우리 연구실에서는 주로 은 나노선의 도포, 분산과 전기적인 연결, 그리고 OLED 소자 적용을 통한 응용성 검증 등을 연구하여 왔습니다. 이러한 연구 과정과 결과들이 어떻게 진행되어왔는지, 살펴보겠습니다. 먼저 2015년에 송창현 연구원(현재 LG 디스플레이 근무)이 김종웅 교수(현재 전북대)팀과 공동으로 연구한 내용입니다. 투명 폴리이미드 위에 은 나노선들을 도포하고, 여기에 강한 빛 펄스(intensed pulsed light)를 조사하여 은 나노선들간의 전기적인 연결을 향상시키는 공정이죠. 비교적 간단한 공정으로 짧은 시간에 이루어져 은 나노선의 손상과 이로 이한 광학적 손실을 줄일 수 있고, 반면에 전기 전도도의 증가와 폴리이미드와의 접착력 향상, 이를 통한 변형 내구성, 그리고 표면 평탄도의 향상도 얻을 수 있었습니다. OLED 소자의 성능 개선을 확인할 수 있었으며, 특히 누설 전류가 감소하였습니다.
다음으로, 2015년말에는 홍찬화 박사(현재 ETRI에서 근무)가 전자통신연구원의 정우석 박사팀과 함께 도포된 은 나노선에 전자선을 조사하는 연구를 진행하였죠. 즉, 은나노선들을 도포한 뒤, 1차적으로 열풍 건조를 시키고, 다음으로 전자선을 조사하여 비교적 짧은 시간에 은나노선들의 접촉 부분을 용융, 연결시켰습니다.
역시 2015년에는 송창현 연구원(현재 LG 디스플레이 근무)이 김종웅 교수팀(현재 전북대)과 공동으로 연구를 수행하여 앞선 연구, 즉 강한 빛 펄스의 조사로 형성된 은나노선 전극들을 대상으로 빛이 조사된 부분과 조사되지 않은 부분을 선택적으로 패터닝하는 기술을 발표하였습니다. 이 방법은 은나노선뿐만 아니라 구리나노선과 같은 다른 금속 나노선들에도 공히 적용될 수 있었죠. 이 연구의 효용성은 패터닝된 발광 소자의 제작을 통하여 입증되었습니다.
2016년에는 전성우박사(현재 LG 디스플레이 군무)가 김종웅 교수팀(현재 전북대)과 공동으로 연구로 강한 빛 펄스 조사 후 패터닝된 공정을 탄성 기판(thermoplastic uretan)에 적용하여 탄성이 있는 정전 용량형 터치 센서를 만들었죠. 최대 33%의 변형에 이르기까지 센서가 작동하고 있음을 시연을 통해 확인한 바 있습니다.
역시, 2016년에는 윤호준 연구원(현재 삼성전자 근무)이 유연 기판(PEN) 위에 은나노선과 인듐 아연 산화물(IZO), 그리고 전도성 폴리머(PEDOT:PSS)가 순차적으로 올려진 하이브리드 전극 연구를 발표하였습니다. IZO 막은 아래의 은나노선들을 산화나 부식으로부터 보호하고, 나노선들간의 연결과 함께 기판과의 접착력도 강화시켜 주죠. 전도성 폴리머는 특히 표면을 평탄화기키는 역할을 하여 광투과도가 증가하는데 기여를 하며, 또한 OLED 소자의 제조 공정과 성능을 개선시킵니다. 이러한 효과들은 실제 소자 제작과 성능 비교 등을 통하여 검증이 되었습니다.
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