문제 정의

• 이 실험에서 우리는 PVDF필름 위에 제작된 Ag 나노와이어 전극에 산화를 방지하기 위한 절연막 제조 기술을 개발하였다.
• 이러한 이유로써, 본 연구에서는 PVDF 압전 필름을 기반으로 Ag 나노와이어를 사용하여 투명 전극을 제작하고, 이에 대한 다양한 구조적, 전기적 특성을 분석하고자 한다. 다양한 습식 코팅 조건에서 PVDF 필름의

  제안 방법

  • Fig. 1(a)에 보이는 바와 같이 PVDF 필름 위에 다양한 spread bar를 이용하여, 고투과도를 위한 매우 얇은 전극막을 전사하는 기술을 적용하였다. Ag 나노와이어 Fig. 4에 보이는 바와 같이, spread bar Bar 3, Bar 5, Bar 10를 통해 Ag 나노와이어 전극이 전사된 PVDF 필름의 투과도를 측정하기 위하여 Ultraviolet–visible spectro-scopy를 사용하였다.
  • PVDF 필름 위에 형성된 Ag 나노와이어 투명 전극의 전기적 특성을 확인하기 위하여, 각 Ag 나노와이어 전극들의 저항 및 면저항을 측정하였다. Ag PVDF 필름을 기반으로, 투명 전극을 제작하기 위해, 고전도도 Ag 나노와이어를 사용하여 PVDF 필름의 앞뒤 양쪽면에 전극막을 형성시키는 방법을 도입하였다.
  • 후)양쪽 면에">양쪽면에 제작된 Ag 나노와이어 투명전극은 고투과도와 함께 낮은 표면 저항을 나타내었다. 또한, Ag 나노와이어의 황변 현상을 최소화하기 위하여, 기존에 시도되지 않은 새로운 방법에 의해 고 투과성의 절연막을 성공적으로 제작하였으며, 다양한 습도 조건에 따른 구조적, 전기적 특성을 자세하게 분석하였다. 이렇게 PVDF 필름 위에 제작된 고투과도의 Ag 나노와이어 투명전극은 차세대 후)70% 이상의">70%이상의 투과도를 나타내는 것을 Ultraviolet–visible spectroscopy를 통해 증명하였다. 또한, 산화를 방지하기 위한 고투과도 기반 산화방지 막 제작 기술을 개발하여, Ag 나노와이어 투명전극의 내구성을 확보하였다. 추가적으로, 산화방지막의 습도 반응성을 조사하여 Ag 나노와이어의 전기적 특성 변화를 보여주었다.
  • 본 연구에서는 PVDF 필름을 기반으로 Ag 나노와이어를 사용하여 고전도성의 투명 전극을 성공적으로 제작하였다. 제작된 Ag 나노와이어 각각의 그림 하단에 첨부된 도식도는 도포된 Ag 나노와이어의 전사 형태를 나타낸다. 우리는 Ag 나노와이어의 접합부분에서의 형성 특성을 확인하기 위하여, Fig. 3(c)와 같이 고배율의 SEM 이미지를 측정하였다. 고배율의 이미지는 Ag 나노와이어가 약 48 nm의 두께를 가지고 있으며, 인접한 나노와이어들과 서로 접선이 잘 형성되었음을 보여준다.
  • 우리는 다음과 같은 변수 사항을 고려하여, 고품질의 산화방지막 슬러리 제조 방법을 개발하였다. 고효용성의 제작된 산화 방지막의 특성을 평가하기 위하여, 다양한 습도(30, 40, 60%)의 조건하에서 제작된 코팅막의 투과도를 Ultraviolet–visible spectroscopy를 사용하여 측정하였다.
  • 후)기반산화방지">기반 산화방지 막 제작 기술을 개발하여, Ag 나노와이어 투명전극의 내구성을 확보하였다. 추가적으로, 산화방지막의 습도 반응성을 조사하여 Ag 나노와이어의 전기적 특성 변화를 보여주었다. 제조된 PVDF필름 기반 Ag 나노와이어 투명전극은 고유연성, 고투명화, 초소형화 등이

    성능/효과

    • 6Ω/□의 면저항을 확인하였다. SEM에서 확인된 결과와 같이, 나노와이어 층의 두께가 증가할수록, 전도도가 증가하여, 저항이 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 PVDF 필름 위에 형성된 Ag 후)나노와이어들 간의">나노와이어들간의 전기적 전도성 또한 우수할 것으로 판단된다. 게다가 본 실험을 통해서 PVDF 필름 표면과 나노와이어들의 wetting이 우수하여 PVDF를 위한 투명 전극으로서 Ag 나노와이어가 적합하다는 것이 증명되었다고 할 수 있다.
    • 하지만, 약 30%의 습도에서는 저항은 40Ω으로 크게 증가하였고, 약 40%의 습도에서는 115Ω까지 약 10배 이상 증가하는 것을 볼 수 있다. 게다가, 약 60%의 습도에서 278Ω의 저항을 나타냄으로써 전극으로서의 전도도 특성에 커다란 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있다.
    • 27Ω/□의 면저항을 보여주었다. 또한, Bar 5에 의해 형성된 전극은 약 5.24Ω의 저항과 29.9Ω/□의 면저항을 나타내었고, Bar 10에 의해 전사된 전극은 약 3.6Ω의 저항과 23.6Ω/□의 면저항을 확인하였다. SEM에서 확인된 결과와 같이, 나노와이어 층의 두께가 증가할수록, 전도도가 증가하여, 저항이 낮아지는 것을 확인할 수 있다.
    • 후)미세공기방울이">미세 공기방울이 코팅막에 함유하게 되고, 이는 빛의 전반사를 야기시켜, 투과도를 감소시키는 것으로 판단된다. 또한, 많은 공기방울이 Ag 나노와이어 사이에 공간을 형성시켜, Ag 나노와이어들의 연결을 단절시킴으로써 전기의 전도를 방해하는 것으로 확인되었다.
    • 박막 전사시 사용된 Bar 3, Bar 5, Bar 10의 wetting 박막의 두께는 각각 ~1 µm, ~3 µm, ~5 µm로써 Bar 3에 의해 코팅된 PVDF 필름은 밝은 색의 특징을 보이며, Bar 10에 의해 코팅된 필름은 어두운 색의 특징을 나타내는 것을 알 수 있다.
    • 후)후투과도가">후 투과도가 급격히 감소하는 것을 볼 수 있다. 습도 약 30%에서 방지막 코팅 제작시, 투과도가 약 8% 감소와 함께 68%의 결과를 보여주었고, 40%로 증가시에는 투과도가 65%까지 감소하는 것을 알 수 있다. 게다가, 습도가 즉, 높은 습도는 더 많은 불순물은 코팅막 안에 포함시킨다. 이 실험 결과로부터, 산화 방지막 제조시 습도는 코팅막의 투과도에 지대한 영향을 끼치는 것이 확인되었다.
    • 제작된 Ag 나노와이어 투명 전극은 SEM을 통해 그 구조적 특성이 확인되었으며, 고유연성을 가질 뿐만 아니라, 약 70%이상의 투과도를 나타내는 것을 Ultraviolet–visible spectroscopy를 통해 증명하였다.
    • 제조된 산화 방지 절연막을 통해, 습도가 투과도 및 저항에 커다란 영향을 미치는 것을 확인하였다. 즉, 높은 습도에서 후)증가할수록">증가 할수록 (Bar 3 → Bar 10) 투과도가 감소하는 것을 알 수 있다. 측정된 투과도는 530 nm 파장을 기준으로 Bar 3: 76 %, Bar 5: 73 %, Bar 10: 71 %의 값을 나타내었다. 이는 Ag 나노와이어의 수가 증가할수록,

      후속연구

      • 추가적으로, 산화방지막의 습도 반응성을 조사하여 Ag 나노와이어의 전기적 특성 변화를 보여주었다. 제조된 PVDF필름 기반 Ag 나노와이어 투명전극은 고유연성, 고투명화, 초소형화 등이 적용가능한 차세대 투명·유연전자 기술로써 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이다.