Ti(OBu)₄, TiO₂와 ITO 나노복합체 필름의 고 굴절률과 저 저항에 관한 연구

Abstract

고 굴절률에 대한 관심도가 증가 되면서 유.무기 나노 복합 소재를 통한 연구가 활발히 진행되고 있다. 반사방지막 (AR film), 태양전지, LED 봉지재, 광학렌즈 코팅, 반도체 소자 등 다양한 분야에 활용이 가능하다. 졸-겔 법을 시작으로 하여 고분자와의 블렌딩 및 합성법을 이용하여 필름코팅 기술 개발을 진행 해왔다. 현재 시장에서는 저가 코팅을 위한 기술개발이 꾸준히 진행되고 있다. 유.무기나노복합소재의 필름형성에서 가장 중요한 것은 물질 간의 상분리, 응집, 분산등의 문제점을 유발하지 않고 균일 한 코팅이 가능한 소재가 요구 되어지고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 기능성코팅이 가능한 소재를 찾아 대표적인 고 굴절률 소재인 TiO₂와 투명전극으로 활용도가 많은 ITO를 중점적으로 실험을 진행하였다. 나노입자는 상업화되어 양산되는 제품을 구매하여 사용하였으며 개발한 기능성 코팅 재료와 Ti(OBu)₄와의 졸-겔 법, TiO₂, ITO 나노입자와의 블렌딩 공법을 사용하여 실험한 결과, 가시영역에서 1.75이상의 고 굴절률의 특성을 확인 할 수 있었다. 투과율 또한 90 %이상이었으며, 다층제작이 가능한 것을 확인 하였다. ITO 나노입자를 진행하면서 I-V data를 측정해 본 결과 전도체의 특성을 띄는 투명 전극으로서의 가능성을 확인하였다.; The high refractive index materials prepared from mixture of organic and inorganic compounds solution in a sol-gel process have been developed. These solutions are quite stable under room temperature and can be easily spin-coated onto a desired substrate. Usually the prepared optical films had a refractive index in the rage of 1.528-1.803 as the titania content increased from 5.6 to 61.9 wt%.[1] Here, we described the synthesis of coupling agent and the blend of nanoparticles (NPs) and SSA for transparent high refractive index nanocomposites films. The films was consist of (R)-4-((3R,5S,7R,8R,9S,10S,12S,13R,14S,17R)- 3,7,12-trihydroxy-10,13-dimethylhexadecahydro-1H- cyclopenta[a]phenanthren-17-yl)pentanoic acid (Steroid surfactant A (SSA)) moiety with Ti(OBi)₄, TiO₂ and ITO nanoparticles. As a result of the stabilization, the hybrid polymer solution is stable at room temperature up to 4 weeks with negligible change in color and viscosity. The hybrid polymer solution was spin-coated well onto any substrates easily. The films are characterized by UV-VIS, FT-IR, ¹H-NMR, SEM, AFM, TEM, ellipsomer and probe station. The resulting films are transparent and have refractive indices higher than 1.75 in the entire visible region. Also, multiple-coating is possible to obtain a thicker transparent film to 500 nm. Especially, we additionally achieved the I-V curve characteristic from ITO nanoparticles thin films.