Highly flexible transparent electrodes using silver nanowires embedded colorless polyimide with ZnO overcoating layer.

Abstract

은 나노와이어를 플렉서블 투명전극에 적용하기 위해서는 유연한 기판위에 증착시켜야 한다. 폴리머 소재의 필름이 유연한 기판으로 이용될 수 있는데 여러 소재 중에 폴리이미드가 가장 높은 유리전이온도를 가져 고온에서 안정하다. 하지만 폴리이미드는 투명전극에 적용된 사례가 없는데 이는 폴리이미드가 진한 노란색을 띄기 때문이다. 본 논문에서는 무색 투명한 폴리이미드를 제작하여 투명전극의 기판으로 사용하였고, 여기에 은 나노와이어를 임베딩 시키고 산화아연을 증착하여 여러가지 성능의 향상을 도모했다. 폴리이미드의 표면이 강염기에 의해 hydrolyzed 되는 성질을 은 나노와이어를 내장시키는데 이용하였다. 우선 폴리이미드 표면을 포타슘 하이드록사이드를 이용해 포타슘 폴리아마이트로 변화시킨 뒤, 은 나노와이어를 압착시키고 그 뒤 열처리를 통한 re-imidization 과정을 거쳐야 한다. 이 과정에서 은 나노와이어의 contact들이 welding되어 전도도가 낮아지는 효과가 나타나게 된다. 이 뿐 아니라, 은 나노와이어를 임베딩 시킴으로써, 높은 온도나 황 (sulfur) 분위기로부터 은 나노와이어를 보호할 수 있다. 이 때, 산화 아연은 이러한 보호 효과를 강화시킨다. 또한 임베딩 효과와 산화 아연 보호막으로 인해 유연성이 증가되고 평탄도는 낮아져, 본 논문의 투명전극이 실제 device에 적용되었을 때 더 좋은 성능을 나타내게 된다.