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산화물/금속/산화물 구조의 플렉시블 다층 투명 전극 기술 원문보기

인포메이션 디스플레이 = Information display, v.11 no.5, 2010년, pp.2 - 9  

김한기 (경희대학교 정보전자신소재공학과)

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문제 정의

  • 단층 ITO 전극의 유연성 개선 및 면저항의 감소를 위해 최근 본 연구 그룹에서는 다양한 재료의 산화물/금속/산화물 다층 구조의 플렉시블 투명 전극을 제작하여 그 가능성을 보고 하였다. 다층 투명 전극은 투명 산화물 전극 사이에 빛이 투과할 수 있는 수준의 매우 얇은 금속을 삽입하여 낮은 면저항과 높은 투과도를 구현하는 기술로 금속의 유연성과 낮은 저항, 산화물은 높은 투과도와 안정성을 동시에 이용할 수 있는 플렉시블 투명 전극이다.
  • 이때 Ag 두께는 다층 투명 전극의 면저항과 투과도를 결정하는 매우 중요한 요소로 최적의 두께 조절을 통한 다층 투명 전극 특성의 최적화 공정이 플렉시블 다층 투명 전극의 제작에 핵심기술로 알려져 있다. 본 연구진은 [표 1]에 나타낸 다양한 재료의 산화물/금속/산화물 투명 전극의 특성을 보고 하였다. 대부분의 다층 투명 전극은 Ag 금속의 삽입에 따라 기존 ITO에 비해 매우 낮은 비저항과 높은 투과도를 나타내었으며 IZO의 경우 비정질 구조의 안정성 때문에 매우 우수한 특성을 나타내었다.
  • 이에 본 기술 특집에서는 기존 플렉시블 비정질 ITO 전극의 문제점을 해결할 수 있는 산화물-금속-산화물 다층 구조의 플렉시블 투명 전극을 소개하고 ITO 전극 대치 가능성을 살펴보고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
플렉시블 디스플레이의 모든 부품이 기판휨에 대한 유연성을 확보해야 하는 이유는? 이러한 스마트 모바일 정보 기기의 디스플레이로 유연하고 가벼우며 휴대가 간편한 플렉시블 디스플레이의 상용화가 가시화되고 있다. [그림 1]에 보듯이 대부분의 플렉시블 디스플레이는 유연한 고분자 기판이나 금속 기판 상에 제작하여 구부리거나 휘어도 디스플레이 특성을 그대로 유지하기 때문에 플렉시블 디스플레이의 모든 부품 역시 기판 휨에 대한 유연성을 확보해야 한다.
플렉시블 투명 전극은 어떤 소재인가? 여러 가지 플렉시블 디스플레이 부품 중 플렉시블 투명 전극은 가시광 영역에서 높은 투과도와 낮은 비저항(높은 전도도)을 가지는 전극 물질을 의미하며 플렉시블 디스플레이에 적용하기 위해서는 매우 우수한 유연성을 가져야 한다. 전도성 필름이라고도 불리는 플렉시블 투명 전극은 플렉시블 디스플레이용 전극뿐만 아니라 면저항에 따라 정전기 방지막, 안테나, 광학 필터로도 응용이 가능한 정보 전자 에너지 분야의 핵심 부품 소재이다. 특히 [그림 2]에 나타내듯이 플렉시블 투명 전극은 플렉시블 LCD, 플렉시블 OLED, 플렉시블 E-ink 디스플레이의 투명 전극으로 사용되어 플렉시블 디스플레이의 성능을 좌우하는 매우 중요한 부품/소재로써 국내외 적으로 개발의 중요성이 널리 인식되고 있다.
전도성 고분자가 단점을 갖고 있음에도 불구하고 고분자 투명 전극이 관심을 받고 있는 이유는? 35 nm 간격으로 분산되어있는 10 nm 크기의 일차 입자가 수용액 속에 분산되어있는 제품: PEDOT: PSS가 가장 잘 알려진 고분자 투명 전극이다. 그러나 이러한 단점에도 불구하고 고분자 투명 전극이 관심을 받고 있는 이유는 매우 우수한 유연성과 용액 공정이 가능하기 때문에 인쇄를 통한 플렉시블 투명 전극의 제작이 가능하기 때문이다[2].
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참고문헌 (12)

  1. H. K. Kim, NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS., 28, 1, (2010) 

  2. S. I. Na, S. S. Kim, J. J, and D. Y. Kim, Adv. mater.,20, 4061-4067 (2008) 

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  3. H. K. Kim, Bulletin of KIEEME., 23, 4, (2010) 

  4. M. W. Rowell, M. Topinka, L. Hu, G. Gruner and M. McGehee, Appl. Phys. Lett., 88, 233506 (2006) 

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  5. Y. Wang, X. Chen, Y.Zhong, F. Zhu and K. P. Loh, Appl. Phys. Lett., 95, 063302 (2009) 

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  11. J. H. Park, H. Lee, H.S, Lee, S. Kim, C. D. Kim and H. K. Kim, Electrochem Solid-state Lett., 13 (5) J53-J56 (2010) 

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  12. Y. S. Park, K. H. Choi and H. K. Kim, J. Phys. D., 42, 235109 (2009) 

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