technology of flexible transparent conductive electrode for … · 2018-12-13 · rapid advances in...

J. Microelectron. Packag. Soc., 21(2), 1-11 (2014). http://dx.doi.org/10.6117/kmeps.2014.21.2.001

Print ISSN 1226-9360 Online ISSN 2287-7525

1

유연전자소자를 위한 차세대 유연 투명전극의 개발 동향

김주현1·천민우1·좌성훈2,†

1국민대학교 기계설계대학원, 2서울과학기술대학교 NID 융합기술대학원

Technology of Flexible Transparent Conductive Electrode for Flexible Electronic Devices

Joo-Hyun Kim1, Min-Woo Chon1 and Sung-Hoon Choa2,†

1Graduate School of Mechanics and Design, Kookmin University, 77 Jeongneung-ro, Seongbuk-gu, Seoul 136-702, Korea2Graduate School of NID Fusion Technology, Seoul National University of Science and Technology, 232 Gongneung-ro,

Nowon-gu, Seoul 139-743, Korea

(2014년 5월 30일 접수: 2014년 6월 12일 수정: 2014년 6월 13일 게재확정)

Abstract: Flexible transparent conductive electrodes (TCEs) have recently attracted a great deal of attention owing to

rapid advances in flexible electronic devices, such as flexible displays, flexible photovoltanics, and e-papers. As the

performance and reliability of flexible electronics are critically affected by the quality of TCE films, it is imperative to

develop TCE films with low resistivity and high transparency as well as high flexibility. Indium tin oxide (ITO) has been

the most dominant transparent conducting material due to its high optical transparency and electrical conductivity.

However, ITO is susceptible to cracking and delamination when it is bent or deformed. Therefore, various types of flexible

TCEs, such as carbon nanotube, conducting polymers, graphene, metal mesh, Ag nanowires (NWs), and metal mesh have

been extensively investigated. Among several options to replace ITO film, Ag NWs and metal mesh have been suggested

as the promising candidate for flexible TCEs. In this paper, we focused on Ag NWs and metal mesh, and summarized

the current development status of Ag NWs and metal mesh. The several critical issues such as high contact resistance

and haze are discussed, and newly developed technologies to resolve these issues are also presented. In particular, the

flexibility and durability of Ag NWs and metal mesh was compared with ITO electrode.

Keywords: transparent conductive electrode, flexible electronic device, silver nanowire, metal mesh, flexibility

1. 서 론

최근 반도체 및 디스플레이 산업의 발전과 함께 차세대

산업으로 유연전자(flexible electronics) 산업의 시장이 지

속적으로 확장되고 있다. 특히 플렉서블 반도체 및 플렉

서블 디스플레이에 대한 관심이 크게 증가하고 있다.1,2) 이

러한 플렉서블 전자소자는 궁극적으로 자유자재로 굽히

거나 휠 수 있는 rollable, 혹은 foldable 전자소자로까지

발전을 예고하고 있으며 wearable 전자소자 및 디바이스가

출현할 날이 멀지 않은 것으로 예측하고 있다. 유연 전자

소자를 사용함으로써 얻는 이점은 초 경량화, unbreakable,

자유로운 디자인, 공간적 제약 탈피, 초대형 디스플레이 구

현, 다양한 응용범위, roll-to-roll(R2R) 공정 가능, 저비용,

새로운 시장 창출 등 다양하다.

유연전자소자를 개발함에 있어서 가장 중요한 재료는

투명전극이다. 투명전극의 특성은 전자소자의 성능에 큰

영향을 미치며, 적용하는 소자의 종류에 따라 각기 다른

특성이 요구된다. 가령 터치 센서의 경우 저항막 방식의

터치 센서에는 표면 조도 및 일함수(work function)가 중

요하지 않으나, organic light emitting diode (OLED) 및 유

기태양전지(organic solar cell)에서는 매우 중요하다. 또한

광특성인 haze의 경우 태양전지에서는 haze가 높은 것이

성능에 좋으나, 터치 센서에서는 haze의 발생이 광특성의

저하를 초래한다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 투명전

극은 ITO(indium tin oxide) 이다. 인듐 주석 산화물인 ITO

는 약 3.5~4.3 eV 이상의 밴드갭(band gap)을 가진 n-형 반

도체로서, 높은 투과도와 근적외선 반사도, 우수한 전기

전도도, 화학적 안정성과 우수한 식각 특성을 가지고 있

어 인듐의 가격 상승으로 인한 공급 불안에도 불구하고

여전히 투명전극으로 가장 널리 이용되고 있다.3)

†Corresponding authorE-mail: [email protected]

© 2014, The Korean Microelectronics and Packaging Society

This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work isproperly cited.

특집 :차세대 투명전극의 유연신뢰성 기술

2 김주현·천민우·좌성훈

마이크로전자 및 패키징학회지 제21권 제2호 (2014)

그러나 ITO 전극은 유연전자소자에 적용하기에는 여

러 문제가 있다. Polyethylene terephthalate(PET)와 같은

유연 기판을 사용하는 경우 유리 기판과 달리 200oC 이

상의 온도에서 공정이 어렵기 때문에 같이 상온에서 ITO

박막의 성막을 R2R 스퍼터로 제작하게 된다. 그러나 ITO

박막에서 일어나는 도펀트의 치환 활성화는 300oC 이상

의 기판 온도를 필요로 하기 때문에 상온 공정을 통해 제

작된 비정질구조의 ITO 박막은 매우 높은 면저항과 비저

항을 나타내게 된다. 특히 비정질구조의 ITO 박막은 주

석이온의 치환이 어려워 낮은 캐리어 농도를 나타낸다.

또한 결정질 ITO 박막에 비해 매우 높은 결함밀도를 가

지고 있어 전자의 전도특성이 불량하여 낮은 전자이동도

를 나타내게 된다. 이러한 낮은 전자이동도와 낮은 캐리

어농도로 인해 상온에서 성막한 비정질구조의 ITO 박막

은 높은 면저항을 나타내게 된다.4) 또한 ITO는 oxide로서

매우 brittle 하며, 탄성계수가 약 110 GPa로서 기계적 유

연성에 매우 취약하다. ITO와 유연 폴리머 기판 간의 기

계적인 mismatch 매우 크며, 기판을 굽히거나, 인장하였

을 경우 ITO에 크랙이 쉽게 발생하거나 기판으로 부터의

박리(delamination)를 초래하게 된다. ITO 박막은 약

0.8~1.2%의 인장응력에 파괴된다고 보고되고 있다.5,6)

ITO에 발생된 크랙은 쉽게 전파되어 주변의 박막 혹은

소자의 크랙 발생시켜 소자의 파괴를 초래한다. 따라서

유연전자 소자의 개발에서 투명전극의 유연성 확보는 매

우 중요한 요소이다.

따라서 최근 유연 전자소자에 적용하기 위한 차세대 유

연 투명전극의 개발이 매우 빠르게 진행되고 있다. 현재

차세대 투명전극으로서 각광을 받고 있는 소자는 carbon

nanotubes(CNT)7), 그래핀(graphene)8), conductive polymer9),

metal mesh10) 및 silver nanowires(Ag NWs)11)가 있다. 유연

투명전극을 개발함에 있어서 가장 중요한 요소는 광투과

도(optical transparency, T), 면저항(sheet resistance, Rs), 그

리고 유연성(flexibility)이다. 그러나 투명도와 면저항을

동시에 향상시키는 것은 매우 힘들다. 투명도에 따라 다

른 면저항을 갖는 것이 일반적이기 때문에 두 개의 요소

를 직접 비교하는 것이 힘들다. 따라서 figure of merit

(FOM) (σdc/σop , σdc는 직류 전도도, σop는 광학 전도도) 개

념을 사용하여 투명전극의 성능을 평가하고 있다.12,13) 또

한 면저항도 적용 소자에 따라 변하는데, 터치센서의 경

우는 400~1000 Ω/sq., OLED 및 태양전지의 경우는 10 Ω/

sq. 이하의 저항을 요구하고 있다.14) 따라서 개발하고자

하는 소자의 특성에 따라서 광특성과 면저항의 최적화가

필요하다.

본 연구에서는 최근에 각광을 받고 있는 차세대 투명

전극의 산업 및 기술 동향에 대해서 정리하고자 한다. 특

히 전자소자에 ITO 대체 전극으로 현재 적용이 되고 있

고, 향후 유연 투명전극으로서 가능성이 매우 높은 Ag

NWs와 metal mesh 투명전극에 대해서 현재의 기술 수준,

문제점 그리고 개선을 위한 여러 연구에 대해서 살펴보

았다. 특히 유연 전자소자에 적용하기 위하여 필수적인

유연 신뢰성 연구에 관하여 살펴보았다.

2. 차세대 유연 투명전극 기술 및 산업화 동향

2.1. 차세대 유연 투명전극의 기술 동향

Fig. 1은 현재 개발되고 있는 차세대 투명전극의 종류를

나타내고 있다. 산화물 계열의 투명전극으로서 In-Zn-Sn-

O(IZTO), In-Ga-Zn-O(IGZO), Zn-Sn-O(ZTO) 등이 개발되

고 있으며, 유연성을 좀 더 높인 metal-oxide-metal(OMO)

구조의 투명전극도 개발되고 있다.15) 그러나 전술한 바와

같이 oxide 계열의 투명전극은 유연성이 떨어지기 때문

에, 유연전자소자에 적용하기에는 아직 미흡하다. 물론

curved 스마트 폰이나 곡률 반경이 비교적 큰 특정 기기

에는 사용이 가능하다. 이를 위하여 ITO의 두께 및 기판

의 두께를 줄이려는 노력이 계속 진행되고 있다. 차세대

유연 투명전극으로서 percolative network CNT의 연구가

활발히 진행되어 왔다. 그러나 높은 접촉저항으로 인하

여 면저항이 큰 단점이 있어 전류 구동 소자인 OLED나

태양전지에 사용하기에는 한계가 있다. 현재 CNT 투명

전극의 최고 성능은 면저항 150 Ω/sq., 투과도는 약 80%

를 보여주고 있다. 최근 그래핀 기반의 투명전극의 개발

이 활발히 진행 중이다. Chemical vapor deposition(CVD)

방식으로 제작된 그래핀 투명전극의 면저항은 30 Ω/sq.,

투명도는 90%를 나타내고 있다.16) 그래핀은 높은 charge

carrier mobility와 매우 낮은 저항을 갖고 있지만, 성장 과

정이나 공정 과정에서 발생한 결함, grain boundary의 주

름 등으로 인하여 높은 면저항을 나타내고 있다.17) 또한

CVD 공정을 통한 합성과정이 복잡하고 공정 가격도 높

은 편이다. 저가격의 공정으로 용액 기반의 그래핀 공정

이 개발되고 있는데 현재 최고의 성능으로 면저항 200

300 Ω/sq., 투과도는 약 80% 정도가 된다.18) CNT나 그래

핀과 같은 카본 기반의 투명전극은 파괴 인장율이 10%

이상이며, 유연성이 매우 좋기 때문에 유연 전자소자에

적합하지만, T/Rs 특성이 태양전지, OLED 및 기타 전자

소자에 적용하기에는 아직 성능이 미흡하다. Fig. 2는 현

Fig. 1. Types of transparent conductive electrodes.

유연전자소자를 위한 차세대 유연 투명전극의 개발 동향 3

J. Microelectron. Packag. Soc. Vol. 21, No. 2 (2014)

재 개발 중인 차세대 투명전극의 면저항 및 투과도 성능

을 정리한 그림이다.15) 그림에서 보면 Ag NWs와 metal

박막이 ITO의 성능과 비슷하고, 그래핀은 그보다 약간 성

능이 떨어진다. 그리고 CNT 전극은 가장 열약한 성능을

보여주고 있다. 물론 전극의 제작 공정이나 합성 방법에

따라서 데이터의 산포가 매우 크며, 최근 각 투명전극의

개발이 빠르게 진행되기 때문에 향후 많은 개선이 될 것

으로 예측하고 있다.

2.2. 차세대 유연 투명전극의 산업화 동향

Cambrios Technologies 사는 Ag NWs 잉크 원천기술을

보유하고 있다. Cambrios의 Ag NWs 필름은 투과도 91%

를 가지고 면저항은 250 Ω/sq. 수준으로 일반적인 ITO 보

다 높은 투과도를 보여 주고 있으며, 투과도를 80%로 낮

출 경우에는 0.1 Ω/sq. 정도의 낮은 면저항을 얻을 수 있

다고 한다. 최근에는 애플에서 아이 워치에 Cambrios와

TPK필름이 공동 연구한 Ag NWs를 사용할 예정으로 알

려졌다. 국내에서는 나노픽시스 사에서 Ag NWs를 제조

하여 여러 기업에 제공하고 있다. 이곳에서 개발된 Ag

NWs 는 700 이상의 큰 종횡비(aspect ratio)를 갖고 있으

며 이러한 큰 종횡비는 코팅 시 효율적인 네트워크를 형

성할 수 있는 장점이 있다. 또한, 전기 전도도가 우수하

고 가시광선 영역에서 투과도가 매우 높으며 구겨져도 특

성을 유지한다. 나노픽시스 사에서 제조되는 Ag NWs의

길이는 평균 25 µm이고 직경은 35 nm이다. Ag NWs를 이

용하여 터치센서를 개발하고자 하는 기업이 최근 크게 증

가하고 있다. 국내에서는 한성엘컴텍이 최근 Ag NWs 터

치센서를 양산한다고 발표한 바 있다. 순수 금속은 저항

측면에서는 유리하지만, 공기에 산화되는 단점 있다. 그

러나 산화방지기술이 개발되기 시작하면서 상용화 가능

성이 커졌다. 잉크소재 전문기업 잉크테크에서도 투과도

90% 이상의 Ag NWs 필름을 개발 하고 있는 중이며, 일

본 도레이 필름도 Cambrios 잉크를 도입하여 필름 가공

기술을 조합한 새로운 투명 전도 필름을 제조하였다.

Carestream 사는 R2R 공정을 적용하여 FLEXX 필름을 제

작했는데, 이 필름은 90% 이상의 투과도와 0.1% 이하의

haze 값을 가지고 있다고 알려져 있다. 에칭 공정을 할 때

필름의 표면을 제거하지 않고 Ag NWs를 수정하는 방식

으로 패턴을 형성하기 때문에 패턴이 보이는 단점을 커버

할 수 있다. 현재 Ag NWs를 사용하여 상용화하였거나,

상용화를 계획하고 있는 회사는 매우 많다. 해외에서는

Toray, Nitto, Carestream, Fuji, Mistubishi, Kodak 등이 있

으며, 국내에서는 LGD, 삼성, 효성, 제일모직, 일진디스

플레이 사 등이 개발 중이다.

한편 최근에 metal mesh 전극도 Ag NWs의 경쟁 소재

로 크게 부각되고 있다. Metal mesh는 3M, DNP, Fuji

Film, Hitachi Chemical, 그리고 국내에서는 미래나노텍

및 여러 기업에서 개발 및 시험을 진행 중이다. 미래나노

텍의 metal mesh는 중대형 정전용량 터치스크린에 최적

화 되어있으며, 또한 미세 패터닝 기술을 통하여 얇은 베

젤의 디자인 설계에 용이하다고 알려져 있다. Cima

nanotech의 metal mesh 필름은 25 Ω/sq.의 낮은 저항을 갖

고 있으며, 88% 정도의 투과도를 나타내고 있다. 또한 정

해진 패턴이 없는 random mesh이기 때문에 metal mesh의

큰 문제가 되는 모아레 현상을 제거할 수 있다는 장점을

가지고 있다. Toray사의 Cu metal mesh 층의 두께는

1.5~2.5 µm이고, 우수한 peel-off 강도를 갖고 있다. 특이

한 점은 metal mesh층 위에 흑화층을 증착하여 반사율을

저감하는 특징을 가지고 있다. 평균 저항은 0.2 Ω/sq. 이하

로 우수하고 투과도는 78%를 유지한다. Fuji film에서는

Ag halide 기술을 이용하여 metal mesh를 제작하였다. Ag

halide 기술은 기존의 노광 방식을 응용하여 PET 기판 위

에 할로겐화물질(AgBr)을 증착한 후, 패턴이 있는 마스

크에 레이저를 조사하게 되면 Ag와 Br2가 분리되는 화학

반응이 일어나게 된다. 이 후 현상 과정을 거쳐서 metal

mesh 패턴을 제작할 수 있는 방식이다. 저항이 낮은 단점

이 있기 때문에 패턴 제작 후 도금 공정을 통해서 전도성

을 확보해야 한다.

3. Ag NWs 기술

Ag NWs는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등의 금속 물질을

이용한 가늘고 긴 wire 형태의 투명 전극을 말한다. Ag

NWs는 좋은 전기 전도도(6.3×107 S/cm)와 큰 종횡비를

가지는 동시에 기계적으로 유연하다.19, 20) 또한, 고투과도

특성을 가지는 동시에 면저항이 낮다는 점은 큰 장점이

다. Wire의 직경과 길이는 Ag NWs 투명 전극의 투과도

와 면저항을 결정하는 중요한 요소이다. S. Sorel21) 등이

연구한 논문에 따르면 직경이 감소될수록 투과도가 증가

Fig. 2. Transmittance (T) in the visible range as a function of the

sheet resistance (Rs) for TCE films: ITO films, graphene

films, single-walled carbon nanotubes, metal films, Ag

nanowires and PEDOT films.15)



하였고, 직경이 25 nm 일 때, 투과도가 90%였다고 보고

하고 있다. 따라서 적용되는 전기 소자에 따라 Ag NWs

의 직경과 길이를 조절하여 적정한 Ag NWs 투명 전극을

써야 할 필요가 있다. Ag NWs가 고투과도과 낮은 면저

항을 가지는 장점이 있지만 금속에 의한 빛의 산란 현상

으로 인한 haze 문제와 wire 간의 접촉저항 문제는 풀어

야 할 문제점이다.

3.1. Ag NWs 최근 기술 동향

Mesoscale wire는 1~5 µm를 가지는 metal wire를 말한

다. 직경이 작을수록 투과도와 접촉저항 문제가 개선되

지만 Yi Cui 연구진은 Mesoscale metal wires를 이용해 면

저항은 0.36 Ω/sq.이고, 투과도가 92%인 투명전극을 개발

했다.22) Fig. 3은 Yi Cui 연구진에 의해 개발된 Ag NWs-

mesoscale wire(MWs) 투명전극이다. 첫째로, electrospinning

을 이용하여 폴리머 MWs를 정렬시킨다. 그리고 Cu를

thermal evaporation으로 폴리머 MWs에 증착해 준다. 이

렇게 만들어진 Cu MWs를 Ag NWs 투명 전극 위에 전사

하고 눌러준 뒤, 열처리를 진행하면 된다. Mesoscale 직

경을 가지는 wire를 Ag NWs에 적용했음에도 불구하고

낮은 면저항과 높은 투과도를 가진다. Stretchable 전기 소

자에 적용될 가장 유력한 투명전극 물질은 Ag NWs이다.

Lee 등은 Ag NWs로 uniaxially stretchable 투명 전극을 제

작했고, 100%의 변형률이 발생하였을 때 전기 전도도가

일정히 유지되었음을 관찰하였다.23) 그리고 본 연구에서

는 한 단계 더 나아가 biaxially stretchable Ag NWs를 개

발했다.24) Fig. 4에서 stretchable Ag NWs의 제작 방법에

대해 간략히 나타내고 있다. 기판은 PDMS를 사용하였고

PDMS(polydimethylsiloxane) 기판을 Ag NWs가 증착되기

전에 x 축과 y 축 방향으로 늘어뜨린다. x 축과 y 축 방향

으로 늘어난 기판 위에 Ag NWs를 증착하고 그 후에 원

래 길이로 되돌려 놓으면 biaxially stretchable Ag NWs가

만들어지는 원리이다.

최근에는 단순한 Ag NWs 단일 구조보다는 여러 소재

를 복합한 hybrid 소재를 사용하여 단점을 극복하려는 시

도가 계속 진행 중이다. 그 중에서 Ag NWs 복합구조를

이용하여 단점을 극복하고 면저항, 투과도, 유연성 등을

좀 더 개선시키려는 노력이 계속되고 있다. Ag NWs 복

합구조에는 CNT, 그래핀, metal 그리고 산화물을 이용하

여 복합구조를 제작하고 있다. 그 중에서도 Ag NWs와

그래핀의 장점을 극대화한 Ag NWs-graphene hybrid 구조

가 개발되고 있다.25) 최근 Lee 등이 발표한 연구에 의하

면, dry-transferring를 이용하여 CVD로 성장된 단층 그래

핀을 Ag NWs 위에 증착하여 매우 유연하고 안정된 Ag

NWs-graphene hybrid 구조를 개발했다고 보고했다. 한편

Ag 보다 저가격인 Cu를 이용한 Cu NWs 개발이 새롭게

부각되고 있다. Zeng26) 등은 상온 용액공정을 이용하여

Cu NWs의 합성이 가능하다는 것을 밝혔다. 합성된 Cu

NWs는 단결정 구조이며 지름은 약 90 nm, 길이는 약

10 um 이였다. Wiley27) 등은 1 g 이상의 Cu NWs를 합성

하였고, 유리 기판 위에 증착한 결과 면저항이 약 20 Ω/sq.,

투과도는 60% 이였다. 투과도가 낮은 이유는 종횡비가 낮

기 때문이다. Percolation 이론에 의하면 종횡비가 큰(즉,

직경이 작거나, 길이가 큰) Cu NWs가 좋은 성능을 보인

다. 그러나 현재 Cu NWs는 합성 방법에 의해 길이가 제

한된다. 따라서 최근에는 electrospinning 기술을 이용하여

길이가 긴 NWs의 개발이 시도되고 있다. electrospinning

을 이용하여 제작된 Cu NWs의 길이는 100 µm 이상이 된

다고 보고되고 있다.

3.2. Ag NWs 이슈 및 해결 방안

(1) Haze 개선

Ag NWs로 제작된 투명 전극은 ITO에 비해 좋은 유연

성을 가지고 있지만 Ag NWs는 metal에 의해 빛이 산란되

어 높은 haze를 가진다. 이러한 현상을 없애기 위해서는

NWs의 길이를 길게 하고 직경을 감소시키는 방법, metal

을 흑화 시키는 방법, 기판 위에 Ag NWs를 고르게 분산

Fig. 3. Incorporation of metal mesowires using electrospinning.22)

Fig. 4. Schematic illustration of the fabrication process of the

stretchable transparent conductor.24)



시키는 방법이 있다. Kim28) 등은 haze를 감소시키기 위하

여 wire의 직경을 줄이는 동시에 기판 위에 고르게 분산시

키는 2 가지 방법을 사용했다. Polyol 합성법에 KBr을 첨

가하고 AgCl 대신에 NaCl을 넣어 주어 평균 길이가

13.5 µm, 직경이 62.5 nm인 Ag NWs를 제작했다. 그리고

electrostatic 스프레이 장비를 이용하여 Ag NWs를 코팅하

여 가늘고 긴 Ag NWs를 고르게 분산시켰다. Fig. 5는 이

러한 방법으로 제작된 Ag NWs의 SEM 분석 결과이다.

Fig. 5(a)는 기본적인 polyol 합성 방법에 의해 제작된 Ag

NWs인데 평균 길이가 4.8 µm이다. KBr을 넣어준 후 확실

히 NWs의 길이가 길어진 것이 확인되었다. 그리고 Fig.

5(d)와 Fig. 5(e)의 SEM 분석 결과를 보면 AgCl 대신에

NaCl을 넣어주었을 때 좀 더 분산이 고르게 되고 더욱 길

어진 Ag NWs를 확인할 수 있었으며 NWs가 투과도가 증

가함과 동시에 haze가 감소하는 것으로 확인되었다.

(2) 접촉 저항 개선

Ag NWs의 접촉 저항을 향상시키기 위해서 많은 후처

리 공정이 이루어지고 있다. 대표적인 방법으로는 열처

리를 통해 Polyvinylpyrrolidone(PVP)을 태우는 방법, 압

착을 통해 Ag NWs를 인위적으로 접촉시키는 방법, 화학

적으로 제거하는 방법 등이 제시되고 있다. 하지만 이러

한 방법들은 시간이 많이 들고 기판에 영향을 줄 수 있어

효과적이지 못하다. Garnett29) 등은 plasmonic welding 공

정을 이용하여 접촉 저항을 개선하였다. Plasmonic 현상

이란, 빛이 금속 표면을 따라 웨이브 형태로 흐르는 물리

현상을 말한다. 이러한 현상을 이용하면 wire가 만나는

두 접합 영역에서 플라즈몬파가 발생하게되고 wire가 자

체적으로 접합되는 것이다. Fig. 6은 nano-welding에 의해

접합된 NWs를 SEM으로 관찰한 것이다. Wire가 녹아 하

나로 연결되는 현상을 관찰할 수 있었으며, 빛을 쬐어 준

후에는 저항이 급격하게 감소하는 것을 볼 수 있었다.

3.3. Ag NWs의 유연성 및 신뢰성

Kim30) 등은 ITO와 Ag NWs의 굽힘(bending)에 대한 유

연성을 확인하기 위해 outer/inner bending와 fatigue

bending 시험을 진행했다. Fig. 7(a)는 outer bending 시험 결

과인데 곡률반경을 감소시키면서 저항의 변화를 측정하

였다. Outer bending 시험에서 Ag NWs는 곡률반경

2 mm(변형률, 0.24%)까지 전기 저항의 변화가 없는 것

으로 확인되었고, 반면에 ITO는 곡률반경 6 mm에서 크

랙이 발생하여 파괴되었다. Inner bending 테스트에서도

ITO가 곡률반경 15 mm에서 전기 저항이 증가된 것에 비

해 Ag NWs는 곡률반경 2 mm까지 구부렸을 때, 전기 저

항의 변화는 관찰되지 않아 기계적으로 ITO 보다 안정된

모습을 보였다. Choi31) 등은 PEDOT:PSS를 NWs 표면에

도포하여 접촉저항 문제를 개선하고 부드러운 표면을 가

지는 Ag NWs를 제작했다. 그리고 이렇게 제작된 Ag

NWs/PEDOT:PSS 복합 필름의 전기적, 기계적 안정성을

확인하기 위하여 fatigue bending 시험을 진행하였다. Fig.

8은 ITO와 Ag NWs-PEDOT:PSS의 fatigue 시험 결과이

Fig. 5. SEM images of (a) the original polyol reduction method (b) with the addition of KBr, (c) with the addition of KBr as well as by

replacing AgCl with NaCl (titrated), (d,e) with the addition of KBr and replacement of AgCl with NaCl (no titration).28)

Fig. 6. Optical nano-welding set-up and SEM and TEM images

after illumination.29)



다. ITO는 10회에서 저항이 급격히 증가하여 50회에서

파괴되었으나, Ag NWs-PEDOT:PSS는 200회 완료 후에

도 전도성을 유지하였다. Ag NWs에 대해서 전류가 흐

를 때 발생하는 Joule heating의 신뢰성도 중요한 관심

사이다.32) 본 실험에 사용된 Ag NWs의 직경은 90 nm

이고 길이는 25 µm이다. Fig. 9는 17일 동안 17 mA/cm2

의 전류 밀도를 흘려주었을 때, 전기적 연결이 파괴된 Ag

NWs의 모습이다. 그림에서 NWs가 끊어진 모습을 관찰

할 수 있는데 이것은 Jolue heating 현상에 의해 wire가 끊

어진 것으로 판단된다. 또한 저항과 전류 밀도가 증가될

수록 Ag NWs가 파괴되는 시간이 빨라진다.

4. Metal mesh 기술

Metal mesh란 투명한 필름 위에 도전성이 우수한 은

(Ag), 구리(Cu) 등의 금속 소재를 이용하여 다이아몬드,

육각형, 직교형 등의 다양한 형태의 패턴을 가지는 투명

전극이다. Metal mesh는 ITO에 비해 면저항과 투과도, 기

계적 유연성, 공정 단가 등의 부분에서 우수한 장점을 가

지고 있기 때문에 투명 전극의 대체 소재로 각광받고 있

다.33,34,35) Metal mesh의 면저항과 투과도는 패턴의 선폭

(두께)와 선 사이의 간격에 의해 조절이 가능하기 때문에

여러 분야에서 필요에 따라 요구하는 특성의 metal mesh

를 제작할 수 있다.36) Metal mesh는 도전성이 우수한 금속

소재로 제작되었기 때문에 ITO에 비해 면저항이 낮아 멀

티터치 구현에 적합하다. 또한 유기태양전지 분야에서도

ITO를 대체하는 소재로 metal mesh의 적용을 볼 수가 있

다. 유기태양전지의 경우, 빛을 흡수하는 정도에 따라 효

율에 영향을 미치기 때문에 필요에 따라 선폭과 선 사이의

간격을 효과적으로 조절함으로써 빛을 흡수할 수 있다.36)

4.1. Metal mesh 제작 방법 및 최근 기술 동향

Metal mesh의 제작 방법에는 크게 EHD ink jet printing,

nanoimprint, photolithography 등의 방법이 있다.

(1) Nanoimprint

Nanoimprint와 R2R 공정을 이용하여 metal mesh를 제

작하였다. Fig. 10은 nanoimprint 공정을 이용한 metal

mesh 제작의 도식도이다. 우선 전주법으로 제작한 니켈

Fig. 7. (a) Outer bending and (b) inner bending test results of the Ag NWs network coated on a colorless PI substrate.30)

Fig. 8. Sheet resistance over the bending cycle of the Ag NWs/

PEDOT:PSS composite film on PET(solid line) or ITO on

PET.31)

Fig. 9. Images of electrodes after failure. SEM images of a 12 Ω/

sq silver nanowire electrode after a constant current density

of 17 mA/cm2 was passed across it for 17 days.32)



과 코발트 합금을 이용하여 스탬프을 제작하였다. 그 후

200oC의 열을 가하면서 PEN 기판 위에 선폭 10 µm, 선 사

이의 간격이 510 µm인 metal mesh 패턴을 구현하였다. 구

현된 패턴에 입자의 크기가 40 nm 이하인 Ag ink 또는 페

이스트를 사용하여 패턴 부분의 약 85%를 채웠다. 전도

성을 향상시키기 위해 근적외선을 이용하여 140oC에서 2

분 동안 열처리를 진행하였다. Metal mesh의 저항과 투

과도를 측정한 결과, 각각 6.5 Ω/sq., 80.35%의 결과를 보

였다.36)

(2) Electrohydrodynamic(EHD) ink jet printing

EHD ink jet printing 방법은 기존의 ink jet printing 방법

과는 달리 전기를 인가하여 전극을 제작하기 때문에

10 µm 이하의 미세 선폭을 구현할 수 있다. 직경이 100 µm

인 노즐이 장착되어 있는 전기수력학 잉크젯 장비를 사

용하여 metal mesh 투명 전극을 제작하였다.37) 기판과 노

즐 사이의 거리는 5 mm로 유지하면서 2 kV의 전압을 인

가하였다. Fig. 11은 전기수력학 잉크젯 장비를 이용한

metal mesh의 제작과정을 나타낸 도식도이다. 노즐에 전

기장을 형성시켜주면 Ag ink가 전기장에 의해 밀려 나오

게 되고 노즐을 움직이면서 패턴을 제작하게 된다. Ag

ink를 사용하여 나노 크기의 입자로 제작된 metal mesh

패턴의 전도성을 향상시키기 위해 근적외선을 이용하여

200oC에서 30분 동안 빛을 조사하여 열경화 과정을 진행

하였다. 이 과정을 통해 제작된 metal mesh의 선폭과 두

께는 각각 7.5 µm, 1.46 µm이고 선 사이의 간격은 150 µm

이다. Metal mesh의 저항과 투과도를 측정한 결과, 각각

4.87 Ω/sq., 81.75%의 결과를 보였다.

(3) Laser sintering

Laser sintering 공정을 이용하여 metal mesh를 제작하는

방법도 소개가 되었다.38) 먼저 sintering된 Ag nanoparticles

(NPs)와 기판 사이의 접착력을 향상시키기 위해서 PVP층

이 코팅된 유리 또는 폴리머 기판 위에 스핀 코팅을 이용

하여 Ag NPs 잉크를 코팅한다. Nd:YAG Laser 장비로

sintering을 진행하여 코팅된 Ag NPs 층을 선택적으로 전

도성을 띄는 층으로 변환시켜준다. Sintering 진행 후 기판

에 남은 Ag NPs는 톨루엔을 이용하여 제거된다. 제작된

metal mesh의 선폭은 10~15 µm이고 선 사이의 간격은

300 µm이다. 선폭의 경우 레이저 파워와 스캔 속도에 따

라서 다양하게 조절할 수가 있다. Metal mesh의 저항과 투

과도를 측정한 결과, 각각 30 Ω/sq., 85%의 결과를 보였다.

(4) Photolithography

Fig. 12는 photolithography를 이용하여 metal mesh를 제

작하는 방법의 도식도이다.39) 먼저 PET 표면의 접착력을

향상시키기 위하여 나노 스케일의 Polydopamine(PDA)층

을 증착하였다. PDA층 위에 포토리지스트(PR)를 증착한

후 마스크와 UV를 이용하여 제작하고자 하는 metal mesh

의 패턴을 형성한다. UV를 조사한 부분을 에칭을 통해

제거한 후, PDA층이 나타난 부분에 무전해도금 방식으

로 구리를 채우고 남아있는 PR 부분을 제거하면 구리

metal mesh를 얻을 수 있다. Metal mesh의 저항과 투과도

를 측정한 결과, 각각 22 Ω/sq., 84%의 결과를 보였다 .

(5) Transfer printing

Fig. 10. Schematic diagrams of the fabrication process Ag-embedded

TCF.36)

Fig. 11. Schematic diagram of the EHD jet printing process for Ag-

grid TEs. The ink ejection images from the nozzle without

and with the electrical field are presented on the right

side.37)

Fig. 12. Schematic illustration of the procedure for fabricating

conductive copper grid film.39)



Fig. 13은 PDMS 스탬프로 제작한 구리 metal mesh의

전사공정 도식도이다. 먼저 유리 기판을 사용하여 metal

mesh를 제작하고 폴리머 기판에 전사하는 방식을 선택하

였다. 먼저 유리 기판 위에 PR을 코팅한 후, SiO2 몰드를

이용하여 nanoimprint lithography(NIL) 공정을 진행한다.

패턴이 생성된 PR에 PDMS를 채워 넣고 큐어링 과정을

진행한다. 상온에서 PDMS를 굳히고 분리하면 PDMS 스

탬프를 제작할 수 있다. Metal mesh 패턴이 증착된 PDMS

스탬프를 이용하여 PEDOT:PSS가 코팅된 PET 기판 위에

공정을 진행한다. 마지막으로 PDMS 스탬프를 분리하면

PET 기판 위에 metal mesh 패턴이 형성된다. Metal mesh

의 저항과 투과도를 측정한 결과, 각각 22 Ω/sq., 82%의

결과를 보였다.40)

한편 Metal mesh에 대한 다양한 기술이 현재에도 개발

중에 있다. Clearjet 사에서는 coffee ring 현상을 이용하여

불규칙한 패턴을 가지는 metal mesh를 제작하였다.

Coffee ring 현상이란 물방울을 떨어뜨렸을 때 증발되는

속도가 위치에 따라 다르기 때문에 그로 인해 입자가 외

곽으로 밀려나가는 현상을 얘기한다. 이러한 현상을 이

용하여 Ag nano-particle ink를 떨어뜨리고 주변에 직경이

100 µm 정도 되는 링을 형성하여 metal mesh를 제작한다.

Metal mesh의 투과도는 95%, 저항은 4 Ω/sq.의 특성을 가

지고 있다. Jeong41) 등은 metal mesh 위에 ITO를 brush-

painting을 이용하여 제작하였다. Fig. 14와 같이 먼저 유

리 기판 위에 EHD ink jet printing을 이용하여 선폭

7.5 µm, 선의 간격 300 µm의 metal mesh를 제작하고 ITO

nano-powder와 에탄올을 이용하여 ITO 용액을 만들었다.

ITO 용액은 brush-painting 과정 후 200oC에서 열처리를

통하여 솔벤트를 제거한다. 완성된 Metal mesh/ITO

hybrid 전극의 저항은 4.2×10-5 Ω/sq., 투과도는 83.7%의

결과를 보였다.41) Kahng42) 등은 metal mesh와 그래핀을

합성하여 metal mesh를 제작하였다. Fig. 15와 같이 잉크

젯 프린터를 사용하여 PET 기판 위에 metal mesh를 제작

하였다. 그래핀은 기존의 CVD 방법과 유사한 방식으로

Ni 기판 위에 합성을 진행하였다. 그리고 에칭 과정을 통

해서 Ni 기판으로부터 그래핀을 떼어낸 후, 최종적으로

그래핀을 Ag mesh가 있는 PET 기판 위로 전사 공정을

진행하여 합성을 하였다. 제작된 샘플의 투과도와 저항

은 각각 74%, 12 Ω/sq.의 결과를 보였다.

4.2. Metal mesh의 이슈들

Metal mesh 필름은 시인성 문제와 모아레(Moire) 현상

이 단점으로 지적된다. 시인성 문제란 완성된 제품 구현

시 metal mesh 패턴이 눈에 보이는 현상인데, 이는 metal

mesh 패턴에서 빛이 통과하면서 발생하는 반사율에 의해

발생하는 현상이다. 이를 해결하기 위한 방안으로는 우

선 선폭(두께)을 3 µm 미만으로 미세화 시킴으로써 해결

할 수 있다. 또 다른 방안으로는 metal mesh의 패턴에 검

정 물질을 입혀서 over/undercoating 부분을 흑화하는 방

식 또는 페이스트에 carbon mixture/AIN을 증착하여 페이

스트를 자체를 흑화하는 방식이 있다. 모아레(Moire) 현

상이란 metal mesh 패턴이 2 장 겹쳐지며 여기에 디스플

레이의 격자 무늬가 더해져서 물결처럼 보이는 현상으로

패턴 설계의 문제라고 볼 수 있다. 모아레 현상의 경우 현

실적으로 완벽한 모아레 회피 패턴 설계는 불가능한 대

신 시각적으로 덜 띄게 만들어 모아레 현상이 없는 것처

럼 보이게 함으로써 모아레 현상을 제거할 수 있다. 또 다

른 방안으로는 광간섭을 회피할 수 있는 다양한 형상으

로 패턴을 설계하는 것과 black matrix와의 특정 각도에

서의 간섭 현상 배제 및 규칙성 탈피 방안을 개발하는 방

안이 있다. 모아레 현상 또한 1 µm 이하의 초미세 선폭을

구현할 경우 발생하지 않기 때문에 metal mesh의 미세 선

폭 구현은 가장 중요한 사안이다.

Fig. 13. Schematic diagram of the fabrication of the PDMS stamp

and the transfer printing of Cu nanowire mesh electrode.40)

Fig. 14. Schematic diagram of the Ag grid/ITO hybrid printing

process.41)



4.3. Metal mesh의 유연성

Metal mesh는 금속 소재로서 근원적으로 높은 유연성

을 갖고 있다. 특히 금속 박막이 폴리머 기판에 증착된 경

우 유연성이 더 증가한다고 보고되고 있다.43) 따라서

metal mesh 전극은 유연전자소자에 적합한 유연성을 갖

고 있다고 하겠다. 단지 아직 개발 단계로서 다양한 기계

적 유연성 및 신뢰성에 대한 데이터는 미흡한 실정이다.

Photolithography 방식으로 제작된 Cu metal mesh는 ITO

와 비교하였을 때 유연성 부분에서 더 좋은 장점을 가지

고 있다.39) 최대 bending 곡률반경을 3.1 mm로 하여 1000

회의 bending fatigue 실험을 진행하였다. Bending fatigue

실험 결과, 약 8.7%의 저항 변화율을 보였다. 이와 대조

적으로, ITO는 곡률 반경 30 mm부터 bending 실험을 시

작하여 곡률반경 7 mm 까지 감소하였을 때 전도성을 유

지하지 못한다. 또한 graphene-Ag metal mesh hybrid 박막

에 대한 bending 및 bending fatigue 실험을 진행하였다.42)

Fig. 16은 bending 및 bending fatigue 실험의 결과이다.

Bending 실험은 곡률 반경 4 mm까지 진행하였고 큰 저

항 변화는 발생하지 않았다. Bending fatigue 실험은 500

회를 진행하였다. ITO와 비교하였을 때, ITO가 bending

실험 시작과 동시에 1 kΩ 이상 증가한 반면, graphene-Ag

metal mesh hybrid 박막은 bending fatigue 실험이 진행되

는 동안 큰 저항 변화 없이 실험이 진행되었다.

5. 결 론

현재 유연 전자소자에 사용하기 위한 다양한 유연 투

명전극이 개발되고 있다. 특히 Ag NWs 및 metal mesh 전

극은 높은 투명도와 낮은 면저항 특성으로 인하여 다양

한 전자소자 및 기기에 적용이 되기 시작하였다. 그러나

빛의 산란으로 인한 시연성 문제 및 부식 문제는 아직 해

결해야 될 과제로 남아있다. 특히 장기 환경 신뢰성, 능

동 소자와 전극의 접촉 저항, 전기적 단락 현상, 대면적

양산을 위한 공정성 및 균일성 확보 등은 상용화를 위해

서 해결해야 될 문제이다. 또한 ITO의 가격이 계속 하락

하고, ITO 박막의 두께 및 기판의 두께를 줄임으로서 유

연성을 향상시키는 시도가 계속되고 있기 때문에 ITO는

경쟁 기술로서 계속 존재할 가능성도 있다. 또한 ITO-

metal-ITO 구조의 사용, 응력을 완화하기 위한 버퍼층의

삽입 등을 통하여 유연성이 계속 증가되고 있다. 그러나

차세대 유연전극의 저가격적인 측면, R2R 공정의 가능하

다는 점, 유연성은 훨씬 우수하다는 점은 향후 Ag NWs

및 metal mesh 전극의 활용은 점점 높아질 것으로 기대

되고 있고 있으며, 향후 stretchable 또는 wearable 전자 소

자에도 적용될 것으로 판단한다.

감사의 글

이 연구는 서울과학기술대학교 교내 학술연구비 지원

으로 수행되었습니다.

References

1. J.-H. Ahn, H. Lee and S.-H. Choa, “Technology of flexible

semiconductor/memory device”, J. Microelectron. Packag.

Soc., 20(2), 1 (2013).

2. T. H. Lee, K. H Shin and Y. J. Kim, “Flexible and embedded

packaging of thinned silicon chip”, J. Microelectron. Packag.

Soc., 11, 29 (2004).

3. H. Hosono, “Recent progress in transparent oxide semicon-

ductors: materials and device application”, Thin Solid Films,

515(15), 6000 (2007).

4. D. C. Paine, T. Whitson, D. Janiac, R. Beresford, C. O. Yang

and B. Lewis, “A study of low temperature crystallization of

amorphous thin film indium-tin-oxide”, J. Appl. Phys.,

Fig. 15. Images of the grapheme film, the Ag-grid, and the hybrid

film.42)

Fig. 16. Bending test results of the hybrid graphene-Ag grid film

and ITO films on PET substrates.42)



85(12), 8445 (1999).

5. D. R. Cairns, R. P. Witte II, D. K. Sparacin, S. M. Sachsman,

D. C. Paine and G. P. Crawford, “Strain-dependent electrical

resistance of tin-doped indium oxide on polymer substrates”,

Appl. Phys. Lett., 76(11), 1425 (2000).

6. J. Lewis, “Material challenge for flexible organic devices”,

Mater. Today., 9(4), 38 (2006).

7. C. M. Trottier, P. Glatkowski, P. Wallis and J. Luo, “Properties

and characterization of carbon-nanotube-based transparent

conductive coating”, J. Soc. Inf. Disp., 13(9), 759 (2005).

8. T. H. Seo, T. S. Oh, S. J. Chae, A. H. Park, K. J. Lee, Y. H.

Lee and E. K. Suh, “Enhanced light output power of GaN

light-emitting diodes with graphene film as a transparent con-

ducting electrode”, Jpn. J. Appl. Phys., 50(12), 125103

(2011).

9. S. I. Na, S. S. Kim, J. Jo and D. Y. Kim, “Efficient and flex-

ible ITO-free organic solar cells using highly conductive

polymer anodes”, Adv. Mater., 20(21), 4061 (2008).

10. J. Park, J. Lee and Y. Y. Noh, “Optical and thermal properties

of large-area OLED lightings with metallic grids”, Org. Elec-

tron., 13(1), 184 (2012).

11. D.-S. Leem, A. Edwards, M. Faist, J Nelson, D. D. C. Bradley

and J. C. Mello, “Efficient organic solar cells with solution-

processed silver nanowire electrodes”, Adv. Mater., 23(38),

4371 (2011).

12. L. Hu, D. S. Hecht and G. Gruner, “Percolation in transparent

and conducting carbon nanotube networks”, Nano. Lett.,

4(12), 2513 (2004).

13. M. W. Rowell and M. D. McGehee, “Transparent electrode

requirements for thin film solar cell modules”, Energy &

Environ. Sci., 4(1), 131 (2010).

14. D. S. Hecht, L. B. Hu and G. Irvin, “Emerging transparent

electrodes based on thin films of carbon nanotubes, graphene,

and metallic nanostructures”, Adv. Mater., 23(13), 1482

(2011).

15. Klaus Ellmer, “Past achievements and future challenges in the

development of optically transparent electrodes”, Nat. Pho-

ton., 6, 809 (2012).

16. S. Bae, H. Kim, Y. Lee, X. F. Xu, J. S. Park, Y. Zheng, J.

Balakrishnan, T. Lei, H. R. Kim, Y. I. Song, Y. J. Kim, K.

S. Kim, B. Ozyilmaz, J. H. Ahn, B. H. Hong and S. Iijima,

“Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for trans-

parent electrodes”, Nat. Nanotechnol., 5, 574 (2010).

17. L. Hu, D. S. Hecht and G. Gruner, “Carbon nanotube thin

films: fabrication, properties, and applications”, Chem. Rev.,

110(10), 5790 (2010).

18. J. K. Wassei and R. B. Kaner, “Graphene, a promising trans-

parent conductor”, Mater. Today., 13(3), 52 (2010).

19. L. B. Hu, H. S. Kim, J. Y. Lee, P. Peumans and Y. Cui, “Scal-

able coating and properties of transparent, flexible, silver

nanowire electrodes”, ACS. Nano., 4, 2955 (2010).

20. C. H. Liu and X. Yu, “Silver nanowire-based transparent,

flexible, and conductive thin film”, Nanoscale Research Let-

ters, 6, 75 (2011).

21. S. Sorel, P. E. Lyons, S. De, J. C. Dickerson and J. N. Cole-

man, “The dependence of the optoelectrical properties of sil-

ver nanowire networks on nanowire length and diameter”,

Nanotechnol., 23, 18 (2012).

22. P.-C. Hsu, S. Wang, H. W, V. K. Narasimhan, D. Kong, H.

R. Lee and Y. Cui, “Performance enhancement of metal

nanowire transparent conducting electrodes by mesoscale

metal wires”, Nat. Commun., 4, 2522 (2013).

23. P. Lee, J. Lee, H. Lee, J. Yeo, S. Hong, K. H. Nam, D. Lee,

S. S. Lee and S. H. Ko, “Highly stretchable and highly con-

ductive metal electrode by very long metal nanowire perco-

lation network”, Adv. Mater., 24, 3326 (2012).

24. X. Ho, J. N. Tey, W. Liu, C. K. Cheng and J. Wei, “Biaxially

stretchable silver nanowire transparent conductors”, J. Appl.

Phys., 113(4), 044311 (2013).

25. D. H. Lee, H. G. Lee, Y. M. Ahn, Y. J. Jeong, D. Y. Lee and

Y. U. Lee, “Highly stable and flexible silver nanowire-graph-

eme hybrid transparent on ducting electrodes for emerging

optoelectronic devices”, Nanoscale, 5, 7750 (2013).

26. Y. Chang, M. L. Lye and H. C. Zeng, “Large-scale synthesis

of high-quality ultralong copper nanowires”, Langmuir, 21,

3746 (2005).

27. A. R. Rathmell, S. M. Bergin, Y. L. Hua, Z. Y. Li and B. J.

Wiley, “The growth mechanism of copper nanowires and their

properties in flexible, transparent conducting films”, Adv.

Mater., 22, 3558 (2010).

28. T. G. Kim, A. Canlier, G. H. Kim, J. H. Choi, M. K. Park and

S. M. Han, “Electrostatic spray deposition of highly transpar-

ent silver nanowire electrode on flexible substrate”, ACS

Appl. Mater. Interfaces, 5(3), 788 (2013).

29. E. C. Garnett, W. Cai, J. J. Cha, F. Mahmood, S. T. Connor,

M. G. Christoforo, Y. Cui, M. D. McGehee and M. L. Brong-

ersma, “Self-limited plasmonic welding of silver nanowire

junctions”, Nat. Mater., 11, 241 (2012).

30. J. W. Lim, D. Y. Cho, K. T. Eun, S. H. Choa, S. I. Na, J. H.

Kim and H. K. Kim, “Mechanical integrity of flexible Ag

nanowire network electrodes coated on colorless PI substrates

for flexible organic solar cells”, Sol. Energy. Mater. Sol.

Cells., 105, 69 (2012).

31. D. Y. Choi, H. W. Kang, H. J. Sung and S. S. Kim, “Anneal-

ing-free, flexible silver nanowire-polymer composite elec-

trodes via a continuous two-step spray-coating method”,

Nanoscale, 5(3), 977 (2013).

32. H. H. Khaligh and I. A. Goldthorpe, “Failure of silver nanow-

ire transparent electrodes under current flow”, Nanoscale, 8,

235 (2013).

33. M. G Kang, M. S. Kim, J. Kim and L. J. Guo, “Organic solar

cells using nanoimprinted transparent metal electrodes”, Adv.

Mater., 20(23), 4408 (2008).

34. K. Tvingstedt and O. Inganas, “Electrode grid for ITO-free

organic photovoltaic devices”, Adv. Mater., 19(19), 2893

(2007).

35. Y. Galagan, J. M. Rubingh, R. Andriessen, C. Fan, P. M.

Blom, S. Veenstra and J. Kroon, “ITO-free flexible organic

solar cells with printed current collecting grids”, Sol. Energy.

Mater. Sol. Cells., 95(5), 1339 (2011).

36. J.-S. Yu, G. H. Jung, J. Jo, J. S. Kim, J. W. Kim, S.-W. Kwak,

J.-L. Lee, I. Kim and D. Kim, “Transparent conductive film

with printable embedded patterns for organic solar cells”, Sol.

Energy. Mater. Sol. Cells., 109, 142 (2013).

37. Y. Jang, J. Kim and D. Byun, “Invisible metal-grid transparent

electrode prepared by electrohydrodynamic(EHD) jet print-

ing”, Appl. Phys. Lett., 46(15), 155103 (2013).

38. S. Hong, J. Yeo, G. Kim, H. Lee, J. Kwon, H. Lee, P. Lee

and S. H. Ko, “Nonvacuum, maskless fabrication of a flexible

metal grid transparent conductor by low-temperature selective



laser sintering of nanoparticle ink”, ACS. Nano., 7(6), 5024

(2013).

39. Y. Jin, D. Deng and F. Xiao, “Site-selective fabrication of pat-

terned transparent copper mesh on flexible substrates at mild

temperature for green, low cost electronics”, Electronic Com-

ponents and Technology Conference, 1315 (2013).

40. M.-G. Kang, H. J. Park, S. H. Ahn and L. J. Guo, “Transpar-

ent Cu nanowire mesh electrode on flexible substrates fabri-

cated by transfer printing and its application in organic solar

cells”, Sol. Energy. Mater. Sol. Cells., 94(6), 1179 (2010).

41. J.-A. Jeong, H.-K. Kim and J. Kim, “Invisible Ag grid embed-

ded with ITO nanoparticle layer as a transparent hybrid elec-

trode”, Sol. Energy. Mater. Sol. Cells., 125, 113 (2014).

42. Y. H. Kahng, M.-K. Kim, J.-H. Lee, Y. J. Kim, N. Kim, D.-

W. Park and K. Lee, “Highly conductive flexible transparent

electrodes fabricated by combining graphene films and inkjet-

printed silver grids”, Sol. Energy. Mater. Sol. Cells., 124, 86

(2014).

43. Y. Xiang, T. Li, Z. Suo and J. J. Vlassak, “High ductility of

a metal film adherent on a polymer substrate”, Appl. Phys.

Lett., 87, 161910 (2005).

•이름 : 김주현

•소속 : 국민대학교

•학과 : 기계설계 대학원

•분야 : 생산공학• e-mail: [email protected]

•이름 : 천민우

•소속 : 국민대학교

•학과 : 기계설계 대학원

•분야 : 생산공학, 유연전자소자• e-mail: [email protected]

•이름 : 좌성훈

•소속 : 서울과학기술대학교

•학과 : NID융합기술 대학원

•분야 : 유연전자소자, MEMS, 반도체, 패키징,

나노 공정 • e-mail: [email protected]

technology of flexible transparent conductive electrode for … · 2018-12-13 · rapid advances in...

Documents