大湾区协同院创新成果丨透明电极行业里程碑“面向下一代柔性显示的金属基纳米级透明电极”实现产业化提速
2022-04-28
来源：粤港澳大湾区协同创新研究院 
掺锡氧化铟（IndiumTinOxide，简称ITO）是光电子领域十分重要的工业基础材料，是液晶显示器、等离子显示器、电致发光显示器、触控面板、太阳能电池以及其他电子仪表的透明电极最常用的薄膜材料。但由于采用金属“铟”制备，ITO不仅价格高、电阻大、透光度欠佳，并且易在弯折或者扰动的过程中产生破裂的情况，全球科学界及产业界长期以来都致力于开发新的替代材料。
导电材料在经过第一代ITO之后，迎来了金属网格、纳米银的产业发展，可以较好地弥补ITO机械柔性不足的问题。但是，金属网格存在莫瑞干涉效应，不适于用在智能手机、平板电脑等高分辨率产品上。纳米银线薄膜存在严重的漫反射，即雾度（Haze）问题，同时还会发生“银离子迁移”现象导致银原子互相聚集出现“岛状分散”，严重影响了导电薄膜的稳定性及整体性能。
京津冀国家技术创新中心（简称“中心”）与密西根大学、北京大学、粤港澳大湾区协同创新研究院开展项目合作，研发了一款纳米级的合金透明薄膜，能够在超薄纳米级结构下实现导电载体的均匀、稳定成膜，是目前全球唯一可解决超薄纳米透明电极“岛状分散”世界难题，并满足柔性触控及超大尺寸触控精细化电路设计要求的颠覆性技术。
基于纳米级掺杂金属材料的精准配方及独特的加工工艺创新方法，该金属透明电极同时具备以下特点：高透光率，透光率绝对值＞90%；导电性能优异，表面电阻＜10 ohm/sq，显著低于ITO（~100 ohm/sq）；柔性极强，可卷曲、折叠；漫反射少，雾度＜0.1%；成本低廉，在常温环境下可完全匹配现有工业化生产设备，制备工艺简单，成本仅为ITO膜的60%。项目产品在性能、成本等方面超越现有电极产品，可以实现对ITO膜的替代，是透明电极技术创新的里程碑。
目前，产品已可稳定量产，并通过了多家行业龙头企业的验证，在触控领域、电致变色、新兴光伏、激光雷达、血糖测试纸、汽车红外隔热窗膜、HUD抬头显光学匹配材料等领域已实现应用，与近40家行业企业达成合作。成立了“北京载诚科技有限公司”和“广东省载诚新材料有限公司”（简称“载诚科技”），并于2021年落地广州高新区加速产业化落地，今年将建成占地1.5万平方米、建筑面积5.6万平方米，并拥有国际领先的电极生产设备及高性能触控模组生产线的大型现代化生产基地。
关于载诚科技：载诚科技是京津冀国家技术创新中心、密西根大学、粤港澳大湾区协同创新研究院共同孵化的高科技企业，是布局于多种颠覆性高科技超材料、纳米新材料的研发制造企业。其产品柔性纳米透明电极不仅成为最佳应用于柔性领域的核心基础薄膜材料，在触控组件、光伏发电、光电显示、智能玻璃、电子屏蔽等行业领域皆具有广泛应用。