플렉시블 디스플레이를 위한 나노복합체 전극의 전기화학적 특성에 대한 연구

Abstract

최근, 웨어러블 (Wearable) 휴대용 전자 기기에 적용하기 위하여 플렉시블 (Flexible) 디스플레이는 가장 큰 핵심이 되고 있다. 기존의 Indium Tin Oxide (ITO) 을 이용한 산화물 전극은 웨어러블 전자 소자와 광전자 소자로서 광범위 하게 사용 되고 있지만 플렉시블 디스플레이에 적용하기에는 내구성이라는 내재적인 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위한 대체 전극으로 금속 나노 선과 그래핀 (Graphene), 전도성 폴리머 (Polymer) 가 차세대 플렉시블 전극으로 떠 오르고 있다. 그 여러 대안 후보들 중에 플렉시블 전극의 적임자로 은 나노 선이 높은 투명도와 전도성, 뛰어난 유연성의 특징을 앞 세워 각광 받고 있다. 은 나노선 전극은 기존의 ITO 전극을 뛰어넘을 수 있는 높은 유연성, 고 투과도, 고 전도성, 낮은 가격이라는 훌륭한 장점을 가지고 있지만 상대적으로 높은 헤이즈 (Haze) 현상, 표면 거칠기 (Surface Roughness), 접촉 저항 (Contact Resistance) 등의 문제점을 내재 하고는 있다. 많은 연구 기관에서 은 나노 선 전극의 표면 거칠기와 접촉 저항을 줄이고 구조적, 전기적, 광학적 특성을 증대시키기 위하여 연구를 진행하고 있지만 은 나노 선과 산화 그래핀을 동시에 이용한 연구는 많이 이루어 지지 않았다. 본 논문은 고 투과도, 저 저항의 특성을 가진 은 나노 선과 산화 그래핀을 포함한 PMMA (Polymethyl methacrylate) 나노 복합체 필름에 대한 여러 방면의 분석을 진행 하였다. 은나노 선과 그래핀 나노 복합체 필름의 구조적 특성을 조사하기 위하여 SEM (Scanning Electron Microscope) 측정을 수행 하였고, 은 나노선과 산화 그래핀을 포함한 PMMA 기반의 나노 복합체 필름의 전기 화학적 분석을 위하여 면 저항 (Sheet resistance) 측정과 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) 측정을 수행하였다. 이에 은 나노 선과 산화 그래핀이 결합되어 어떠한 면 저항의 변화를 나타내는지 비교 관찰 할 수 있었고 나노 복합체 필름 안에서 은 나노 선과 산화 그래핀의 화학적 변화가 나타났는지 분석 할 수 있었다. 이 나노 복합체 필름의 전기 화학적 분석을 좀 더 뒷받침 하기 위하여 라만 분광 (Raman Spectroscope) 을 측정하여 산화 그래핀의 화학적 변화를 관측 하였고 나노 복합체 필름의 광학적 특성을 비교 분석하기 위하여 투과도 (Transmittance) 측정을 실시 하였다.