투명 전도성 전극은 디스플레이, 터치스크린, 조명 등과 같은 광소자에 있어서 필수적인 구성요소이다. ITO는 낮은 면저항과 높은 광투과도 특성을 가지고 있기 때문에 투명 전극 물질로 가장 널리 사용되고 있지만 ITO의 경우 작은 자극에도 부서지기 쉬워 플렉시블 전자장비에 치명적인 고장을 야기할 수 있기 때문에 대체 물질이 연구되고 있다. 여러 대체 물질 중에서 Silver nanowire (AgNW)는 낮은 저항과 높은 ...
투명 전도성 전극은 디스플레이, 터치스크린, 조명 등과 같은 광소자에 있어서 필수적인 구성요소이다. ITO는 낮은 면저항과 높은 광투과도 특성을 가지고 있기 때문에 투명 전극 물질로 가장 널리 사용되고 있지만 ITO의 경우 작은 자극에도 부서지기 쉬워 플렉시블 전자장비에 치명적인 고장을 야기할 수 있기 때문에 대체 물질이 연구되고 있다. 여러 대체 물질 중에서 Silver nanowire (AgNW)는 낮은 저항과 높은 투과도, 뛰어난 유연성 때문에 유력한 대체물질로 여겨지고 있다. 하지만 실버나노와이어는 높은 표면 거칠기를 가지고 있어 고성능 organic light-emitting diode (OLED)를 제작하는데 문제가 있고 AgNW를 스프레이 코팅할 때 나타나는 중첩 현상으로 인해 전기적 단락을 일으킬 수 있는 돌출부를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 Stretchability가 높고 표면특성이 우수한 전극 제작을 위해 AgNW와 poly(3,4-ethylene-dioxy-thiophene):poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PS S)을 이용한 이중층 전극을 polydimethylsiloxane (PDMS) 기판 위에 스프레이코 터를 사용하여 제작하였다. 또한 실버나노와이어 전극의 표면특성 향상을 위하여 경화되지 않은 상태의 PDMS 기판에 실버나노와이어를 스프레이 코팅한 후 압력을 주고 뒤집어 경화시키는 평탄화 공정을 사용하였다. 이러한 방식으로 AgNW only 전극, PEDOT:PSS only 전극, AgNW:polymer mixture 전극, AgNW/polymer bilayer 전극, planarized AgNW 전극, planarized AgNW/polym er bilayer 전극을 제작하여 각각의 전극 특성을 비교하였다. Planarized AgNW/polymer bilayer 전극의 경우 더 나은 표면 거칠기와 stretchability를 보여주었다. 또한 PEDOT:PSS 용액을 AgNW와 섞어 스핀 코팅 하거나 AgNW 막위에 코팅할 경우 표면 거칠기가 개선되는 효과를 확인할 수 있었다. 평탄화 공정을 거치지 않은 AgNW only 전극의 경우 40%의 strain을 받았을 때 면저항이 18.5 Ω/□에서 112 Ω/□으로 약 6배 증가하였다. 하지만 planarized AgNW/polymer bilayer 전극은 12 Ω/□에서 23.7 Ω/□으로 약 2배만 증가함으 로써 AgNW only 전극에 비해 안정적인 저항 특성을 보였다. 이와 같이 이중층 구조가 tensile strain하에서 안정적인 저항을 갖는 것은 각 층이 캐리어를 위한 우회 경로로 작용할 수 있기 때문이다. 본 연구를 통해 실버나노와이어와 전도성 고분자 물질을 이용한 stretchable 전극의 제작이 가능함을 알 수 있었다. 하지만 소자에 적용하기 위해서는 보다 향상된 표면 거칠기를 얻는 기술에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다.
투명 전도성 전극은 디스플레이, 터치스크린, 조명 등과 같은 광소자에 있어서 필수적인 구성요소이다. ITO는 낮은 면저항과 높은 광투과도 특성을 가지고 있기 때문에 투명 전극 물질로 가장 널리 사용되고 있지만 ITO의 경우 작은 자극에도 부서지기 쉬워 플렉시블 전자장비에 치명적인 고장을 야기할 수 있기 때문에 대체 물질이 연구되고 있다. 여러 대체 물질 중에서 Silver nanowire (AgNW)는 낮은 저항과 높은 투과도, 뛰어난 유연성 때문에 유력한 대체물질로 여겨지고 있다. 하지만 실버나노와이어는 높은 표면 거칠기를 가지고 있어 고성능 organic light-emitting diode (OLED)를 제작하는데 문제가 있고 AgNW를 스프레이 코팅할 때 나타나는 중첩 현상으로 인해 전기적 단락을 일으킬 수 있는 돌출부를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 Stretchability가 높고 표면특성이 우수한 전극 제작을 위해 AgNW와 poly(3,4-ethylene-dioxy-thiophene):poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PS S)을 이용한 이중층 전극을 polydimethylsiloxane (PDMS) 기판 위에 스프레이코 터를 사용하여 제작하였다. 또한 실버나노와이어 전극의 표면특성 향상을 위하여 경화되지 않은 상태의 PDMS 기판에 실버나노와이어를 스프레이 코팅한 후 압력을 주고 뒤집어 경화시키는 평탄화 공정을 사용하였다. 이러한 방식으로 AgNW only 전극, PEDOT:PSS only 전극, AgNW:polymer mixture 전극, AgNW/polymer bilayer 전극, planarized AgNW 전극, planarized AgNW/polym er bilayer 전극을 제작하여 각각의 전극 특성을 비교하였다. Planarized AgNW/polymer bilayer 전극의 경우 더 나은 표면 거칠기와 stretchability를 보여주었다. 또한 PEDOT:PSS 용액을 AgNW와 섞어 스핀 코팅 하거나 AgNW 막위에 코팅할 경우 표면 거칠기가 개선되는 효과를 확인할 수 있었다. 평탄화 공정을 거치지 않은 AgNW only 전극의 경우 40%의 strain을 받았을 때 면저항이 18.5 Ω/□에서 112 Ω/□으로 약 6배 증가하였다. 하지만 planarized AgNW/polymer bilayer 전극은 12 Ω/□에서 23.7 Ω/□으로 약 2배만 증가함으 로써 AgNW only 전극에 비해 안정적인 저항 특성을 보였다. 이와 같이 이중층 구조가 tensile strain하에서 안정적인 저항을 갖는 것은 각 층이 캐리어를 위한 우회 경로로 작용할 수 있기 때문이다. 본 연구를 통해 실버나노와이어와 전도성 고분자 물질을 이용한 stretchable 전극의 제작이 가능함을 알 수 있었다. 하지만 소자에 적용하기 위해서는 보다 향상된 표면 거칠기를 얻는 기술에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다.
As a transparent electrode, indium-tin-oxide (ITO) is the most representative. However, it is difficult that ITO is used in a flexible display device. So carbon nanotubes (CNTs), graphene, silver nanowires, metal grids, and conducing polymers have been extensively studied. AgNWs that exhibit low res...
As a transparent electrode, indium-tin-oxide (ITO) is the most representative. However, it is difficult that ITO is used in a flexible display device. So carbon nanotubes (CNTs), graphene, silver nanowires, metal grids, and conducing polymers have been extensively studied. AgNWs that exhibit low resistance, high transparency and high flexibility has been developed as one of the substitute material of ITO. Inherently, But, they show poor surface roughness and stretchability. We have fabricated silver nanowire (AgNW) films as a stretchable and transparent electrode on polydimethylsiloxane (PDMS) substrates using a spray coater. To tackle defect of AgNW, we have employed a poly(3,4-ethylenedioxythiophene):Poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS). PEDTO:PSS solution is mixed with AgNWs or spin-coated on the AgNW film. Also, to enhance surface property of AgNW electrode, AgNW is coated on uncured PDMS and pressured. Compared with AgNW film only, PEDOT:PSS film only, and polymer-mixed AgNW films, AgNW/polymer bilayer films, planarized AgNW film, the planarized AgNW/polymer bilayer films exhibit much better surface roughness and stretchability. It is found that spray-coating of AgNWs on uncured PDMS and pressing AgNWs enhance the surface roughness of electrodes. Also spin-coating of PEDOT:PSS solution on the AgNW films enhance the surface roughness of electrodes. Such a bilayer structure also provides a stable resistance under tensile strain due to the fact that each layer acts as a detour route for carriers. With this structure, we have obtained the peak-to-peak roughness (R pv ) as low as 63.6 nm and a moderate increase of sheet resistance (from 12 Ω/□ under 0 % strain to 23.7 Ω/□ under 40 % strain).
As a transparent electrode, indium-tin-oxide (ITO) is the most representative. However, it is difficult that ITO is used in a flexible display device. So carbon nanotubes (CNTs), graphene, silver nanowires, metal grids, and conducing polymers have been extensively studied. AgNWs that exhibit low resistance, high transparency and high flexibility has been developed as one of the substitute material of ITO. Inherently, But, they show poor surface roughness and stretchability. We have fabricated silver nanowire (AgNW) films as a stretchable and transparent electrode on polydimethylsiloxane (PDMS) substrates using a spray coater. To tackle defect of AgNW, we have employed a poly(3,4-ethylenedioxythiophene):Poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS). PEDTO:PSS solution is mixed with AgNWs or spin-coated on the AgNW film. Also, to enhance surface property of AgNW electrode, AgNW is coated on uncured PDMS and pressured. Compared with AgNW film only, PEDOT:PSS film only, and polymer-mixed AgNW films, AgNW/polymer bilayer films, planarized AgNW film, the planarized AgNW/polymer bilayer films exhibit much better surface roughness and stretchability. It is found that spray-coating of AgNWs on uncured PDMS and pressing AgNWs enhance the surface roughness of electrodes. Also spin-coating of PEDOT:PSS solution on the AgNW films enhance the surface roughness of electrodes. Such a bilayer structure also provides a stable resistance under tensile strain due to the fact that each layer acts as a detour route for carriers. With this structure, we have obtained the peak-to-peak roughness (R pv ) as low as 63.6 nm and a moderate increase of sheet resistance (from 12 Ω/□ under 0 % strain to 23.7 Ω/□ under 40 % strain).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.