพโตอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ วัสดุขั้นสูง, 22 (38), 4259 - 4275
• Sundaram, SK, & Thompson, ME (2012) ความก้าวหน้าล่าสุดในอิเล็กโทรดดำเนินการโปร่งใสสำหรับอุปกรณ์ออพโตอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ บัญชีของการวิจัยทางเคมี, 45 (11), 1900 - 1908