Transparent electrodes are one of the essential components in modern optoelectronic devices including solar cell, light emitting diode, touch screen panel, and smart windows, all of which are increasing in demand for next generation devices such as flexible, foldable, and stretchable electronics. Indium tin oxide (ITO) are commonly used as transparent electrode due to its excellent optical transmittance and electrical conductance, but mechanical brittleness of these materials on the polymer substrate critically limits to employ them in soft electronics. For this reason, the search for new materials having mechanical stability is the important issue in this research field. Among alternatives, metal networking structures are considered as the most promising material candidate due to its outstanding conductivity of metals and mechanical flexibility of metal networks. In this thesis, new kind of ultra-tall and ultra-thin metal-based architectures are suggested for high performance transparent electrode and their practical application in soft opto-electronics. These unique three-dimensional structures based on second-ary sputtering phenomenon enable the excellent trade-off between the optical transmittance and electrical con-ductance, which leads to outstanding performance of transparent electrode.
플렉시블 디스플레이, 터치패널, 태양전지 등과 같은 전자기기를 제작하기 위해서는 가시광선 영역에서 투명하고, 높은 전도성을 가지며, 동시에 유연성을 가지는 투명전극의 개발이 필수적이다. 하지만, 현재 가장 대표적으로 이용되고 있는 투명전극 ITO(Indium Tin Oxide)는 유연하지 못하다는 단점(1~2% 대의 낮은 변형률)과 자원의 희소성 문제 때문에 플렉시블 소자로의 적용이 어려운 실정으로, 현재 다양한 물질들을 이용한 대체 재료의 개발이 대학 연구소, 국가 연구소나 대기업을 중심으로 활발히 연구되고 있다. 차세대 투명전극의 소재로 탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNT), 그래핀 (graphene), 전도성 고분자 (conducting polymer) 등과 같은 탄소의 계열 필름과 은나노와이어(silver nanowire), 메탈 메쉬 (metal mesh) 등과 같은 금속 구조체가 각광 받고 있는 가운데, 그 중에서도 구조에 의한 높은 투과도 및 유연성, 금속의 고유의 높은 전도성을 가지는 금속 구조체가 차세대 투명전극의 가장 유망한 대체 소재로 가장 주목받고 있다. 이에 본 연구자의 박사학위 논문에서는 이러한 금속 구조체 기반의 차세대 유연 투명 전극의 성능을 더욱 향상시키고자, 이차 스퍼터링 현상을 활용한 새로운 리소그래피 기술을 이용하여 고종횡비 및 고해상도를 가지는 새로운 3차원 금속 나노구조체들을 도입하여 차세대 유연 광전자 소자로 직접 활용 및 해 보았다.
