Flexible transparent electrode, which is a part of OLED, solar cell, touch screen, display and other electronic devices, is one of the crucial future technologies. For transparent electrodes, ITO has been the key material, but Indium is one of the rare earth metal which is expensive. Also ITO lacks flexibility, and cracks easily, resulting severe drop of conductivity when it is bent.
To overcome these drawbacks, there has been many studies about silver nanowires. However, silver has similar price with ITO, and it is small in quantity.
Therefore, in this study, a copper nanowire is studied which is abundant and cheap. A copper nanowire is synthesized by hydrothermal method, and this method does not require materials. However, a copper nanowire has oxidation problem, so the nanowire is embedded in a polymer film.
Chosen polymer was Glass Fabric Reinfoced film(GFR film) that shows high transparency, low Coefficient of Thermal Expansion(CTE), low retardation and low O2/H2O permeability. By embedding the nanowire, roughness decreased and oxidation resistance increased. This copper nanowire / polymer hybrid film showed high transparency, conductivity and flexibility.
Finally, hybrid film was used to fabricated OLED, and compared to ITO based OLED, hybrid film showed similar performance.
최근에 OLED, solar cell, touch screen, display 및 기타 전자 소재로 사용되는 flexible transparent electrode가 차세대 기술 중 하나로 각광받고 있다. 전통적으로 투명전극 제작에 적용되었던 물질은 ITO였지만, ITO에 사용되는 인듐은 희토류의 한 종류로서 그 가격이 비싸다. 또한 ITO는 유연성이 부족하여 쉽게 깨지는 성질을 가지고 있어서 휘어짐과 동시에 전도도가 급격히 하락하게 된다.
이러한 단점들을 극복하기 위하여 특히 은 나노와이어의 경우 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있다. 하지만 은 나노와이어는 가격이 ITO에 비교하여 큰 차이가 없고 그 양 또한 많이 존재하지 않는다.
따라서 은과 거의 비슷한 전도도를 가지면서 양이 풍부하고 가격 경쟁력을 가지는 구리 나노와이어를 연구하였다. 비 독성물질들을 이용하는 수열 합성법으로 우수한 성능의 구리 나노와이어를 합성하는데 성공하였다. 하지만 구리 나노와이어 만으로는 산화에 취약 하기 때문에 나노와이어를 폴리머 필름에 임베딩 하였다.
선택된 폴리머는 글래스 패브릭 강화 필름으로서 높은 투과도와 낮은 열팽창율, 낮은 복굴절률, 낮은 산소 및 수분 투과도를 가지는 좋은 성질의 필름이다. 나노와이어를 임베딩하여 표면 거칠기(roughness)를 줄이고 내산화성을 강화하였다. 이렇게 만들어진 구리 나노와이어 / 폴리머 혼성 필름은 높은 전도도와 투명도, 유연성 등의 좋은 성질을 나타내었다.
제작된 혼성 필름은 최종적으로 OLED소자에 적용되어 잘 작동 하였고 ITO로 제작된 소자와 비교하여도 좋은 성능을 나타내었다.
