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Attention Focused on Silver Nanowire as Key Material for Display

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At IPEC 2015 (International Printed Electronic Conference), held on September 1, Professor Sang-Ho Kim of Kongju National University announced that silver nanowire technology is in initial stages of commercialization and will become display market’s key material.

 

Kim reported that when the bending radius of flexible display is reduced, 2 key issues occur with silver nanowire used as TSP (touch screen panel) material. First, the wiring that are crossed when bending is loosened as can be seen in figure 1. Due to this effect the bending stability decreases.

Fig. 1, Source: Professor Sang-Ho Kim, IPEC 2015

Fig. 1, Source: Professor Sang-Ho Kim, IPEC 2015

 

 

Kim explained that this effect can be solved by welding the two wires as shown in figure 2 using thermal annealing technology, laser process, and IPL photo-sintering technology.

 

Fig 2, Source: Professor Sang-Ho Kim, IPEC 2015

Fig 2, Source: Professor Sang-Ho Kim, IPEC 2015

 

 

Another issue is a decrease in contact stability between nanowires at stress points when bending radius is reduced as shown in figure 3.

 

Fig 3, Source: Professor Sang-Ho Kim, IPEC 2015

Fig 3, Source: Professor Sang-Ho Kim, IPEC 2015

 

 

During the presentation, Kim explained that this can be solved through undercoating process. This process involves mixing 2 polymers with different Tg (glass-transition temperature) and layering it as in figure 4, and placing TSP on top.

 

Fig 4, Source: Professor Sang-Ho Kim, IPEC 2015

Fig 4, Source: Professor Sang-Ho Kim, IPEC 2015

 

 

Silver nanowire has benefit of being more flexible and less resistant compared to transparent electrode material, ITO. As such, it was spotlighted as TSP material most suitable for flexible OLED. Nonetheless, silver nanowire has been considered to fall behind ITO in panel mass production unit cost in display market.

 

However, haze effect which happens when sunlight is reflected off the silver nanowire TSP has been solved recently, and new touch technology that requires improved TSP functions, such as post-touch technology, has been developed. Accordingly, products that use silver nanowire are increasing despite the unit cost difference.

 

Kim reported that as TSP sheet resistance can be reduced through undercoating and welding technology and greatly increase bending stability, it is estimated that silver nanowire’s marketability will grow for flexible display.

 

Silver Nanowire, Flexible 디스플레이의 핵심소재로 주목받다.

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공주대학교 김상호 교수는 9월 1일 서울 코엑스에서 개최된 IPEC(International Printed Electronic Conference) 2015에서 “Silver nanowire 기술은 현재 상업화 초기 과정에 있으며, 앞으로 디스플레이 시장의 핵심 소재가 될 것이다.”라고 말했다.

김교수는 flexible display의 bending radius가 감소할 때 TSP(Touch Screen Panel)소재로 쓰이는 silver nanowire에 2가지 주요 이슈가 생긴다고 발표하였다. 먼저 bending시 겹쳐져 있는 배선이 그림 1과 같이 느슨해지는 현상이 발생하며, 이 현상으로 인해 bending stability가 낮아진다고 밝혔다.

그림 1, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

그림 1, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

김교수는 이 현상을 그림 2와 같이 두 배선을 thermal annealing 기술과 레이저 공정, IPL 광소결 기술을 활용한 welding (용접)하는 공법으로 해결이 가능하다고 발표하였다.

그림 2, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

그림 2, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

다른 이슈로는 bending radius가 감소할 때 그림3과 같이 stress point에서 nanowire 사이의 contact stability가 낮아지는 현상이 나타난다고 밝혔다.

그림 3, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

그림 3, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

김교수는 이 문제는 Tg값이 서로 다른 2개의 polymer를 섞어 그림 4와 같이 층을 깔고 경화시킨 후 그 위에 TSP를 올라는 undercoating 공정을 통해 해결할 수 있다고 발표하였다.

그림 4, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

그림 4, Source : 김상호 교수, IPEC 2015

Silver nanowire는 기존에 쓰이던 투명전극 소재인 ITO보다 flexibility가 높고 저항이 적은 장점이 있어 flexible OLED에 최적화된 TSP(Touch Screen Panel)소재로 각광받았지만 디스플레이 시장에서 패널 양산 시 단가경쟁에서 ITO에 밀린다는 평가를 받아왔다.

하지만 최근 silver nanowire TSP에 햇빛이 반사되어 전체 스크린이 뿌옇게 보이는 haze 현상이 해결되고 포스터치 기술 등 향상된 TSP 성능이 요구되는 새로운 터치 기술이 등장하면서 단가의 차이에도 불구하고 silver nanowire를 차용하는 제품이 점점 증가하는 추세이다.

김상호 교수는 “Undercoating 기술과 welding 기술을 함께 사용하여 TSP의 면저항을 낮추고 bending stability를 크게 높일 수 있기 때문에 차후 flexible 디스플레이에서 silver nanowire의 시장성이 커질 것으로 전망된다.” 라고 발표하였다.