본 연구에서는 실버 파우더의 입자 크기, 즉 평균 입자 크기가 2㎛과 7㎛, 이렇게 2가지 실버 페이스트를 개발하였다. 이렇게 개 발된 실버 페이스트에 대해서 점도 및 점탄성, 경화후에 잔류용제 유무 확인을 위한 TGA측정, Strain에 따른 저항 변화 및 전극 표면 구조 변화에 대해서 검토하였다. 이러한 결과를 정리하면 Strain에 따른 저항 변화를 최소화하기 위해서는 실버 파우더의 입 자를 2㎛정도인 것이 가장 바람직함을 알 수 있었다.

신축성 전극을 다양한 소재와과 방식을 통해 제조되고 있으며 많은 기계적 특성 분석이 연구되고 있다. 은, 구리, 금, 나노와이어 등 다양한 금속이나 CNT, graphene, 플러렌 등을 기반으로 연구되고 있으며 대부분 높은 전도성과 신축특성을 요구하는 어플리케이션에 사용되지만 고가라는 단점이 있다. 본 연구에서는 저비용 소재와 공정으로 높은 신축특성과 반복 특성을 보유한 신축성 전극을 개발하였다. 값싼 전도성 탄소 와 흑연을 혼합하여 페이스트를 개발하였고 개발된 페이스트를 메탈마스크 인쇄 공정을 통해 TPU기판 위에 인쇄하였고 120℃에서 2시간 경화를 진행하였다. 이렇게 개발된 전극을 인장 시험과 인장 반복 시험을 통해 특성을 증명하였고 향후 어플리케이션 적용 가능여부를 확인하기 위해 무릎에 임시로 고정 후 간이 시험을 진행한 결과 20회 반복하는 동안 일정한 저항 변화를 보여줬다.

We report on stretchable electrochromic films of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) fabricated on silver nanowire (AgNW) electrodes. AgNWs electrodes are prepared on polydimethylsiloxane (PDMS) substrates using a spray coater for stretchable electrochromic applications. On top of the AgNW electrode, poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) is introduced to ensure a stable resistance over the electrode under broad strain range by effectively suppressing the protrusion of AgNWs from PDMS. This bilayer electrode exhibits a high performance as a stretchable substrate in terms of sheet resistance increment by a factor of 1.6, tensile strain change to 40%, and stretching cycles to 100 cycles. Furthermore, P3HT film spin-coated on the bilayer electrode shows a stable electrochromic coloration within an applied voltage, with a color contrast of 28.6%, response time of 4-5 sec, and a coloration efficiency of 91.0 cm2/C. These findings indicate that AgNWs/PEDOT:PSS bilayer on PDMS substrate electrode is highly suitable for transparent and stretchable electrochromic devices.

본 연구에서는 Tg가 서로 다른 폴리에스테르 바인더로 실버 페이스트를 제조하여 점도 및 점탄성를 측정하였다. 그리고 제조된 실버 페이스트를 스크린인쇄법으로 전극을 인쇄하여 folding 및 stretching test에 따른 전도성 변화 및 전극패턴의 표면형상 변화에 대해서 연구하였다. 그 결과 folding test에서는 Tg가 낮고, 높고와는 관계없이 folding횟수의 증가에 따라서 저항치가 선형적으로 증가됨을 알 수 있었다. 그러나 stretching test결과에서는 Tg에 따른 명확한 특성차이가 나타났다. 즉 신율(elongation)이 증가함에 따라서 높은 Tg을 가진 바인더로 제조된 실버 페이스트의 경우에는 40%이상에는 저항치 측정이 불가능했지만 낮은 Tg로 제조된 것은 80%까지 저항치가 측정되었다. 결론적으로 80%라는 높은 신율을 요구하는 분야에는 낮은 Tg을 가진 바인더를 사용하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.