인듐

Scientific Reports 5권, 기사 번호: 16838(2015) 이 기사 인용

6151 액세스

55 인용

측정항목 세부정보

우리는 대면적 플렉서블 터치 스크린 패널의 비용 효율적인 생산을 위한 ITO 전극의 실행 가능한 대안으로 실온 롤투롤 스퍼터링으로 성장한 인듐이 없고 비용 효율적인 Cu2O/Cu/Cu2O 다층 메쉬 전극에 대해 보고합니다. (TSP). 저항률이 낮은 금속 Cu 중간층과 패턴화된 메시 구조를 사용하여 15.1 Ohm/square의 낮은 면저항과 89%의 높은 광투과율 및 우수한 기계적 유연성을 갖춘 Cu2O/Cu/Cu2O 다층 메시 전극을 얻었습니다. 외부/내부 굽힘 테스트 결과, Cu2O/Cu/Cu2O 메쉬 전극은 기존 ITO 필름보다 기계적 유연성이 우수한 것으로 나타났습니다. 다이아몬드 패턴의 Cu2O/Cu/Cu2O 다층 메쉬 전극을 사용하여 유연한 필름-필름 유형의 TSPS와 견고한 유리-필름-필름 유형의 TSP를 성공적으로 시연했습니다. Cu2O/Cu/Cu2O 메쉬 전극을 갖춘 TSP는 확대/축소 기능과 멀티 터치 쓰기를 수행하는 데 사용되었으며, 이는 이러한 전극이 대면적 유연한 TSP에서 기존 ITO 전극을 대체할 수 있는 비용 효율적인 투명 전극임을 나타냅니다.

터치스크린패널(TSP)은 휴대폰, 내비게이션 시스템, 정보형 평판 디스플레이, 모바일 패드 등 정보기기의 핵심 부품으로 여겨져 왔다. 다양한 TSP 유형 중 정전용량형 TSP는 멀티 터치 기능과 멀티태스킹이 가능하고 제조 공정이 간편하다는 점에서 모바일 정보기기에 가장 일반적으로 사용되는 유형이다. 그러나 플렉서블(Flexible) 휴대폰과 곡면 평판 디스플레이(Curved Flat Panel Display)의 등장으로 정전용량형 플렉서블 TSP 개발에 많은 노력이 기울여지고 있다1,2. 고성능의 유연한 TSP를 구현하기 위해서는 고품질의 투명하고 유연한 전극을 개발하는 것이 중요합니다. TSP의 멀티 터치 기능이나 터치 속도 및 투명성은 투명 전극의 면저항과 광학적 투명성에 크게 좌우되기 때문입니다. . ITO(Indium Tin Oxide) 필름은 높은 투명성과 전도성으로 인해 저항성 또는 용량성 TSP의 투명 전극으로 가장 일반적으로 사용되지만, 다음을 포함하여 비용 효율적인 유연한 TSP에 ITO를 사용하는 것을 비실용적으로 만드는 중요한 문제가 있습니다. 얇은 ITO 필름의 높은 시트 저항, 인듐 자원의 부족으로 인한 ITO의 높은 비용 및 ITO 필름의 열악한 기계적 특성. 기존의 고비용 ITO 필름을 대체하기 위해 탄소 나노튜브(CNT) 네트워크, 그래핀 필름 및 전도성 고분자 필름을 포함하여 TSP에서 비용 효율적인 투명 전극으로 사용할 수 있는 여러 투명 전극 재료가 연구되었습니다. 그러나 이러한 투명 전극은 CNT나 그래핀의 상대적으로 높은 면 저항과 전도성 고분자의 불안정성으로 인해 TSP에서 미미한 성능을 발휘했습니다. 또한 Ag 또는 Cu를 기반으로 하는 금속 나노와이어(NW) 침투 네트워크와 금속 그리드 전극도 낮은 저항률과 우수한 유연성으로 인해 집중적으로 연구되었습니다. 그러나 Ag NW 네트워크의 접착력 저하, 불균일한 지형, 쉬운 분해 및 정전기에 대한 불안정성은 Ag NW 네트워크 전극의 중요한 문제입니다. 금속(Ag 또는 Cu) 그리드 전극의 경우 저항률은 매우 낮지만(2.0-4.2 × 10-5 Ohm-cm) 반사율이 높은 금속을 사용하면 가시성 문제가 발생합니다17,18. 비록 Kim et al. Al-도핑된 ZnO 필름으로 덮인 Cu 벌집형 메시의 낮은 시트 저항(6.197 Ohm/square)과 높은 투과율(90.65%)을 보고했지만, Cu 금속 그리드의 높은 반사율은 TSP용 투명 전극으로 사용하는 데 여전히 문제가 됩니다. 최근 OMO(Oxide-Metal-Oxide) 다층 전극은 낮은 저항률과 높은 투과율로 인해 유연한 유기발광다이오드, 유연한 유기태양전지, 유연한 TSP, 유연한 메모리 소자, 유연한 산화물 박막 트랜지스터 등의 투명전극으로 각광받고 있다. 낮은 저항률, 높은 투명성 및 기계적 유연성20,21,22,23,24,25,26,27로 인해 유연성이 우수합니다. 그러나 ITO/Ag/ITO, IZO/Ag/IZO 및 IZTO/Ag/IZTO와 같은 OMO 다층 필름에는 여전히 인듐과 은이라는 고가의 원소가 포함되어 있습니다. 이러한 Ag 기반 OMO 전극은 Ag 중간층으로 인한 매우 낮은 저항률과 유전체/금속/유전체 구조의 반사 방지 효과로 인한 높은 투과율로 인해 광범위하게 연구되었지만 메쉬를 사용한 사례는 보고된 바가 없습니다. - 유연한 TSP를 위한 투명하고 유연한 전극으로 패턴화된 OMO 다층. 특히, 기존의 고가 ITO 또는 Ag 기반 OMO 다층을 대체하여 비용 효과적인 유연한 정전용량형 TSP를 구현하려면 인듐이 없는 Cu 기반 OMO 메쉬 구조의 다층 개발이 필수적입니다.