KR102045927B1 - Stretchable electrode with controlled transmittance, manufacturing method thereof, and device comprising the same - Google Patents

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KR102045927B1 KR1020180006277A KR20180006277A KR102045927B1 KR 102045927 B1 KR102045927 B1 KR 102045927B1 KR 1020180006277 A KR1020180006277 A KR 1020180006277A KR 20180006277 A KR20180006277 A KR 20180006277A KR 102045927 B1 KR102045927 B1 KR 102045927B1
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Abstract

신축성 기재; 및 상기 신축성 기재 상에 제공되는 전도성 코팅층;을 포함하고, 상기 신축성 기재 및 전도성 코팅층을 동시에 관통하는 복수의 관통홀(through hole)을 포함하는 투명 신축성 전극이 제공된다.Stretchable substrates; And a conductive coating layer provided on the stretchable substrate, wherein the transparent stretchable electrode includes a plurality of through holes that simultaneously pass through the stretchable substrate and the conductive coating layer.

Description

투과도가 조절된 신축성 전극, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 장치{Stretchable electrode with controlled transmittance, manufacturing method thereof, and device comprising the same}Stretchable electrode with controlled transmittance, manufacturing method, and device comprising the same

본 발명은 투과도가 조절된 신축성 전극, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible electrode having a controlled transmittance, a method of manufacturing the same, and an apparatus including the same.

투명 신축성 전극은 신축성 디스플레이, 태양전지, 에너지 저장 장치, 의료용 센서, 히터, 웨어러블 장치 등의 다양한 분야에서 적용이 가능한 재료이다.The transparent stretchable electrode is a material applicable to various fields such as a stretchable display, a solar cell, an energy storage device, a medical sensor, a heater, and a wearable device.

최근 투명성을 갖는 신축성 전극을 구현하기 위하여, 기존의 유연성 투명 전극에서 주로 사용되어 왔던 소재들을 기반으로 다방면의 연구가 진행되어 왔다. 그 중, 유연성 전극에서 주로 사용되었던, 금속나노와이어, 탄소소재, 전도성 폴리머 등의 소재와 탄성체를 조합하려는 시도가 있어 왔다. 예를 들어, 투명도가 높고 신축성을 갖는 폴리디메틸실록산(PDMS)을 탄성체로 사용하고, 상기 탄성체 내부에 금속나노와이어를 내장시킴으로써 탄성체에 인장력이 가해져도 그 내부에서 금속나노와이어 간의 네트워크 구조로 인해 전기전도도를 유지할 수 있는 투명 신축 전극이 보고되어 있다. 또한, 탄소나노튜브 또는 전도성 폴리머를 탄성체와 적절히 혼합하여 제조한 투명 신축 전극도 보고되어 있다. 하지만, 이러한 전극들은 탄성체에 높은 인장력이 가해지는 경우 전기전도도를 유지하기 어렵다는 한계점이 존재한다.Recently, in order to realize a flexible electrode having transparency, various studies have been conducted based on materials that have been mainly used in existing flexible transparent electrodes. Among them, attempts have been made to combine materials such as metal nanowires, carbon materials, conductive polymers, and the like, which are mainly used in flexible electrodes. For example, by using polydimethylsiloxane (PDMS) having high transparency and elasticity as an elastic body and embedding metal nanowires inside the elastic body, even when a tensile force is applied to the elastic body, the network structure between the metal nanowires is applied to the electric body. Transparent stretchable electrodes have been reported that can maintain conductivity. In addition, transparent stretchable electrodes produced by appropriately mixing carbon nanotubes or conductive polymers with elastic bodies have also been reported. However, these electrodes have a limitation that it is difficult to maintain electrical conductivity when high tensile force is applied to the elastic body.

이를 극복하기 위한 방법으로, 투명도가 높은 신축성 기재를 일축(uni-axial) 또는 이축(bi-axial) 방향으로 스트레칭(stretching)한 상태에서, 그 표면에 전도층을 형성한 후, 스트레칭된 기재를 원상태로 회복시키는 방법을 통해 제작될 수 있다. 이 경우, PDMS 기재 상에 코팅된 전도층이 주름진(wrinkled wavy) 구조를 가지며, 이러한 주름진 구조는 전극에 인장력이 작용하였을 때 전극에 가해지는 응력을 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 주름진 구조로 인해 표면조도가 높아 광투과도가 낮고, 주름진 구조로 인해 전도성 물질들이 조밀하게 압축되어 광투과도가 낮아진다는 한계점이 존재한다. As a method for overcoming this, in the state where the highly transparent stretchable substrate is stretched in the uni-axial or bi-axial direction, a conductive layer is formed on the surface thereof, and then the stretched substrate is It can be produced by restoring the original state. In this case, the conductive layer coated on the PDMS substrate has a wrinkled wavy structure, and this wrinkled structure has an advantage of minimizing the stress applied to the electrode when a tensile force is applied to the electrode. However, due to the wrinkled structure, the surface roughness is high and the light transmittance is low, and the wrinkled structure has a limitation in that the conductive materials are densely compressed to reduce the light transmittance.

또한, 이러한 투명 신축성 전극의 전도층을 형성하는 물질로서, 금속나노와이어, 탄소나노튜브 등이 사용될 수 있으나, 반복적인 신축 과정에서 나노와이어 또는 탄소나노튜브의 접합 부분에서 균열이 발생되는 문제점이 존재하여, 전도층 재료의 선택에 제약이 있었다. 뿐만 아니라, 일정 이상의 인장력이 작용하는 경우 저항이 급격히 증가하는 문제점도 존재했다.In addition, as the material forming the conductive layer of the transparent stretchable electrode, metal nanowires, carbon nanotubes, and the like may be used, but there is a problem in that cracks are generated at the junction portion of the nanowires or carbon nanotubes in a repetitive stretching process. Thus, there was a limitation in the selection of the conductive layer material. In addition, there was a problem in that the resistance sharply increases when a certain tensile force is applied.

따라서, 고투명성 및 신축성을 동시에 보유하면서, 접합 저항이 없는 고투명 신축성 전극에 관한 요구가 여전히 존재하는 상황이다. Therefore, there is still a need for a high transparent stretchable electrode without junction resistance while simultaneously retaining high transparency and stretchability.

본 발명의 일 측면은 고투명성 및 신축성을 동시에 보유하면서, 접합 저항이 없는 고투명 신축성 전극을 제공한다.One aspect of the present invention provides a high transparent stretchable electrode without bonding resistance while simultaneously retaining high transparency and stretchability.

일 측면에 따르면, 신축성 기재; 및 상기 신축성 기재 상에 제공되는 전도성 코팅층;을 포함하고, 상기 신축성 기재 및 전도성 코팅층을 동시에 관통하는 복수의 관통홀(through hole)을 포함하는 신축성 전극이 제공된다.According to one aspect, the flexible substrate; And a conductive coating layer provided on the stretchable substrate, wherein the stretchable electrode includes a plurality of through holes penetrating the stretchable substrate and the conductive coating layer at the same time.

일 실시예에 따르면, 상기 신축성 전극 중 상기 전도성 코팅층이 상기 신축성 기재와 접촉하고, 일체(Uni-body)형으로 구성될 수 있다.According to one embodiment, the conductive coating of the stretchable electrode is in contact with the stretchable substrate, it may be configured in a unitary (Uni-body) type.

일 실시예에 따르면, 상기 복수의 관통홀은 상기 신축성 전극의 일면의 전체 면적 중 10 내지 90%를 차지할 수 있다.According to one embodiment, the plurality of through holes may occupy 10 to 90% of the total area of one surface of the stretchable electrode.

일 실시예에 따르면, 상기 복수의 관통홀은 서로 40 nm 내지 20 ㎛의 간격으로 제공될 수 있다.According to one embodiment, the plurality of through holes may be provided at intervals of 40 nm to 20 μm from each other.

일 실시예에 따르면, 상기 관통홀의 평균 직경은 10㎛ 이상일 수 있다.According to one embodiment, the average diameter of the through hole may be 10㎛ or more.

일 실시예에 따르면, 상기 신축성 기재는 하기 수학식 1에 따라 계산되며, 100% 내지 400%의 신축성을 가질 수 있다:According to one embodiment, the stretchable substrate is calculated according to Equation 1 below and may have a stretchability of 100% to 400%:

<수학식 1><Equation 1>

신축성(%) = [(L2-L1)/L1] x 100Elasticity (%) = [(L 2 -L 1 ) / L 1 ] x 100

여기서, L2은 기재의 최대 신장 길이이고, L1는 기재의 신장 전 길이이다.Where L 2 is the maximum stretch length of the substrate and L 1 is the length before stretching of the substrate.

일 실시예에 따르면, 상기 신축성 기재는 이축 신축성(biaxial stretchable) 기재일 수 있다.According to one embodiment, the stretchable substrate may be a biaxial stretchable substrate.

일 실시예에 따르면, 상기 신축성 기재는 스티렌-부타디엔-스티렌 고무, PDMS, 에코플렉스, 고무, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the stretchable substrate may include styrene-butadiene-styrene rubber, PDMS, Ecoflex, rubber, or a combination thereof.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성 코팅층은 상기 신축성 기재의 일면에만 제공될 수 있다.According to one embodiment, the conductive coating layer may be provided only on one surface of the stretchable substrate.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성 코팅층은 전도성 폴리머, 이온성 액체, 금속입자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the conductive coating layer may include a conductive polymer, an ionic liquid, metal particles, or a combination thereof.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성 코팅층은 금속입자를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the conductive coating layer may include metal particles.

일 실시예에 따르면, 상기 신축성 전극은 투광성일 수 있다.In example embodiments, the stretchable electrode may be translucent.

다른 측면에 따르면, 복수의 관통홀을 포함하는 신축성 기재를 제공하는 단계; 및 상기 신축성 기재 상에 전도성 재료를 제공하여 전도성 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 신축성 전극의 제조 방법이 제공된다.According to another aspect, providing a stretchable substrate comprising a plurality of through holes; And providing a conductive material on the stretchable substrate to form a conductive coating layer.

일 실시예에 따르면, 상기 복수의 관통홀을 포함하는 신축성 기재를 제공하는 단계는, (i) 신축성 재료를 수용할 수 있는 다수의 홈부를 구비한 금형을 준비하는 단계; (ii) 상기 금형 내에 신축성 재료를 주입하는 단계; 및 (iii) 상기 신축성 재료를 경화시킨 후, 상기 금형으로부터 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of providing a stretchable substrate comprising a plurality of through holes, (i) preparing a mold having a plurality of grooves to accommodate the stretchable material; (ii) injecting a stretchable material into the mold; And (iii) hardening the stretchable material and removing it from the mold.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성 코팅층을 제공하는 단계는, (i) 상기 복수의 관통홀을 포함하는 신축성 기재를 이축방향으로(biaxially) 스트레칭(stretching)하는 단계; 및 (ii) 상기 신축성 기재에 전도성 재료를 제공하는 단계; 및 (iii) 상기 스트레치된 신축성 기재를 원상태로 회복시키는 단계;를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of providing a conductive coating layer comprises: (i) biaxially stretching the stretchable substrate including the plurality of through holes; And (ii) providing a conductive material to the stretchable substrate; And (iii) restoring the stretched stretchable substrate to its original state.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성 재료는 금속 입자이고, 상기 전도성 코팅층은 금속 코팅층일 수 있다.According to one embodiment, the conductive material is a metal particle, the conductive coating layer may be a metal coating layer.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성 재료는 금속 입자이고, 상기 금속 입자가 수직 증착 방식으로 제공될 수 있다.According to one embodiment, the conductive material is a metal particle, the metal particles may be provided by a vertical deposition method.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성 재료는 상기 신축성 기재의 복수의 관통홀의 외주면에는 제공되지 않을 수 있다. According to one embodiment, the conductive material may not be provided on the outer peripheral surface of the plurality of through holes of the stretchable substrate.

다른 측면에 따르면, 전술한 신축성 전극을 포함하는 전자 장치가 제공된다.According to another aspect, an electronic device including the aforementioned stretchable electrode is provided.

일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 LED, 태양전지, 웨어러블(wearable) 장치, 에너지 저장 장치, 센서 또는 히터를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the electronic device may include an LED, a solar cell, a wearable device, an energy storage device, a sensor, or a heater.

일 측면에 따른 신축성 전극은 고투명도, 고신축성을 가지며, 이와 동시에 전도층에서 접합 저항(junction resistance)에 따른 전도도 손실이 없다.The stretchable electrode according to one aspect has high transparency and high stretchability, and at the same time, there is no loss of conductivity due to junction resistance in the conductive layer.

도 1은 일 측면에 따른 신축성 전극의 사시도이다.
도 2는 신축성 기재의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 신축성 전극의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 투명 신축성 전극의 투광성을 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 투명 신축성 전극에 사용된 신축성 기재의 신축성을 보여주는 사진이다.1 is a perspective view of a stretchable electrode according to one side.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the stretchable substrate.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the stretchable electrode.
4 is a photograph showing light transmittance of a transparent stretchable electrode manufactured according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a photograph showing the stretchability of the stretchable substrate used in the transparent stretchable electrode manufactured according to the embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, in each drawing, components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.

각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접 또는 다른 구성요소를 개재하여 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 및 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of each component, when described as being formed on or under, both on and under are formed either directly or through other components. And on and under criteria will be described with reference to the drawings.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components will be given the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 신축성 전극을 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a transparent stretchable electrode according to an embodiment of the present invention.

먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 신축성 전극(10)은 신축성 기재(11); 및 신축성 기재(11) 상에 위치하는 전도성 코팅층(12)을 포함하고, 신축성 기재(11) 및 전도성 코팅층(12)을 동시에 관통하는 복수의 관통홀(13)(through hole)을 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 1, a transparent stretchable electrode 10 according to an embodiment of the present invention may include a stretchable substrate 11; And a conductive coating layer 12 positioned on the stretchable substrate 11, and may include a plurality of through holes 13 that simultaneously pass through the stretchable substrate 11 and the conductive coating layer 12. .

일 실시예에 따르면, 신축성 전극(10) 중 전도성 코팅층(12)은 신축성 기재(11)의 상면 또는 히면과 직접 접촉(directly contact)하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 전도성 코팅층(12) 및 신축성 기재(11)는 일체(Uni-body)형으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment, the conductive coating layer 12 of the stretchable electrode 10 may be configured to directly contact the top or bottom surface of the stretchable substrate 11. In this case, the conductive coating layer 12 and the stretchable substrate 11 may be configured in a unitary (Uni-body) type, but is not limited thereto.

전도성 코팅층(12) 및 신축성 기재(11)가 일체형으로 구성됨으로 인해, 관통홀(13)의 내주면은 신축성 기재(11)로 형성된 내주면 및 전도성 코팅층(12)으로 형성된 내주면을 갖는다. 또한, 전도성 코팅층(12)은 신축성 기재(11)를 통과하는 관통홀의 내주면에 형성되지 않고, 신축성 기재(11)의 상부 및/또는 하부 표면에 형성될 수 있다.Since the conductive coating layer 12 and the flexible substrate 11 are integrally formed, the inner circumferential surface of the through hole 13 has an inner circumferential surface formed of the elastic substrate 11 and an inner circumferential surface formed of the conductive coating layer 12. In addition, the conductive coating layer 12 may not be formed on the inner circumferential surface of the through hole passing through the stretchable substrate 11, but may be formed on the upper and / or lower surfaces of the stretchable substrate 11.

일 실시예에 따르면, 복수의 관통홀(13)은 신축성 전극(10)의 일면의 전체 면적 중 약 10 내지 90%를 차지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 관통홀(13)은 신축성 전극(10)의 일면의 전체 면적 중 약 10% 내지 약 89%, 약 10% 내지 약 88%, 약 10% 내지 약 87%, 약 10% 내지 약 86%, 약 10% 내지 약 85%, 약 10% 내지 약 80%, 약 10% 내지 약 70%, 약 15% 내지 약 90%, 약 20% 내지 약 90%, 또는 약 25% 내지 약 90%를 차지할 수 있다.According to one embodiment, the plurality of through holes 13 may occupy about 10 to 90% of the total area of one surface of the stretchable electrode 10, but is not limited thereto. For example, the plurality of through holes 13 may include about 10% to about 89%, about 10% to about 88%, about 10% to about 87%, and about 10% of the total area of one surface of the stretchable electrode 10. To about 86%, about 10% to about 85%, about 10% to about 80%, about 10% to about 70%, about 15% to about 90%, about 20% to about 90%, or about 25% to About 90%.

상기 복수의 관통홀(13)이 차지하는 면적 비율이 상기 범위에 해당하는 경우, 우수한 광투과도를 얻을 수 있고, 인장시 기재의 찢어짐을 방지할 수 있다.When the area ratio occupied by the plurality of through holes 13 falls within the above range, excellent light transmittance can be obtained, and tearing of the substrate during tensioning can be prevented.

도 1에서는 복수의 관통홀이 원기둥 형상으로 도시되지만, 상기 복수의 관통홀(13)의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 육각기둥 형상, 삼각기둥 형상 등의 다양한 기하학적 형상을 가질 수 있다.Although the plurality of through holes are illustrated in a cylindrical shape in FIG. 1, the shape of the plurality of through holes 13 is not particularly limited, and may have various geometric shapes such as hexagonal column shape and triangular column shape.

도 1에서는 복수의 관통홀이 일정한 간격으로 제공되어 있지만, 상기 복수의 관통홀(13)들 간의 간격은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 복수의 관통홀(13)은 서로 약 40 nm 내지 약 20 ㎛의 간격으로 제공될 수 있다.Although a plurality of through holes are provided at regular intervals in FIG. 1, the spacing between the plurality of through holes 13 is not particularly limited. For example, the plurality of through holes 13 may be provided at intervals of about 40 nm to about 20 μm from each other.

상기 복수의 관통홀(13)들의 간격이 지나치게 좁은 경우, 기재의 스트레칭시에 해당 부분이 인장력을 견디지 못하고 파괴될 수 있으므로, 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.When the spacing of the plurality of through holes 13 is too narrow, it is preferable to satisfy the above range because the corresponding part may be broken without enduring the tensile force when the substrate is stretched.

일 실시예에 따르면, 관통홀(13)의 평균 직경은 약 10㎛ 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 가시광을 투과하기에 적절한 크기라면 적용가능하다.According to an embodiment, the average diameter of the through hole 13 may be about 10 μm or more, but is not limited thereto. Any size suitable for transmitting visible light may be applied.

관통홀의 평균 직경이 나노미터 크기인 경우, 가시광 파장 범위에 해당하는 모든 광을 통과시킬 수 없고, 일부는 반사시키므로, 색을 나타낼 수 밖에 없다. 따라서, 관통홀은 모든 가시광을 투과시키기 위한 관점에서 약 10㎛ 이상인 것이 바람직하다.When the average diameter of the through-holes is nanometers in size, all light corresponding to the visible light wavelength range cannot pass, and some of them reflect, so that the color is inevitably represented. Therefore, the through hole is preferably about 10 µm or more from the viewpoint of transmitting all visible light.

일 실시예에 따르면, 신축성 기재(11)는 하기 수학식 1에 따라 계산되며, 100% 내지 400%의 신축성을 가질 수 있는 재료가 사용될 수 있다:According to one embodiment, the stretchable substrate 11 is calculated according to Equation 1 below, and a material which may have a stretchability of 100% to 400% may be used:

<수학식 1><Equation 1>

신축성(%) = [(L2-L1)/L1] x 100Elasticity (%) = [(L 2 -L 1 ) / L 1 ] x 100

여기서, L2은 최대로 스트레칭된 기재의 길이이고, L1는 초기 기재 길이이다.Where L 2 is the length of the substrate stretched to the maximum and L 1 is the initial substrate length.

또 다른 실시예에 따르면, 신축성 기재(11)는 영률이 280 kPa @ 300% strain일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 하기 하기 수학식 2에 의해 계산된다.According to another embodiment, the elastic substrate 11 may have a Young's modulus of 280 kPa @ 300% strain, but is not limited thereto, and is calculated by Equation 2 below.

<수학식 2><Equation 2>

영률 = 응력(stress)/변형률(strain)Young's modulus = stress / strain

= (FL0)/A(Ln-L0)= (FL 0 ) / A (L n -L 0 )

(F: 인장력; L0: 기재의 초기 길이; Ln: 스트레칭된 기재의 길이; A: 기재의 단면적)(F: tensile force; L 0 : initial length of substrate; L n : length of stretched substrate; A: cross-sectional area of substrate)

영률은 신축성을 확인하기 위한 척도로서 사용되고, 유연성을 갖는 재료와는 구별된다. 예를 들어, 유연 기판에 주로 사용되는 PET, PES, PEN과 같은 유연 재료의 영률은 2 내지 5의 값을 갖는다. 따라서, 이러한 재료들은 유연성 기재로는 사용될 수 있으나, 신축성 기재로 사용하기에는 부적합하다.Young's modulus is used as a measure to check elasticity and is distinguished from flexible materials. For example, the Young's modulus of flexible materials such as PET, PES, and PEN, mainly used for flexible substrates, has a value of 2-5. Thus, these materials can be used as flexible substrates, but are not suitable for use as stretchable substrates.

즉, 상기 PET, PES, PEN과 같은 재료들은 응력의 크기가 변형률의 크기보다 2배 이상 크기 때문에, 유연성 기재로는 사용할 수 있으나, 신축성 기재로 사용하기에는 부적합하다.That is, the materials such as PET, PES, PEN can be used as a flexible substrate, because the magnitude of the stress is greater than twice the size of the strain, but is not suitable for use as a flexible substrate.

이와 대조적으로, 하기 표에서 보는 바와 같이, 스티렌-부타디엔-스티렌 고무, PDMS, 에코플렉스, 고무, 또는 이들의 조합에 대한 영률 테스트 결과, 응력에 비해 변형률이 더 커서, 신축성 기재로서 사용하기에 적합하다.In contrast, the Young's modulus test results for styrene-butadiene-styrene rubber, PDMS, Ecoflex, rubber, or a combination thereof, as shown in the table below, have a higher strain than stress, suitable for use as a flexible substrate. Do.

따라서, 응력에 비해 변형률이 큰 재료들은 본 발명의 신축성 기재로서 사용될 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 필요로 하는 신축성의 정도에 따라 통상의 기술자가 다양한 신축성 재료들을 선택하여 사용할 수 있다.Accordingly, materials having a higher strain than stress may be used as the stretchable substrate of the present invention, but are not necessarily limited thereto, and those skilled in the art may select and use various stretchable materials according to the degree of stretchability required.

일부 재료들에 관한 영률 값을 측정하여 하기 표 1에서 제공하였다.Young's modulus values for some materials were measured and provided in Table 1 below.

재료material 영률 Gpa (N/m2)Young's Modulus Gpa (N / m 2 ) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)Polyethylene Terephthalate (PET) 2-2.72-2.7 폴리에테르술폰(PES)Polyethersulfone (PES) 2.62.6 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)Polyethylene Naphthalate (PEN) 55 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 고무Styrene-butadiene-styrene (SBS) rubber 1.9 x 10-3 1.9 x 10 -3 PDMSPDMS 4.0 x 10-4 4.0 x 10 -4 에코플렉스Ecoflex 4.0 x 10-5 4.0 x 10 -5 고무Rubber 0.01-0.10.01-0.1

일 실시예에 따르면, 신축성 기재(11)는 이축 또는 다축 신축성 기재일 수 있다. 예를 들어, 신축성 기재(11)는 이축 신축성(biaxial stretchable) 기재일 수 있다.According to one embodiment, the stretchable substrate 11 may be a biaxial or multiaxial stretchable substrate. For example, the stretchable substrate 11 may be a biaxial stretchable substrate.

이축 신축성 기재를 사용함으로써, 평면 상에서의 신축 방향에 관계없이 균열 저항을 가질 수 있다.By using the biaxially stretchable base material, it is possible to have crack resistance regardless of the stretch direction on the plane.

일 실시예에 따르면, 전도성 코팅층(12)은 신축성 기재(11)의 상면 및/또는 하면에 제공될 수 있다. 예를 들어, 전도성 코팅층(12)은 신축성 기재(11)의 일면에만 제공될 수 있다.According to one embodiment, the conductive coating layer 12 may be provided on the upper and / or lower surface of the stretchable substrate 11. For example, the conductive coating layer 12 may be provided only on one side of the stretchable substrate 11.

일 실시예에 따르면, 전도성 코팅층(12)은 전도성 폴리머, 이온성 액체, 금속입자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the conductive coating layer 12 may include a conductive polymer, an ionic liquid, metal particles, or a combination thereof.

예를 들어, 전도성 폴리머는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) (PEDOT), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌 설포네이트 (PEDOT-PSS), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리(3-알킬티오펜) (poly(3-alkylthiphene), 폴리피롤 (Polypyrrole), 폴리((2,5-디알콕시)-p-페닐렌 비닐렌) (Poly((2,5 dialkoxy)-p-phenylene vinylene)), 폴리(p-페닐렌비닐렌) (Poly(p-phenylenevinylene)), 및 폴리(p-페닐렌) (Poly(p-phenylene))으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.For example, the conductive polymer may be poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT-PSS), polythiophene, Poly (3-alkylthiophene) (poly (3-alkylthiphene), polypyrrole, poly ((2,5-dialkoxy) -p-phenylene vinylene) (Poly ((2,5 dialkoxy) -p -phenylene vinylene)), poly (p-phenylenevinylene) (Poly (p-phenylenevinylene)), and poly (p-phenylene) (Poly (p-phenylene)). have.

예를 들어, 이온성 액체는 유기 양이온 및 유기 또는 무기 음이온으로 구성된 화합물을 포함할 수 있다. 상기 유기 양이온은 단분자 뿐만 아니라 고분자 형태의 이온성 액체를 모두 포함할 수 있다. 단분자 형태의 유기 양이온은 예를 들어, 4차 아민 양이온 등을 포함하고, 고분자 형태의 이온성 액체는 예를 들어, 폴리(1-비닐-3-알킬이미다졸리움), 폴리(1-비닐-피리디늄), 또는 폴리(1-(메트)아크릴로일록시-3-알킬이미다졸륨)을 포함할 수 있다. 유기 또는 무기 음이온은 예를 들어, Br-, Cl-, I-, BF4 -, PF6 -, ClO4 -, NO3 -, AlCl4 -, Al2Cl7 -, AsF6 -, SbF6 -, CH3COO-, CF3COO-, CH3SO3 -, C2H5SO3 -, CH3SO4 -, C2H5SO4 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, (CF3CF2SO2)2N-, C4F9SO3 -, C3F7COO-, (CF3SO2)(CF3CO)N- 등을 포함할 수 있다.For example, the ionic liquid may comprise a compound composed of organic cations and organic or inorganic anions. The organic cation may include not only a single molecule but also an ionic liquid in a polymer form. Organic cations in monomolecular form include, for example, quaternary amine cations and the like, and ionic liquids in polymer form are, for example, poly (1-vinyl-3-alkylimidazolium), poly (1-vinyl -Pyridinium), or poly (1- (meth) acryloyloxy-3-alkylimidazolium). Organic or inorganic anion, for example, Br -, Cl -, I -, BF 4 -, PF 6 -, ClO 4 -, NO 3 -, AlCl 4 -, Al 2 Cl 7 -, AsF 6 -, SbF 6 -, CH 3 COO -, CF 3 COO -, CH 3 SO 3 -, C 2 H 5 SO 3 -, CH 3 SO 4 -, C 2 H 5 SO 4 -, CF 3 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (CF 3 SO 2) 3 C -, (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N -, C 4 F 9 SO 3 -, C 3 F 7 COO -, (CF 3 SO 2) ( CF 3 CO) N - and the like.

예를 들어, 금속 입자는 예를 들어, Au, Ag, Al, Ni, Ti 등을 포함할 수 있다.For example, the metal particles may include, for example, Au, Ag, Al, Ni, Ti, and the like.

일 실시예에 따르면, 전도성 코팅층(12)은 금속입자를 포함할 수 있다. 상기 금속입자는 신축성 기재(11)의 일면에 균일하게 분포될 수 있다.According to an embodiment, the conductive coating layer 12 may include metal particles. The metal particles may be uniformly distributed on one surface of the stretchable substrate 11.

금속입자가 균일하게 분포됨으로써, 신축성 전극의 표면에 주름과 같은 특정 구조를 도입하지 않음으로써 표면조도가 우수하여 고투과도를 가질 수 있다. 나아가, 금속나노와이어의 접촉점에서 발생하는 접촉 저항도 회피할 수 있게 되어, 신축 및 압축시에도 전기전도도의 손실을 최소화할 수 있다.Since the metal particles are uniformly distributed, the surface of the stretchable electrode may not have a specific structure such as wrinkles, thereby providing excellent surface roughness and high transmittance. Furthermore, the contact resistance generated at the contact point of the metal nanowires can also be avoided, thereby minimizing the loss of electrical conductivity during stretching and compression.

일 실시예에 따르면, 신축성 전극(10)은 투광성이다.According to one embodiment, the flexible electrode 10 is translucent.

신축성 전극(10)은 신축성 기재 및 전도성 코팅층을 동시에 관통하는 관통홀을 통해 모든 영역의 가시광을 통과시킴으로써, 특정 색이 발현되지 않아 무색 즉, 투명한 성질을 가질 수 있다. 또한, 복수의 관통홀이 신축성 전극 표면의 전체 면적에서 차지하는 비율을 조절함으로써 투과도를 조절할 수 있다. 복수의 관통홀이 차지하는 비율이 높아질수록 투과도는 높아질 수 있다. 따라서, 사용 용도에 따라, 맞춤형 투과도를 갖는 신축성 전극의 제작이 가능하다.The stretchable electrode 10 may pass visible light in all regions through a through hole that simultaneously passes through the stretchable substrate and the conductive coating layer, and thus may not have a specific color and thus may be colorless or transparent. In addition, the transmittance may be adjusted by adjusting a ratio of the plurality of through holes in the total area of the stretchable electrode surface. As the ratio of the plurality of through holes increases, the transmittance may increase. Therefore, it is possible to manufacture a flexible electrode having a tailored transmittance according to the intended use.

더 나아가, 복수의 관통홀이 차지하는 비율의 조절을 통해 투과도를 조절하기 때문에, 신축성 기재로서, 투명 또는 불투명 신축성 기재를 모두 사용할 수 있다.Furthermore, since the transmittance is adjusted by adjusting the ratio of the plurality of through holes, both transparent or opaque stretchable substrates can be used as the stretchable substrate.

또한, 기존의 투명 신축성 전극은 금속나노와이어와 같은 소재를 전도성 코팅층에 사용하기 때문에 관통홀에 의해 전도성 네트워크가 절단되어 전기 전도도의 손실이 유발될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 신축성 전극은 금속 입자가 균일하게 분포되어 있는 전도성 코팅층의 도입을 통해, 관통홀의 존재와 무관하게 전기 전도도의 손실을 막을 수 있다.In addition, since the conventional transparent stretchable electrode uses a material such as metal nanowire in the conductive coating layer, the conductive network may be cut by the through hole to cause loss of electrical conductivity, but the transparent stretchable according to the embodiment of the present invention The electrode can prevent the loss of electrical conductivity through the introduction of a conductive coating layer in which metal particles are uniformly distributed, regardless of the presence of through holes.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 신축성 전극의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 2는 신축성 기재의 제조 방법의 순서도이고, 도 3은 신축성 전극의 제조 방법의 순서도이다.Hereinafter, a method of manufacturing the stretchable electrode will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. 2 is a flowchart of a method of manufacturing a stretchable substrate, and FIG. 3 is a flowchart of a method of manufacturing a stretchable electrode.

일 측면에 따르면, 복수의 관통홀을 포함하는 신축성 기재를 제공하는 단계; 및 상기 신축성 기재 상에 전도성 재료를 제공하여 전도성 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 신축성 전극의 제조 방법이 제공된다.According to one aspect, providing a stretchable substrate comprising a plurality of through holes; And providing a conductive material on the stretchable substrate to form a conductive coating layer.

도 2를 참조하면, 복수의 관통홀을 포함하는 신축성 기재의 제조 방법의 순서도가 제공된다.Referring to FIG. 2, a flowchart of a method of manufacturing a stretchable substrate including a plurality of through holes is provided.

상기 복수의 관통홀을 포함하는 신축성 기재를 제공하는 단계는 (i) 신축성 재료를 수용할 수 있는 다수의 홈부를 구비한 금형을 준비하는 단계; (ii) 상기 금형 내에 신축성 재료를 주입하는 단계; 및 (iii) 상기 신축성 재료를 경화시킨 후, 상기 금형으로부터 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.Providing the stretchable substrate including the plurality of through holes includes (i) preparing a mold having a plurality of grooves to accommodate the stretchable material; (ii) injecting a stretchable material into the mold; And (iii) hardening the stretchable material and removing it from the mold.

상기 금형(20)은 돌출부(22), 홈부(21)를 포함할 수 있다. 상기 금형(20)은 실리콘 웨이퍼 일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼를 식각하여 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘 마이크로와이어가 구비된 금형(20)일 수 있다. 상기 돌출부(22) 및 홈부(21)는 규칙적인 패턴을 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 돌출부(22)는 원형 기둥 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 기하학적 형상을 가질 수 있다. 상기 금형(20)은 실리콘 웨이퍼 일 수 있다. The mold 20 may include a protrusion 22 and a groove 21. The mold 20 may be a silicon wafer. For example, the silicon wafer may be etched to form a mold 20 having silicon microwires on the silicon wafer. The protrusion 22 and the groove 21 may form a regular pattern, but is not limited thereto. The protrusion 22 may have a circular pillar shape, but is not limited thereto and may have various geometric shapes. The mold 20 may be a silicon wafer.

금형(20)의 표면에 자가조립단분자막(SAM)을 도포하여, 금형의 표면에 SAM박막(23)을 형성할 수 있다.The self-assembled monolayer (SAM) may be applied to the surface of the mold 20 to form the SAM thin film 23 on the surface of the mold.

상기 금형(20)의 홈부(21)에 신축성 재료(24)를 주입하되, 주입된 신축성 재료(24) 층의 높이는 금형(20)의 돌출부(22)의 높이를 초과하지 않는다. 이로부터, 관통홀을 갖는 신축성 기재가 형성될 수 있다.The stretchable material 24 is injected into the groove portion 21 of the mold 20, but the height of the injected stretchable material layer 24 does not exceed the height of the protrusion 22 of the mold 20. From this, a stretchable substrate having a through hole can be formed.

도 3을 참조하면, 상기 복수의 관통홀을 포함하는 신축성 기재 상에 전도성 코팅층을 제공하는 방법의 순서도가 제공된다.Referring to FIG. 3, a flowchart of a method of providing a conductive coating layer on a stretchable substrate including the plurality of through holes is provided.

상기 전도성 코팅층을 제공하는 단계는,Providing the conductive coating layer,

(i) 상기 복수의 관통홀을 포함하는 신축성 기재를 이축방향으로(biaxially) 스트레치(stretch)하는 단계; (ii) 상기 신축성 기재에 전도성 재료를 제공하는 단계; 및 (iii) 상기 스트레치된 신축성 기재를 원상태로 회복시키는 단계;를 포함할 수 있다.(i) biaxially stretching the stretchable substrate including the plurality of through holes; (ii) providing a conductive material to the stretchable substrate; And (iii) restoring the stretched stretchable substrate to its original state.

상기 신축성 기재(30)가 이축 방향으로 스트레칭된 상태에서, 전도성 재료를 신축성 기재 표면에 제공하여 전도성 코팅층(31)을 형성한 후, 스트레칭된 신축성 기재를 원상태로 회복시킴으로써, 신축성 기재 상에 전도성 코팅층(31)이 균일하게 형성된 신축성 전극이 얻어진다.In the state in which the stretchable substrate 30 is stretched in the biaxial direction, the conductive material is provided on the stretchable substrate surface to form the conductive coating layer 31, and then the stretched stretchable substrate is restored to its original state, thereby forming the conductive coating layer on the stretchable substrate. The stretchable electrode in which (31) was formed uniformly is obtained.

여기서, 전도성 재료는 전도성 폴리머, 이온성 액체, 금속입자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 재료는 금속 입자이고, 상기 전도성 코팅층은 금속 코팅층일 수 있다.Here, the conductive material may include a conductive polymer, an ionic liquid, metal particles, or a combination thereof. For example, the conductive material may be metal particles, and the conductive coating layer may be a metal coating layer.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성 재료는 금속 입자이고, 상기 금속 입자는 증기 증착 방식으로 제공될 수 있다.According to one embodiment, the conductive material is a metal particle, the metal particle may be provided by a vapor deposition method.

상기 금속 입자는 물리적 기상 증착 또는 화학적 기상 증착 방법을 통해 신축성 기재 상에 제공될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 금속 입자는 수직형 증착 방법을 통해 신축성 기재에 제공됨으로써, 신축성 기재의 일면에 균일하게 분포된 코팅층(31)을 형성하되, 신축성 기재의 관통홀의 외주면에는 코팅층이 형성되지 않을 수 있다. 또한, 상기 신축성 기재 및 상기 전도성 코팅층은 서로 접촉하도록 구성되어, 일체형의 신축성 전극을 구성할 수 있다. 상기 신축성 전극이 일체형으로 구성됨으로써, 상기 신축성 기재 및 전도성 코팅층을 일체로 관통하는 관통홀(32)이 구비될 수 있다.The metal particles may be provided on the stretchable substrate through physical vapor deposition or chemical vapor deposition. According to one embodiment, the metal particles are provided to the stretchable substrate through a vertical deposition method, thereby forming a coating layer 31 uniformly distributed on one surface of the stretchable substrate, but the coating layer is not formed on the outer circumferential surface of the through hole of the stretchable substrate. You may not. In addition, the stretchable substrate and the conductive coating layer may be configured to contact each other to form an integrated stretchable electrode. Since the stretchable electrode is integrally formed, a through hole 32 integrally penetrating the stretchable substrate and the conductive coating layer may be provided.

일 측면에 따르면, 전술한 신축성 전극을 포함하는 전자 장치가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치는 LED, 태양전지, 웨어러블(wearable) 장치, 에너지 저장 장치, 센서 또는 히터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 투명 신축성 전극을 필요로 하는 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다.According to an aspect, an electronic device including the above-described stretchable electrode may be provided. For example, the electronic device may include an LED, a solar cell, a wearable device, an energy storage device, a sensor, or a heater, but is not limited thereto, and may be applied to various electronic devices requiring a transparent stretchable electrode. have.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 신축성 전극에 대한 전도도 변화 시험을 진행하였다. 전술한 바와 같이, 투명 신축성 전극을 제작한 후 다양한 인장력을 적용하면서 Four-wire resistive-type controller를 통해 전기 전도도를 측정하였다. 우선, 투명 신축성 전극 자체의 전기 전도도를 측정하였다. 이후에, 투명 신축성 전극의 면적이 200% 되도록 이축 방향으로 스트레칭한 상태 및 구긴 상태에서 각각 전기 전도도를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 2에서 나타내는 바와 같다.Hereinafter, the conductivity change test for the transparent stretchable electrode according to the exemplary embodiment of the present invention was conducted. As described above, after fabricating the transparent stretchable electrode, the electrical conductivity was measured through the Four-wire resistive-type controller while applying various tensile forces. First, the electrical conductivity of the transparent stretchable electrode itself was measured. Thereafter, the electrical conductivity was measured in the stretched state and the wrinkled state in the biaxial direction so that the area of the transparent stretchable electrode was 200%, and the results are shown in Table 2 below.

투명 신축성 전극Transparent stretchable electrode 전기 전도도 (Ω)Electrical conductivity (Ω) 신축 전 상태에 대한 변화율(%)% Change in pre-stretch state 신축 전 상태Pre-stretch state 284.1284.1 -- 200% 신축 상태200% stretch 287.2287.2 1.091.09 구긴 상태Crumpled 291.4291.4 2.572.57

상기 표에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 투명 신축성 전극은 신장 또는 압축 상태에서 전도도에 큰 변화를 보이지 않았다. 이를 통해, 전극 형상의 변화에 따른 전극의 손상(예를 들어, 접촉점 균열)이 없음을 확인할 수 있었다.As shown in the table, the transparent stretchable electrode manufactured according to the embodiment of the present invention did not show a significant change in conductivity in the stretched or compressed state. Through this, it was confirmed that there is no damage (for example, contact point crack) of the electrode due to the change of the electrode shape.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 투명 신축성 전극의 투광성을 확인할 수 있다. 도 4의 좌측 도면은, 관통홀을 구비하지 않는 신축성 기재 상에 전도성 코팅층을 형성한 신축성 전극은 투광성을 보이지 않음을 알 수 있고, 도 4의 우측 도면은, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 관통홀을 구비한 신축성 기재 상에 전도성 코팅층을 형성한 신축성 전극은 투광성을 보임을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, light transmittance of a transparent stretchable electrode manufactured according to an embodiment of the present invention can be confirmed. 4, it can be seen that the stretchable electrode having the conductive coating layer formed on the stretchable base material without the through-hole does not show light transmission. The right view of FIG. 4 is manufactured according to an embodiment of the present invention. It can be seen that the stretchable electrode in which the conductive coating layer is formed on the stretchable substrate having the through hole formed therein is light transmissive.

즉, 투명 신축성 전극에 구비된 관통홀은 가시광을 모두 투과하여 투명한 특성을 부여함을 확인하였다.That is, it was confirmed that the through-hole provided in the transparent stretchable electrode transmits all visible light to give transparent characteristics.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 투명 신축성 전극에 사용된 신축성 기재가 이축 신축성을 가짐으로써, 인장력이 특정 부위에 집중되지 않고 균일하게 분포할 수 있으므로, 전극부의 손상 없이 관통홀의 크기만 커짐을 알 수 있다. 또한, 관통홀이 커짐에 따라, 투과도도 함께 상승됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, since the stretchable substrate used in the transparent stretchable electrode manufactured according to the exemplary embodiment of the present invention has biaxial stretchability, the tensile force may be uniformly distributed without concentrating on a specific portion, without damaging the electrode portion. It can be seen that only the size of the through hole increases. In addition, it can be seen that as the through hole increases, the transmittance also increases.

이상에서는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다. Although the above description has been made with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

10, 30: 투명 신축성 전극 21: 금형
11, 31: 신축성 기재 22: 돌출부
12, 32: 전도성 코팅층 23: 홈부
13, 33: 관통홀 24: SAM 박막층
25: 신축성 재료10, 30: transparent stretchable electrode 21: mold
11, 31: flexible base material 22: protrusion
12, 32: conductive coating layer 23: groove
13, 33: through hole 24: SAM thin film layer
25: stretchable material

Claims (21)

불투명 이축 신축성(biaxial stretchable) 기재; 및
상기 불투명 이축 신축성 기재를 이축방향으로 스트레치한 상태에서 전도성 재료를 제공하여 상기 신축성 기재 상에 균일하게 형성된 전도성 코팅층;
을 포함하고,
상기 불투명 이축 신축성 기재 및 전도성 코팅층을 동시에 관통하는 복수의 관통홀(through hole)을 포함하는, 투명 신축성 전극.Opaque biaxial stretchable substrates; And
A conductive coating layer formed uniformly on the stretchable substrate by providing a conductive material in a state in which the opaque biaxial stretchable substrate is stretched in the biaxial direction;
Including,
And a plurality of through holes penetrating the opaque biaxially stretchable substrate and the conductive coating layer at the same time. 제1항에 있어서,
상기 신축성 전극 중 상기 전도성 코팅층이 상기 불투명 이축 신축성 기재와 직접 접촉하고, 일체(Uni-body)형으로 구성되는, 신축성 전극.The method of claim 1,
The flexible electrode of the stretchable electrode is in direct contact with the opaque biaxial stretchable substrate and is configured in a unitary (uni-body) type. 제1항에 있어서,
상기 복수의 관통홀은 상기 신축성 전극의 일면의 전체 면적 중 10 내지 90%를 차지하는, 신축성 전극.The method of claim 1,
The plurality of through holes occupy 10 to 90% of the total area of one surface of the stretchable electrode. 제1항에 있어서,
상기 복수의 관통홀은 서로 40 nm 내지 20 ㎛의 간격으로 제공되는, 신축성 전극.The method of claim 1,
The plurality of through holes are provided at intervals of 40 nm to 20 μm from each other. 제1항에 있어서,
상기 관통홀의 평균 직경은 10㎛ 이상인, 신축성 전극.The method of claim 1,
The stretchable electrode has an average diameter of 10 μm or more. 제1항에 있어서,
상기 불투명 이축 신축성 기재는 하기 수학식 1에 따라 계산되며, 100% 내지 400%의 신축성을 갖는, 신축성 전극:
<수학식 1>
신축성(%) = [(L2-L1)/L1] x 100
여기서, L2은 기재의 최대 신장 길이이고, L1는 초기 기재 길이이다.The method of claim 1,
The opaque biaxial stretchable substrate is calculated according to Equation 1 below, and has a stretchability of 100% to 400%.
<Equation 1>
Elasticity (%) = [(L 2 -L 1 ) / L 1 ] x 100
Where L 2 is the maximum stretch length of the substrate and L 1 is the initial substrate length. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 불투명 이축 신축성 기재는 에코플렉스인, 신축성 전극.The method of claim 1,
The opaque biaxial stretchable substrate is Ecoflex. 제1항에 있어서,
상기 전도성 코팅층은 상기 불투명 이축 신축성 기재의 상면 및/또는 하면에 제공되는, 신축성 전극.The method of claim 1,
The conductive coating layer is provided on the upper and / or lower surface of the opaque biaxial stretchable substrate. 제1항에 있어서,
상기 전도성 코팅층은 전도성 폴리머, 이온성 액체, 금속입자, 또는 이들의 조합을 포함하는, 신축성 전극.The method of claim 1,
The conductive coating layer includes a conductive polymer, ionic liquid, metal particles, or a combination thereof. 제10항에 있어서,
상기 전도성 코팅층은 금속입자를 포함하는, 신축성 전극.The method of claim 10,
The conductive coating layer comprises a metal particle, stretchable electrode. 제1항에 있어서,
상기 신축성 전극은 투광성인, 신축성 전극.The method of claim 1,
And the stretchable electrode is light transmissive. 복수의 관통홀을 포함하는 불투명 이축 신축성 기재를 제공하는 단계; 및
상기 불투명 이축 신축성 기재 상에 전도성 재료를 제공하여 전도성 코팅층을 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 전도성 코팅층을 형성하는 단계는,
(i) 상기 복수의 관통홀을 포함하는 상기 불투명 이축 신축성 기재를 이축방향으로(biaxially) 스트레치(stretch)하는 단계;
(ii) 상기 불투명 이축 신축성 기재에 전도성 재료를 수직 증착 방식으로 제공하는 단계; 및
(iii) 상기 스트레치된 불투명 이축 신축성 기재를 원상태로 회복시키는 단계;
를 포함하고, 상기 전도성 재료는 상기 불투명 신축성 기재 상에 균일하게 분포되는, 신축성 전극의 제조 방법.Providing an opaque biaxially stretchable substrate comprising a plurality of through holes; And
Providing a conductive material on the opaque biaxial stretchable substrate to form a conductive coating layer;
Including,
Forming the conductive coating layer,
(i) biaxially stretching the opaque biaxial stretchable substrate comprising the plurality of through holes;
(ii) providing a conductive material to the opaque biaxial stretchable substrate in a vertical deposition manner; And
(iii) restoring the stretched opaque biaxial stretchable substrate to its original state;
And wherein the conductive material is uniformly distributed on the opaque stretchable substrate. 제13항에 있어서,
상기 복수의 관통홀을 포함하는 불투명 이축 신축성 기재를 제공하는 단계는,
(i) 불투명 이축 신축성 재료를 수용할 수 있는 다수의 홈부를 구비한 금형을 준비하는 단계;
(ii) 상기 금형 내에 불투명 이축 신축성 재료를 주입하는 단계; 및
(iii) 상기 불투명 이축 신축성 재료를 경화시킨 후, 상기 금형으로부터 제거하는 단계;
를 포함하는, 신축성 전극의 제조 방법.The method of claim 13,
Providing an opaque biaxial stretchable substrate including the plurality of through holes,
(i) preparing a mold having a plurality of grooves capable of receiving opaque biaxially stretchable material;
(ii) injecting an opaque biaxial stretchable material into the mold; And
(iii) curing the opaque biaxial stretchable material and then removing it from the mold;
It includes, the manufacturing method of the stretchable electrode. 삭제delete 제13항에 있어서,
상기 전도성 재료는 금속 입자이고, 상기 전도성 코팅층은 금속 코팅층인, 신축성 전극의 제조 방법.The method of claim 13,
Wherein the conductive material is a metal particle, and the conductive coating layer is a metal coating layer. 삭제delete 제13항에 있어서,
상기 전도성 재료는 상기 불투명 이축 신축성 기재의 복수의 관통홀의 내주면에는 제공되지 않는, 신축성 전극의 제조 방법. The method of claim 13,
And the conductive material is not provided on the inner circumferential surfaces of the plurality of through holes of the opaque biaxially stretchable substrate. 제1항 내지 제6항 및 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 신축성 전극을 포함하는, 전자 장치.An electronic device comprising the stretchable electrode according to any one of claims 1 to 6 and 8 to 12. 제19항에 있어서,
상기 전자 장치는 LED, 태양전지, 웨어러블(wearable) 장치, 에너지 저장 장치, 센서 또는 히터를 포함하는 전자 장치.The method of claim 19,
The electronic device includes an LED, a solar cell, a wearable device, an energy storage device, a sensor, or a heater. 삭제delete
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