PUKYONG

차세대 롤러블 전자 소자용 투명 하이브리드 전극

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Abstract
Mechanically durable transparent electrodes are needed in flexible electronic devices to implement their long-term stable operating for applications in bendable, foldable and rollable fields. As it is well-known, Indium-tin-oxide (ITO), which is most typically used as a transparent electrode, is not suitable to be applied to flexible substrates because of its rigid property. As such, several promising transparent electrodes have been previously reported replacing ITO. Among these, metal mesh has various advantages while being applicable to flexible substrate. First, desired transmittance and conductivity can be obtained by controlling line width, line spacing, pitch and thickness. Second, it is possible to manufacture a variety of materials by changing the metal material according to the manufacturing method. However, the produced sample has a surface roughness despite being in the form of embedding and metal mesh has inherent voids problem.
Herein, we designed hybrid electrode constitute of metal mesh with poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) to compensate that several problems. In the case of a metal mesh, after patterning by photolithography on a flat substrate, electrodes were formed by electroplating and transferred to a flexible substrate. The hybrid electrode could be easily manufactured by spin coating PEDOT:PSS on the metal mesh. As a result, the hybrid electrode of the metal mesh and PEDOT:PSS had a transmittance over than 80% at 550 nm, and a sheet resistance of 0.23 Ω/sq. Moreover, the hybrid electrode can maintain its highly mechanical durability even after a bending and rolling tests. Due to the excellent mechanical properties of the hybrid electrode, the transparent film heater and organic solar cell manufactured based on the hybrid electrode, that were very stable in mechanical properties.
Author(s)
서은주
Issued Date
2021
Awarded Date
2021. 8
Type
Dissertation
Publisher
부경대학교
URI
https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/1265
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=200000503992
Affiliation
부경대학교 대학원
Department
대학원 융합디스플레이공학과
Advisor
김용현
Table Of Contents
I. 서 론 1
1. 연구의 목적 1
2. 연구의 내용 및 범위 2
II. 이 론 3
1. 투명 전극 3
1.1. 투명 전극의 정의 3
1.2. 투명 전극의 종류 3
1.2.1. 산화물계 투명 전극 4
1.2.2. 탄소계 투명 전극 6
1.2.3. 고분자계 투명 전극 8
1.2.4. 금속계 투명 전극 9
1.3. 유연 투명 전극 요구 특성 13
1.3.1. 광학적 투과율과 전기적 전도성 13
1.3.2. 기계적 내구성과 화학적 안정성 13
2. 적용 전자 장치 14
2.1. 투명 발열 필름 14
2.1.1. 투명 발열 필름 원리 14
2.1.2. 투명 발열 필름 구조 15
2.1.3. 투명 발열 필름 적용 범위 15
2.2. 유기 태양 전지 16
2.2.1. 유기 태양 전지 원리 16
2.2.2. 유기 태양 전지 구조 17
2.2.3. 유기 태양 전지 적용 범위 18
III. 연구 방법 20
1. 금속 메쉬 전극 제작 20
1.1. 금속 메쉬의 패턴 디자인과 개구율 (Opening Ratio) 23
1.2. 다양한 금속으로 메쉬 전극 제작 24
1.2.1. 구리 도금 24
1.2.2. 니켈/구리 도금 25
1.2.3. 은 도금 25
1.3. 전기 도금 시간에 따른 종횡비 (Aspect Ratio) 26
2. 유연 전자 장치 제작 27
2.1. 하이브리드 전극 제작 27
2.2. 투명 발열 필름 제작 27
2.3. 유기 태양 전지 제작 28
3. 특성 분석 29
3.1. 투명 전극 특성 분석 29
3.1.1. 표면 및 단면 분석 29
3.1.2. 광학적 특성 분석 30
3.1.3. 전기적 특성 분석 30
3.1.4. 기계적 특성 분석 30
3.1.5. 화학적 특성 분석 31
3.2. 투명 발열 필름 특성 분석 31
3.3. 유기 태양 전지 특성 분석 31
IV. 연구 결과 및 논의 32
1. 금속 메쉬의 특성 32
1.1. 패턴 디자인과 개구율에 따른 특성 차이 32
1.2. 금속 종류에 따른 메쉬 전극의 특성 차이 35
1.3. 종횡비에 따른 메쉬 전극의 특성 차이 36
2. 유연 전자 장치 특성 분석 41
2.1. 하이브리드 전극 특성 분석 41
2.1.1. 광학적 투과율과 전기적 전도성 41
2.1.2. 기계적 내구성과 화학적 안정성 42
2.2. 투명 발열 필름 특성 46
2.2.1. 동작 특성 46
2.2.2. 기계적 내구성 48
2.3. 유기 태양 전지 특성 50
2.3.1. 동작 특성 50
2.3.2. 기계적 내구성 55
Degree
Master
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대학원 > 융합디스플레이공학과
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