KR102005060B1 - 유연 전극 적층체 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 유연 기판 상에, 금속 전구체, 유기용매 및 고분자를 포함하는 도전성 프린트 잉크를 프린트함으로써 상기 유연 기판에 함침된 도전성 프린트 잉크 패턴을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 도전성 프린트 잉크 패턴을 환원시켜 전극 적층체를 제조하는 단계;를 포함하는 전극 적층체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 유연 및 연신성 전극 적층체에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 종래의 제조방법보다 단순하고 시간 소모가 적은 유연 및 연신 가능한 전극 적층체의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

유연 전극 적층체 및 그의 제조방법{FLEXIBLE ELECTRODE LAMINATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 유연 전극 적층체 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 전구체와 유기용매를 잉크로 사용하여 노즐 및 잉크젯 프린팅에 직접 적용함으로써 패터닝의 자유도가 높아지고 전극 소자의 재현성, 신뢰성이 확보될 수 있는 전극 적층체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 전자 피부, 변형 가능한 전자기기 및 웨어러블 디바이스에 대한 관심 증가로 인해 유연 및 연신 가능한 전극에 대한 연구가 큰 관심을 받고 있다. 유연성/신축성 전극은 낮은 크리프(creep) 특성, 마모저항성, 박리저항성, 낮은 가격, 쉬운 공정방법 등 다양한 조건이 요구되지만 가장 중요한 2가지 요구조건은 금속과 같은 높은 전기 전도성과 다양한 형태와 크기의 변형에서도 견딜 수 있는 높은 유연성 및 신축성이다.
한편 현재까지 유연 및 연신 가능한 전극들을 제조하기 위한 많은 연구들이 있었지만 이들은 기상증착 등과 같이 복잡하거나 시간 소모가 많은 방법을 사용하거나 패터닝에 어려움이 있었다. 따라서 이를 프린팅 방법에 의해 제조하려는 시도가 있으나 여기에는 많은 어려움이 있다. 즉 프린팅 방법에 의한 유연 및 연신 가능한 전극의 제조는 주로 전도성 있는 금속 나노입자들을 사용하여 잉크를 제작하고 이를 프린팅 하는 방법에 집중되어 있다. 그러나, 이렇게 제작한 잉크는 점도가 너무 높아 스크린 프린팅과 같은 복잡하고 시간을 많이 필요로 하는 방법을 사용해야 하는 단점이 있었다.
따라서, 종래 제조방법보다 단순하고 시간 소모가 적은 유연 및 연신 가능한 전극을 제조할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 종래의 제조방법보다 단순하고 시간 소모가 적은 유연 및/또는 연신 가능한 전극 적층체의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 상기와 같은 제조방법에 의해 제조되며 다양한 유연 및 연신성 전자소자에 적용될 수 있는 전극 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 상기와 같은 전극 적층체를 포함하는 전기화학적 발광 소자를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 오목부를 포함하는 유연 기판; 및 상기 오목부에 형성되고 금속 나노입자를 포함하는 전극;을 포함하는 전극 적층체에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 전극 적층체에 있어서, 상기 오목부가 상기 기판의 일면에 패턴 형상으로 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 전극이 고분자를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 고분자가 상기 유연 기판과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 오목부가 상기 금속 나노입자를 포함하는 프린트 용액이 기판 표면에서 기판 내부로 함침되어 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 기판이 SBS 블록공중합체(polystyrene-block-polybutadien-block-polystyrene copolymer), SEBS 블록공중합체(polystyrene-block- poly(ethylenebutylene)-block-polystyrene copolymer), SIS 블록공중합체(polystyrene-block-polyisoprene-block-polystyrene copolymer), SB 블록공중합체(polystyrene-block-polybutadiene copolymer), SMMA 블록공중합체(polystyrene-block-poly(methyl methacrylate) copolymer), SEO 블록공중합체(polystyrene-block-poly(ethyleneoxide) copolymer), SVP 블록공중합체(polystyrene-block-poly(vinylpyridine) copolymer) 및 폴리우레탄(polyurethane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속 나노입자가 Ag, Au, Pt, Al, Cu, Pd, Li 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속 나노입자가 은을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 하나의 양상은, 상기와 같은 전극 적층체를 포함하는 하부 전극; 상기 하부 전극 상에 형성되는 전기화학적 발광 겔; 및 상기 전기화학적 발광 겔 상에 형성되는 상부 전극;을 포함하는 전기화학적 발광 소자에 관한 것이다.
본 발명의 또 하나의 양상은, (a) 유연 기판 상에, 금속 전구체, 유기용매 및 블록공중합체를 포함하는 도전성 프린트 잉크를 프린트함으로써 상기 유연 기판에 함침된 도전성 프린트 잉크 패턴을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 도전성 프린트 잉크 패턴을 환원시켜 전극 적층체를 제조하는 단계;를 포함하는 전극 적층체의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 전극 적층체의 제조방법에 있어서, 상기 도전성 프린트 잉크를 프린팅하는 단계가 노즐 또는 잉크젯 프린터를 이용하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 기판 상에 프린팅된 도전성 프린트 잉크가 기판의 표면에서 기판 내부로 부풀어(swell) 함침될 수 있다.
또한, 상기 도전성 프린트 잉크를 프린팅하는 단계가 기판 상의 동일한 영역에 대하여 복수 회 수행될 수 있다.
또한, 상기 기판이 SBS 블록공중합체, SEBS 블록공중합체, SIS 블록공중합체, SB 블록공중합체, SMMA 블록공중합체, SEO 블록공중합체, SVP 블록공중합체 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속 전구체의 금속 이온이 Ag, Au, Pt, Al, Cu, Pd, Li 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 이온을 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속 전구체가 CF3COOAg, AgNO3, AgCl, HAuCl4, CuCl2, PtCl2 및 PtCl4, CF3COO2Pd, CF3CO2Li, Zn(CF3COO)2 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기용매가 아세톤, 부타논, 메탄올, 에탄올 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 고분자가 SBS 블록공중합체, SEBS 블록공중합체, SIS 블록공중합체, SB 블록공중합체, SMMA 블록공중합체, SEO 블록공중합체, SVP 블록공중합체 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 상에 프린팅된 도전성 프린트 잉크 패턴을 환원시키는 단계가 프린팅이 완료된 기판을 환원제 용액에 담가 환원시키는 것일 수 있다.
또한, 상기 환원제가 하이드라진(N2H4), 붕화수소나트륨(NaBH4), 포름알데하이드(HCHO) 및 수산화나트륨(NaOH)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전극 적층체의 제조방법은 금속 전구체와 유기용매를 잉크로 사용하기 때문에 노즐 및 잉크젯 프린팅에 직접 적용할 수 있는 장점이 있다. 특히 프린터를 사용하기 때문에 패터닝의 자유도가 매우 높아지고, 전극 소자의 재현성, 신뢰성이 확보될 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 제조방법에 따르면 특별한 후처리 없이 잉크를 프린팅한 후 환원시키는 것만으로도 잉크가 프린팅하는 기판 내부에까지 부풀면서(swell) 침투하기 때문에 후에 필름 표면뿐만 아니라 내부에도 전도성 경로(conducting path)를 만드는 은나노 입자들이 생성되기 때문에 전극에 기계적인 스트레스가 가해져도 전극의 저항이 크게 증가하지 않게 유지시켜주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 전극 적층체의 제조방법의 과정을 나타내는 개략적 도면 및 이에 의해 제조된 전극 적층체의 TEM(transmission electron microscope) 이미지이다.
도 2는 기판 상에 인쇄된 도전성 라인 패턴의 SEM(scanning electron microscope) 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따른 전극 적층체의 전기적 특성을 도시한 그래프이다.
도 4의 A는 본 발명에 따른 전극 적층체를 포함하는 전기화학적 발광 소자의 모식적 도면이고, 도 4의 B는 전기를 통전한 전기화학적 발광 소자의 실제 구현 사진이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본원에서 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. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 "형성되어" 있다거나 "적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 기판 상에 프린팅된 도전성 라인 패턴의 SEM 이미지이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조방법은, (a) 유연 기판 상에, 금속 전구체, 유기용매 및 블록공중합체를 포함하는 도전성 프린트 잉크를 프린트함으로써 상기 유연 기판에 함침된 도전성 프린트 잉크 패턴을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 도전성 프린트 잉크 패턴을 환원시켜 전극 적층체를 제조하는 단계;를 포함한다.
(1) 도전성 프린트 잉크의 제조:
먼저, 유기용매에 금속 전구체 및 소량의 블록공중합체를 녹여 도전성 프린트 잉크를 제조한다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 전구체의 금속 이온으로는 Ag, Au, Pt, Al, Cu, Pd, Li 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 이온을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 금속 전구체로 은 트리플루오로아세테이트(silver trifluoroacetate)을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유기용매로는 아세톤, 부타논, 메탄올, 에탄올, 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아세톤 또는 에탄올을 사용할 수 있다. 여기에서 금속 전구체인 은 트리플루오로아세테이트는 아세톤 및 에탄올과 같은 용매에서 매우 높은 용해도를 나타낸다.
본 발명에 따르면 프린트 잉크에 소량의 고분자를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 고분자의 기능에 대해서는 뒤에서 상세히 설명한다. 본 발명에 있어서, 상기 고분자로는 SBS 블록공중합체, SEBS 블록공중합체, SIS 블록공중합체, SB 블록공중합체, SMMA 블록공중합체, SEO 블록공중합체, SVP 블록공중합체 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 SBS 블록공중합체를 사용할 수 있다.
(2) 유연 및 연신성 기판의 제공;
본 발명은 유연 및 연신성 기판 상에 상기와 같이 제조된 도전성 프린트 잉크를 프린팅하는 것을 그 내용으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 유연 및 연신성 기판으로는 SBS 블록공중합체, SEBS 블록공중합체, SIS 블록공중합체, SB 블록공중합체, SMMA 블록공중합체, SEO 블록공중합체, SVP 블록공중합체 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 기판을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 SBS 블록공중합체 필름을 사용하는 것이 좋다.
(3) 기판 상에 도전성 프린트 잉크를 프린팅;
본 발명에 따르면, 상기와 같이 제조된 도전성 프린트 잉크를 기판 상에 프린트함으로써 기판 상에 도전성 프린트 잉크 패턴을 형성한다. 이때, 본 발명에 따르면 프린트 잉크가 프린팅되는 기판 내부에까지 부풀면서(swell) 침투하기 때문에 후에 환원 과정을 거치면 필름 표면뿐만 아니라 내부에도 전도성 경로(conducting path)를 만드는 금속 나노 입자들이 생성되기 때문에 전극에 기계적인 스트레스가 가해져도 전극의 저항이 크게 증가하지 않게 유지시켜주는 효과가 있다. 이와 같이 잉크가 부풀면서 기판 내부까지 침투하는 현상은 (1)금속 전구체(은 트리플루오로아세테이트)와 블록공중합체 사슬의 이중결합(double bonds) 및 아로마틱 링(aromatic rings)과의 배위(coordination) 효과와 (2)용액 확산(solution diffusion) 효과가 결합되어 나타나는 현상이다.
또한, 본 발명은 도전성 프린트 잉크를 프린팅하는 단계가 노즐 및 잉크젯 프린터를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 금속 전구체와 유기 용매를 프린트 잉크로 사용하기 때문에 노즐 또는 잉크젯 프린팅에 직접 적용할 수 있는 장점이 있다. 특히 프린터를 사용함으로써 패터닝의 자유도가 매우 높아지고, 전극 소자의 재현성 및 신뢰성이 확보될 수 있다.
본 발명에 있어서, 기판 상에 잉크가 프린팅되면 프린팅된 잉크가 기판의 측면 방향으로 빠르게 퍼지기 때문에 이를 방지하기 위하여 금속 전구체와 유기용매의 혼합 용액에 소량의 블록공중합체, 바람직하게는 SBS 블록공중합체를 첨가하여 잉크의 점도를 증가시키는 것이 좋다.
또한, 본 발명에 따르면 기판 상에 프린트 잉크를 프린팅한 후에 동일한 장소에 복수 회 프린팅을 수행함으로써 잉크가 기판 내부로 더욱 효과적으로 침투되게 할 수 있다.
(4) 프린팅된 부분의 환원;
상기와 같이 프린팅이 완료된 기판은 이어서 환원제 용액에 담가서 프린팅된 부분을 환원시킨다.
본 발명에 있어서, 상기 환원제로는 하이드라진(N2H4), 붕화수소나트륨(NaBH4), 포름알데하이드(HCHO) 및 수산화나트륨(NaOH)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기와 같이 금속 전구체를 화학적 환원(chemical reduction)시킴으로써 금속 전구체가 금속 나노입자들로 전환되어 기판의 표면에서부터 내부까지 침투된 구조(surface-embedded structure)의 유연 및 연신성 전극 적층체가 제조된다.
도 1의 오른쪽 상단 사진은 1회 프린팅하여 제조된 전극 단면의 TEM 이미지로서, 기판의 표면에서부터 기판의 약 2 ㎛ 깊이까지 은 나노입자들이 형성되어 있는 것을 보여준다. 그러나, 기판의 표면에서부터 내부까지 은 나노입자들이 완전하게 연결되어 있지는 않다. 한편 도 1의 오른쪽 하단 사진은 5회 프린팅하여 제조된 전극 단면의 TEM 이미지로서, 기판의 표면에서부터 기판의 내부까지 은 나노입자들이 연결되어 있는 것을 보여준다.
도 2는 라인(line) 패터닝된 전극의 SEM 이미지로서 기판 표면에 은 나노입자들이 명확하게 분포되어 잇는 것을 보여준다.
상기와 같이 제조된 전극 적층체는 웨어러블 기기(wearable device) 등을 포함하여 다양한 전자소자에 적용될 수 있다.
도4의 A는 본 발명에 따른 전극 적층체를 포함하는 전기화학적 발광 소자의 모식적 도면이다. 도 4의 A를 참조하면, 본 발명에 따른 전기화학적 발광 소자는 전극 적층체를 포함하는 하부 전극; 상기 하부 전극 상에 형성되는 전기화학적 발광 겔; 및 상기 전기화학적 발광 겔 상에 형성되는 상부 전극;을 포함하여 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 유연 및 연신성 전극 적층체의 제조(5회 프린팅)
0.5g 의 은 트리플루오로아세테이트를 아세톤 0.5g에 녹이고, 2mg의 SBS를 추가하여 완전히 용해되도록 격렬히 교반하였다. 준비된 은 전구체 잉크는 사용 전까지 Parafilm(Bemis)으로 실링하여 냉장고에 보관하였다.
이어서, 두께 2 ㎛의 SBS 필름 상에 노즐 프린터(Musashi, Image Master 350PC)를 이용하여 은 전구체 잉크를 라인 형태로 프린팅하였다. 프링팅은 직경 200 ㎛ 의 헤더를 사용하였으며, 프린터 헤더의 속도는 100mm/s로 유지하였다.
상기와 같은 프린팅 작업을 각각의 기판에 대하여 5회 수행하였다. 이어서, 상기와 같이 프린팅 된 기판들을 희석한 하이드라진 수화물 용액에 약 1시간 침지시켜 은 전구체를 환원하여 기판의 표면에서부터 기판의 내부까지 은 나노입자들이 연결된 유연 및 연신성 전극 적층체를 제조하였다.
실시예 2: 유연 및 연신성 전극 적층체의 제조(1회 프린팅)
프린팅 작업을 1회만 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
소자실시예 1: 전기화학적 발광(ELC, electrochemiluminescence) 디스플레이의 제조
아세톤 14g, poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) 2g 및 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide 12g을 혼합한 후 초음파 처리하여 ECL 겔을 제조하였다.
이어서, 실시예 1과 같이 제조된 전극 적층체 상에 스페이서를 위치시키고 그 사이의 전극 상에 ELC 겔을 코팅하였다. 코팅된 ELC 겔 층 상에 유연(flexible) ITO를 위치시키고 이를 상부 전극으로 하여 도 4의 A에 개략적으로 도시된 바와 같은 ELC 디스플레이를 제조하였다. AC 전압을 발생시키기 위해서 함수발생기(KEYSIGHT, 33210A)를 사용하였다(Vpp = 7V, frequency of 50 Hz).
도 4의 B는 상기와 같이 제조된 ELC 디스플레이를 동축 방향으로 스트레인(unilateral strains) 전과 후의 사진이다(ε=30%). 도 4의 B를 참조하면 스트레인된 상태에서 발광이 향상되었음을 알 수 있으며, 이는 신장에 의하여 발광 영역이 증가했기 때문이다.
시험예 : 프린팅된 전극의 전기적 특성 분석
도 3의 A는 SBS 필름(두께 2 ㎛)에 라인 패터닝(라인 폭 200 ㎛)된 전극의 프린팅 횟수에 따른 저항의 변화를 도시한다. 도 3의 A를 참조하면, 저항은 1회 프린팅한 경우 42 Ω/cm 에서 2회 프린팅한 경우 22 Ω/cm 로 감소하였으며, 이후에는 점차적으로 감소하여 5회 프린팅 경우 포화 값인 6 Ω/cm 에 도달하였다.
도 3의 B는 ε=50%까지 동축 방향 스트레인(strains)에 대한 전극의 응답을 도시한다. 스트레인은 라인 방향에 평행하게 적용되었다. 도 3의 B를 참조하면, 1회 프린팅한 전극의 경우 외부 스트레인에 대해 민감한 응답을 나타냈으며, 따라서 이러한 전극은 piezo-resistive 스트레인 센서로 사용될 수 있다. 반대로 5회 프린팅한 전극의 경우 ε=30% 스트레인까지 저항 변화가 거의 없었으며, 따라서 이러한 전극은 연신성 회로에 사용될 수 있음을 보여준다.
도 3의 C는 1회 프린팅한 전극에 대해 ε= 10%, 20%, 30% 에서 300회의 연신 사이클(stretching cycle) 동안의 상대적인 저항 변화를 도시한다. 도 3의 C를 참조하면, 기계적 변형 하에서 상대적인 저항 변화는 매우 높은 안정성을 나타낸다.
도 3의 D는 1회 프린팅한 전극에 대해 작은 스트레인 영역(ε≤ 5%)에서 휨 시험(bending test) 동안의 상대적인 저항 변화를 도시한다. 도 3의 D를 참조하면, 상기 전극은 통상적인 연신성 스트레인 센서가 높은 센싱 해상도를 갖지 못하는 매우 작은 스트레인 영역(ε≤ 1%)을 포함하여 전체 스트레인 영역에서 선형적 응답을 나타냈다. 이는 1회 프린팅한 기판이 낮은 스트레인 영역에서 높은 센싱 해상도를 가짐과 동시에 ε=50% 의 높은 스트레인까지 안정적으로 연신성을 가짐을 나타낸다.
전극을 1회 프린팅한 경우도 은 나노입자들이 내부로 어느 정도 함침되어 있지만 conducting path를 이룰 수 있을 정도가 아니기 때문에 전도도를 향상시켜주지는 못하나, 전극을 5회 프린팅한 경우 내부에서 은 나노입자들이 conducting path를 이루기 때문에 스트레인에 따른 저항 변화가 거의 없음을 알 수 있다. 이는, 1회 프린팅한 전극의 경우 박막 센서에의 적용에 적합하고 특히 5회 프린팅한 전극의 경우 연신성 전극으로 매우 적합함을 시사한다고 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 오목부를 포함하는 유연 기판; 및
    상기 오목부에 형성되고, 금속 나노입자를 포함하는 전극;을 포함하고,
    상기 기판이 SBS 블록공중합체, SEBS 블록공중합체, SIS 블록공중합체, SB 블록공중합체, SMMA 블록공중합체, SEO 블록공중합체 및 SVP 블록공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 오목부가 상기 금속 나노입자를 포함하는 프린트 용액이 기판의 표면에서 기판 내부로 함침되어 형성되고,
    상기 전극이 SBS 블록공중합체, SEBS 블록공중합체, SIS 블록공중합체, SB 블록공중합체, SMMA 블록공중합체, SEO 블록공중합체 및 SVP 블록공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자를 추가로 포함하고,
    상기 기판이 포함하는 블록공중합체가 상기 전극이 포함하는 고분자와 동일한 것인, 전극 적층체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오목부가 상기 기판의 일면에 패턴 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속 나노입자가 Ag, Au, Pt, Al, Cu, Pd, Li 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속 나노입자가 은을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  9. 제1항에 따른 전극 적층체를 포함하는 하부 전극;
    상기 전극 적층체의 전극 상에 형성되는 전기화학적 발광 겔; 및
    상기 전기화학적 발광 겔 상에 형성되는 상부 전극;을
    포함하는 전기화학적 발광 소자.
  10. (a) 유연 기판 상에, 금속 전구체, 유기용매 및 고분자를 포함하는 도전성 프린트 잉크를 프린트함으로써 상기 기판에 함침된 도전성 프린트 잉크 패턴을 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 도전성 프린트 잉크 패턴을 환원시켜 전극 적층체를 제조하는 단계;를 포함하고,
    상기 기판이 SBS 블록공중합체, SEBS 블록공중합체, SIS 블록공중합체, SB 블록공중합체, SMMA 블록공중합체, SEO 블록공중합체 및 SVP 블록공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 기판 상에 프린팅된 도전성 프린트 잉크가 기판의 표면에서 기판 내부로 부풀어(swell) 함침되고,
    상기 고분자가 SBS 블록공중합체, SEBS 블록공중합체, SIS 블록공중합체, SB 블록공중합체, SMMA 블록공중합체, SEO 블록공중합체 및 SVP 블록공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 기판이 포함하는 블록공중합체가 상기 도전성 프린트 잉크가 포함하는 고분자와 동일한 것인, 전극 적층체의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도전성 프린트 잉크를 프린팅하는 단계가 노즐 또는 잉크젯 프린터를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전극 적층체의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 도전성 프린트 잉크를 프린팅하는 단계가 기판 상의 동일한 영역에 대하여 복수 회 수행되는 것을 특징으로 하는 전극 적층체의 제조방법.
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서,
    상기 금속 전구체의 금속 이온이 Ag, Au, Pt, Al, Cu, Pd, Li 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 금속 전구체가 CF3COOAg, AgNO3, AgCl, HAuCl4, CuCl2, PtCl2, PtCl4, CF3COO2Pd, CF3CO2Li, 및 Zn(CF3COO)2 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체의 제조방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 유기용매가 아세톤, 부타논, 메탄올, 에탄올 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체의 제조방법.
  18. 삭제
  19. 제10항에 있어서,
    상기 기판 상에 프린팅된 도전성 프린트 잉크 패턴을 환원시키는 단계가 프린팅이 완료된 기판을 환원제 용액에 담가 환원시키는 것을 특징으로 하는 전극 적층체의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 환원제가 하이드라진(N2H4), 붕화수소나트륨(NaBH4), 포름알데하이드(HCHO) 및 수산화나트륨(NaOH)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체의 제조방법.
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