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Title Page 2

ABSTRACT 5

Contents 7

Ⅰ. Introduction 10

1.1. Introduction of soft nanomesh electronics 10

1.2. Advantages of nanomesh devices 15

1.3. Limitations of nanomesh devices 19

Ⅱ. Experimental procedure 24

2.1. Fabrication method 24

Ⅲ. Results and discussion 26

3.1. Result of transfer printing 26

3.1.1. After transfer printing image 26

3.1.2. Electrical performance 30

3.1.3. Durability test 32

3.2. Comparison of transfer printing method and conventional PVD method with shadow mask 35

3.2.1. Breathability test 38

Ⅳ. Conclusion 40

References 42

요약문 45

List of Figures 8

Figure 1.1. Evolution of various types of wearable devices 11

Figure 1.2. Various nanofiber-mesh type wearable devices fabricated by electrospinning 12

Figure 1.3. Schematic diagram of electrospinning process 13

Figure 1.4. Conventional method to fabricate breathable device 14

Figure 1.5. On-skin type breathable device 15

Figure 1.6. Optical microscope image of nanomesh device 16

Figure 1.7. Advantages of thin substrates 17

Figure 1.8. Limitations of deposition method using shadow mask 19

Figure 1.9. Comparison of the electrical resistance between electrodes on nanomesh and... 21

Figure 1.10. Another limitation of PVD method using a shadow mask 22

Figure 2.1. Schematic diagram of transfer printing process 24

Figure 3.1. Photography of after transfer printing process 26

Figure 3.2. Optical microscope image of straight-line Au pattern on TPU nanomesh substrate 27

Figure 3.3. Optical microscope image of complicated Au pattern on TPU nanomesh substrate 28

Figure 3.4. Scanning electron microscope (SEM) image after transfer printing process 29

Figure 3.5. Electrical performance before and after transfer printing process. Resistance change... 30

Figure 3.6. Resistance change depending on electrode width 31

Figure 3.7. Bending test of nanomesh electrode fabricate by transfer printing method 32

Figure 3.8. Bending cyclic test of nanomesh electrode fabricate by transfer printing method 33

Figure 3.9. Comparison of conventional method that use shadow mask at deposition and transfer... 35

Figure 3.10. Comparison of conventional method that use shadow mask at deposition and... 37

Figure 3.11. Gas permeability measurement through weight loss of water 38

Figure 3.12. Gas permeability measurement through weight loss of water 39

초록보기

 폴리머 나노메쉬 기반 디바이스는 기존의 웨어러블 디바이스의 단점인 통기성 및 유연성을 개선하기 위해 개발되었다. 이러한 나노메쉬 기반 디바이스는 매우 얇고, 사용자의 움직임을 방해하지 않으며, 피부에 자연스럽게 밀착된다. 또한 나노메쉬의 다공성 구조로 인해 액체 및 기체가 쉽게 통과하여 땀으로 인한 피부 염증 및 가려움 등을 방지한다. 이러한 디바이스의 등각 접촉 및 통기성은 사용자의 불편함을 최소화하는 동시에 장기적인 건강 모니터링을 가능하게 한다.

이러한 장점에도 불구하고 나노메쉬 기반 통기성 디바이스에서 몇 가지 한계점들이 존재한다. 기존의 나노메쉬 기판의 높은 표면 거칠기는 전극 간의 연결이 불안정해진다. 그리고 쉐도우 마스크를 사용하는 기존의 물리적 기상 증착 방식으로는 쉐도우 효과가 나타나 고해상도 미세 패턴 제작이 어렵다. 또한 기판이 가소성 고분자 물질로 이루어져 있어 다양한 휘발성 유기화합물에 취약하다. 이로 인해 포토리소그래피와 같은 미세패턴을 활용한 다양한 디바이스 제작에 한계를 가지고 있다.

따라서 본 연구에서는 이러한 나노메쉬 디바이스 제작의 한계를 극복하고자기존의 쉐도우 마스크를 이용한 물리적 기상 증착의 대안으로 '트랜스퍼 프리팅' 방식을 도입한다. 본 연구에서 제안한 '트랜스퍼 프린팅' 기술은 포토리소그래피 공정 적용을 통해 고해상도의 미세 패턴 제작이 가능해 기존 나노메쉬 디바이스로는 불가능 했던 다중 전극 어레이, 유기 트랜지스터, 마이크로 히터 등의 제작 가능성을 보여준다.

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