Metal mesh is the most promising alternative to ITO due to its high optical and electrical performances. However, expensive and complex processes such as electron beam lithography or nanoimprint lithography lead to difficulties in the large-area process. To decrease the fabrication cost, electrospinning lithography, one of the patterning methods by using electrospun mask fibers, is drawing attention. Because it is easy to control the electrical and optical properties of electrode by a simple process and it is suitable for the large-area process. But, the electrode, made by electrospinning lithography, has low conductivity, high surface roughness and the low adhesion force between metal and substrate resulting in low flexibility. In this study, Cu micro-belt network (Cu MBN) based electrode is fabricated via electrospinning lithography with a wet etching process. To solve the problem of low electrical conductivity, the thickness of Cu MBN was increased from 100 nm to 300 nm in order to improve the electrical conductivity without sacrificing the transmittance of the electrode. As a result, the electrode having the best electrical, optical properties among existing research about Cu mesh made by electrospinning lithography was obtained. With this, to solve the low flexibility and high surface roughness, the Cu MBN was embedded in colorless polyimide film by solution casting process. Due to its embedded structure, the electrode shows high electrical conductivity, transparency, excellent mechanical stability, flexibility, and low surface roughness. Besides, the embedded Cu MBN shows excellent thermal stability, despite low oxidation resistance of Cu owing to embedded structure and high thickness of the electrode. Therefore, the Cu MBN was applied as a flexible heater. As a result, high thermal stability of cPI and excellent thermal conductivity of Cu MBN lead to high saturation temperature $(120 ^\circ C)$ at very low voltage (2.3 V).
투명전극 물질로서 가장 널리 쓰이고 있는 물질은 ITO와 같은 전도성 금속 산화물이다. 그러나, 금속 산화물의 경우 쉽게 깨지는 성질 때문에 유연한 투명전극 물질로는 적합하지 않아 이를 대체할 물질에 대한 연구가 활발히 되고있다. 이러한 대체물질로서 높은 전기적, 광학적 특성을 가지는 금속 메쉬가 가장 각광받고 있으나, 금속 메쉬의 경우 복잡하고 비싼 공정을 통해 제조되기 때문에 대면적 생산이 어렵다. 본 연구에서는, 금속 메쉬 제조 공정의 비용을 줄이기 위해, 전기방사법을 통해 만들어진 섬유를 식각 마스크로 사용하는 방법으로 금속 메쉬 형태의 구리 마이크로벨트 네트워크를 기반으로 한 전극을 제조하였다. 이때, 전기방사법을 이용한 리소그래피의 최대 단점인 낮은 전도성을 해결하기 위해 금속의 두께를 증가시켜 기존 논문들 중 가장 우수한 전기적, 광학적 성질을 가지는 전극을 제조하였다. 이와 함께 전극의 표면 평탄도를 높이고 기판사이의 접착력을 높여 전극의 기계적, 화학적 안정성을 향상시키기 위해 본 전극을 유연하고 무색 투명한 폴리이미드 기판에 내장시켰다. 이를 통해 높은 전기적, 광학적 성질뿐만 아니라, 우수한 물리적, 열적 안정성과 신뢰성을 가진 유연 투명전극을 제조할 수 있다. 그 결과, 본 전극을 유연한 히터로 응용하였을 때, 구리의 높은 열전도성과 폴리이미드 기판에 내장된 구조 덕분에 매우 안정적이면서도 높은 히터 특성을 나타내었다.
