Studies on the Preparation of Transparent Electrode Containing ITO Nanoparticles by an Electrospraying Method

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

It is concluded that deposited ITO nanowebs by the electrospraying method with different composition of solution have different drop behavior and area. It can be affected deposition of web as an important factor. The more ethanol added to ITO solution, drop dispersion and formation of web are preferable. We chose the solution which contained 20wt% of ethyl alcohol because it was relatively deposited well. Then, we electrosprayed with this solution but different deposition time conditions. Deposition time is very consequence to transmittance and absorbance of light. ITO transparent nanowebs have different electrical, optical and morphological properties. Therefore, control of spray dispersion and deposition time are considered to prepare excellent ITO transparent electrode.

국문 초록 (Abstract)

투명전극은 높은 투명성과 전기전도성을 가진 박막전극으로 투명 전도성 산화물(TCO)이 전극의 소재로서 많이 사용되고 있다. 이러한 투명전극들은 터치패널, flexible display, 태양전지 등에 이용되고 있다.
Indium-Tin oxide (ITO)는 대표적인 투명 전도성 산화물로서 뛰어난 전기전도성과 높은 화학적, 열적 안정성을 가지고 있을 뿐 아니라 밴드갭 에너지도 2.5eV보다 커 가시광선 영역과 근적외선 영역에서 투명하다. ITO 박막은 투명전극으로서 liquid crystal displays (LCD), plasma display panel (PDP), and organic light emitting diode (OLED)의 소재로 사용된다.
현재 박막제조를 위한 여러 가지 방법들이 연구 개발되고 있으며, 주로 spray pyrolysis, magneton sputtering, sol -gel 법, CVD 등이 박막제조에 사용되고 있다. 이러한 방법들은 고온, 진공과 같은 까다로운 실험조건과 고가의 장비 등을 요구하는 반면, electrospray는 비교적 낮은 온도와 진공을 필요로 하지 않기 때문에 저렴하고 간단한 실험장치로 구성되어있어 경제적인 측면에서 유리한 위치에 있다.
Electrospray는 노즐을 통해 공급된 액체의 액적을 수백에서 수만 볼트의 높은 전압을 인가하여 정전기적으로 하전된 액체를 미세하게 분무시키는 방법으로 나노 입자, 나노 섬유, 미세 다공성 막 등의 물질제조나 입자나 박막의 제조 및 코팅 등의 여러 분야에서 적용할 수 있다.
따라서 본 연구에서는 ITO 용액을 electrospray 법을 이용하여 균일하고 효과적인 고품질의 투명전극을 제조하고자 하였다. 실험은 두 단계로 나뉘어 진행되었으며 1단계에서는 박막형성조건을 찾기 위한 실험으로 용액에 계면활성제와 에탄올을 첨가해 electrospray에 적합한 용액을 찾고자 하였으며, 2단계에서는 시간에 따라 포집된 박막의 효율에 관한 분석을 수행하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction = 1
• STEP 1. = 4
• 1. Experimental = 4
• 1.1 Preparation of suspensions = 4
• 1.2 Experimental apparatus = 7
• 1.3 Electrospray of ITO colloidal solutions = 8
• 1.4 Methods of analysis = 9
• 2. Results and discussion = 10
• 2.1 The generation of drop, scattering images and analysis on the drop area = 10
• 2.2 Electric current during the electrospray = 13
• 2.3 Analysis on the shapes of deposited webs and their distribution = 14
• 2.4 Particle area distribution = 16
• STEP 2. = 22
• 1. Experimental = 22
• 1.1 Preparation of suspension and Experimental apparatus = 22
• 1.2 Electrospray of solution and Methods of analysis = 23
• 2. Results and discussion = 25
• 2.1 Surface morphologies of ITO analysis with AFM and SEM = 25
• 2.2 Optical analysis: Transmittance and Absorbance = 29
• 2.3 Resistance of ITO nanowebs = 31
• 3. Conclusion = 33
• Reference = 34
• 요약 = 36