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제안 방법
- Fig. 5에서 검토한 바와 같이 에탄올 세척이 은나노와이어 전극의 면저항을 크게 감소시킨 것에 대한 이유를 규명하기 위하여 EDS를 이용하여 에탄올 세척 전후에 은나노와이어에 포함된 원자 성분의 변화를 분석하였다. Fig.
- 027 m/s의 속도로 진행하면서 PET 표면 개질(surface modification)을 수행하였다.[18,19] 코로나 표면 개질에 따라 나타나는 PET 기판의 표면 거칠기와 접촉각의 변화는 각각 AFM(atomic force microscopy(Park System, XE-100) 및 접촉각 측정 장치(DCA, SEO, Phoenix-300)를 사용하여 각각 측정하였다. 또한 코로나 처리에 따른 PET 기판의 표면 화학 구조의 변화를 분석하기 위하여 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy, Thermo, Multi Lab-2000)을 사용하였다.
- 거품 패턴을 이용하여 무정형 그물망 구조의 은나노와이어 유연 투명전극을 제작하였다. 특히, 기판으로 사용된 PET 표면에 대한 코로나 표면처리에 의하여 그물망의 크기와 밀도 그리고 선폭 등을 제어할 수 있음을 통계적 실험결과를 통하여 확인하였다.
- 끝으로, 본 연구에서는 은나노와이어 위에 니켈을 코팅한 한 경우 전극의 산화 안정성에 미치는 영향을 분석하였고, 그 결과를 Fig. 8에 제시하였다. 니켈을 코팅하지 않은 은나노와이어 전극을 85℃-85%로 항온-항습 상태를 유지하는 대기 중에 7일 동안 노출시킨 후 면저항의 변화를 측정한 결과, 초기값에 비하여 약 1,500% 이상 급격히 증가한 것으로 나타났다.
- 이 열처리 과정에서 은나노와이어는 거품의 가장자리 쪽으로 모여서 은나노와이어가 무정형 패턴 구조를 갖도록 하였으며, 실제로 형성된 은나노와이어 전극의 패턴 형태를 전계 FESEM(field-emission scanning electron microscope, SIGMA, Varl Zeiss)을 사용하여 확인하였다. 끝으로, 전기도금(electro-plating) 방법을 사용하여 210초 동안 2 mA의 전류를 적용하여 니켈을 은나노와이어가 존재하는 영역에만 선택적으로 코팅하였다.[20] 니켈 코팅에 사용된 니켈 도금 용액은 황산니켈(NiSO4·6H2O, 240 g), 염화니켈 (NiCl2·6H2O, 45 g)과 붕산(H3BO3, 45 g)을 혼합하고 55℃에서 20분간 교반(agitation)하여 제조하였다.
- [18,19] 코로나 표면 개질에 따라 나타나는 PET 기판의 표면 거칠기와 접촉각의 변화는 각각 AFM(atomic force microscopy(Park System, XE-100) 및 접촉각 측정 장치(DCA, SEO, Phoenix-300)를 사용하여 각각 측정하였다. 또한 코로나 처리에 따른 PET 기판의 표면 화학 구조의 변화를 분석하기 위하여 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy, Thermo, Multi Lab-2000)을 사용하였다.
- 또한, 제작된 전극들 중 일부는 에탄올 용액으로 세척하고 세척 전후의 전극의 원자 조성은 에너지 분산 분광법 (EDS, HORIBA, EX 250)을 사용하여 측정하였다. 또한, 은나노와이어 전극의 산화에 대한 안정성은 85℃ 온도와 85% 습도를 유지한 대기에 전극을 7일 동안 노출하면서 면저항의 변화를 측정하였고, 전극의 유연성은 반경 5 mm을 갖는 굽힘 동작을 10,000회까지 반복하면서 전극의 면저항 변화를 측정하여 각각 평가하였다.
- 5 (a)와 (b)는 본 연구에서 제작한 무정형 은나노와이어 전극의 면저항과 투과율의 측정 결과를 각 전극에 사용된 PET 기판의 코로나 처리횟수에 따라 각각 나타낸 것이다. 또한, 제작된 은나노와이어 전극을 에탄올 용액에 세척한 경우에 측정된 면저항과 투과율의 변화을 함께 비교하였다.
- 본 연구에서는 유연기판인 PET(polyethylene terephthalate) 위에 은나노와이어를 포함한 용액을 이용하여 거품을 형성하고 코로나 표면처리를 이용하여 거품의 크기 및 밀도를 제어하고, 이 거품 패턴을 이용하여 무정형 그물망 구조의 은나노와이어 전극을 제작하여 은나노와이어가 가지는 고유의 낮은 면저항 특성은 유지한 상태에서 가시광 투과율을 현저히 향상시켰다. 이와 동시에 은나노와이어 위에 니켈(nickel, Ni)을 코팅하여 산화에 대한 안정성과 굽힘에 대한 유연성 측면에서도 우수한 특성을 갖는 유연 투명전극을 제작하였다.
- 에탄올, 증류수 등에 의해 세척된 PET 기판에 대하여 코로나 플라즈마 장치를 사용하여 8 kW의 전력에서 0.027 m/s의 속도로 진행하면서 PET 표면 개질(surface modification)을 수행하였다.[18,19] 코로나 표면 개질에 따라 나타나는 PET 기판의 표면 거칠기와 접촉각의 변화는 각각 AFM(atomic force microscopy(Park System, XE-100) 및 접촉각 측정 장치(DCA, SEO, Phoenix-300)를 사용하여 각각 측정하였다.
- 이 열처리 과정에서 은나노와이어는 거품의 가장자리 쪽으로 모여서 은나노와이어가 무정형 패턴 구조를 갖도록 하였으며, 실제로 형성된 은나노와이어 전극의 패턴 형태를 전계 FESEM(field-emission scanning electron microscope, SIGMA, Varl Zeiss)을 사용하여 확인하였다.
- 이와 같이 PET 기판에 대한 코로나 처리가 은나노와이어 그물망의 크기나 밀도에 영향을 미치게 되는 원인을 규명하기 위하여 XPS 측정을 이용하여 코로나 처리에 따른 PET 기판 표면의 화학 결합 구조의 변화를 분석하였다. Fig.
- 본 연구에서는 유연기판인 PET(polyethylene terephthalate) 위에 은나노와이어를 포함한 용액을 이용하여 거품을 형성하고 코로나 표면처리를 이용하여 거품의 크기 및 밀도를 제어하고, 이 거품 패턴을 이용하여 무정형 그물망 구조의 은나노와이어 전극을 제작하여 은나노와이어가 가지는 고유의 낮은 면저항 특성은 유지한 상태에서 가시광 투과율을 현저히 향상시켰다. 이와 동시에 은나노와이어 위에 니켈(nickel, Ni)을 코팅하여 산화에 대한 안정성과 굽힘에 대한 유연성 측면에서도 우수한 특성을 갖는 유연 투명전극을 제작하였다.
- 제작된 은나노와이어 전극의 가시광 투과율과 면저항은 스펙트럼 색차계(Konica Minolta, CM-5) 및 비접촉 면저항 측정장비(NAPSON, EC-80P)를 사용하여 각각 측정하였다. 또한, 제작된 전극들 중 일부는 에탄올 용액으로 세척하고 세척 전후의 전극의 원자 조성은 에너지 분산 분광법 (EDS, HORIBA, EX 250)을 사용하여 측정하였다.
대상 데이터
- [20] 니켈 코팅에 사용된 니켈 도금 용액은 황산니켈(NiSO4·6H2O, 240 g), 염화니켈 (NiCl2·6H2O, 45 g)과 붕산(H3BO3, 45 g)을 혼합하고 55℃에서 20분간 교반(agitation)하여 제조하였다.
- 은나노와이어 증착에 사용된 용액은 음이온 계면활성제인 SDS(sodium dodecyl sulfate) 60mg, L-DAO(N, N-dimethyldodecylamice) 13 mg 및 증류수가 0.9 ml가 혼합된 용액에 23 nm의 직경과 27 µm의 길이를 갖는 은나노와이어(N & B, SNW-006a) 0.1 ml를 넣은 뒤 혼합기(JEIO TECH, Vortex Mixer)를 이용하여 3000rpm으로 5분 동안 거품을 제작하였고 PET 기판 위에 만들어진 거품을 옮겨 코팅하였다.
이론/모형
- 제작된 은나노와이어 전극의 가시광 투과율과 면저항은 스펙트럼 색차계(Konica Minolta, CM-5) 및 비접촉 면저항 측정장비(NAPSON, EC-80P)를 사용하여 각각 측정하였다. 또한, 제작된 전극들 중 일부는 에탄올 용액으로 세척하고 세척 전후의 전극의 원자 조성은 에너지 분산 분광법 (EDS, HORIBA, EX 250)을 사용하여 측정하였다. 또한, 은나노와이어 전극의 산화에 대한 안정성은 85℃ 온도와 85% 습도를 유지한 대기에 전극을 7일 동안 노출하면서 면저항의 변화를 측정하였고, 전극의 유연성은 반경 5 mm을 갖는 굽힘 동작을 10,000회까지 반복하면서 전극의 면저항 변화를 측정하여 각각 평가하였다.
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