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나노물질의 선택적 레이저소결을 이용한 유연전기소자 구현 연구현황
Status of Research on Selective Laser Sintering of Nanomaterials for Flexible Electronics Fabrication 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.35 no.5 = no.308, 2011년, pp.533 - 538  

고승환 (카이스트 기계항공공학부)

초록
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대부분의 유연전기소자는 플라스틱, 옷감, 종이와 같이 고온에 민감한 물질이기 때문에 열에 민감한 기판 위에 금속을 증착하고 패터닝할 수 있는 저온 공정의 개발이 필요하다. 최근 기존의 광식각과 진공증착 방법을 이용하지 않고 액상으로 금속 나노입자의 박막을 형성하고 선택적 레이저 소결을 이용하여 플라스틱에 열적손상을 최소화하고 고해상도의 금속 패터닝을 방법이 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 본 연구실에서 활발히 수행중인 나노물질의 선택적 레이저소결법을 이용하여 유연 디스플레이와 유연태양전지와 같은 유연전기소자의 개발 동향에 대해 알아보고 앞으로의 발전방향에 대해 논의한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A plastic-compatible low-temperature metal deposition and patterning process is essential for the fabrication of flexible electronics because they are usually built on a heat-sensitive flexible substrate, for example plastic, fabric, paper, or metal foil. There is considerable interest in solution-p...

주제어

#선택적 레이저 소결   #유연전기소자   #나노입자   #저온공정   #마스크리스 공정  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이런 연구와 관련하여 본 연구실은 나노입자의 박막형성과 그의 레이저 저온 소결공정을 이용하는 새로운 고해상도 저온 금속 패터닝 공정을 개발하였고 다양한 응용분 야에 성공적으로 적용하였다. 본 논문은 본 연구실에서 개발된 나노물질과 레이저 저온 소결을 이용한 다양한 인쇄전자공정의 유연전기소자로 적용에 대한 연구 동향에 대해 알아보고 앞으로의 방향에 대해 논의 한다.
  • 유연전기소자를 구현하기 위해 기존의 광식각및 진공증착을 이용하지 않고 나노물질과 그의 레이저 저온 소결 공정을 이용하는 새로운 공정이 개발되었다. 유연전기소자중 특히 유연 디스플레 이와 유연 태양전지에 적용하기 위해 개발된 나노 입자의 저온 레이저 공정에 대한 동향에 대해 알아보았다. 첫번째로, 금속 나노 입자를 이용한 다양한 저온 금속 패터닝 공정들과 그 공정을 이용하여 플라스틱 기판위에 전기소자를 구현하는 다양한 연구, 두번째로 열에 민감한 유기발광물질의 패터닝과 전사 방법에 관한 연구, 세번째로 산화 금속 나노입자를 이용하여 플라스틱 기판위에 다공성 나노구조체를 만들어서 고효율 염료감응형 태양전지를 만드는 연구의 동향에 대해 알아보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유연전기소자에는 열에 민감한 기판 위에 금속을 증착하고 패터닝할 수 있는 저온 공정의 개발이 필요한 이유는 무엇인가? 대부분의 유연전기소자는 플라스틱, 옷감, 종이와 같이 고온에 민감한 물질이기 때문에 열에 민감한 기판 위에 금속을 증착하고 패터닝할 수 있는 저온 공정의 개발이 필요하다. 최근 기존의 광식각과 진공증착 방법을 이용하지 않고 액상으로 금속 나노입자의 박막을 형성하고 선택적 레이저 소결을 이용하여 플라스틱에 열적손상을 최소화하고 고해상도의 금속 패터닝을 방법이 많은 연구가 활발히 진행되고 있다.
유연전기소자기판으로는 주로 무엇이 이용되는가? 뿐만 아니라 유연전기소자가 더욱 무한한 가능성을 가지는 것은 경제적인 측면이라고 할 수있다. 유연전기소자기판은 주로 플라스틱과 같은 유기물질이 사용되는데, 플라스틱은 실리콘, 유리 등의 재료에 비하면 비용이 비교가 안 될 정도로 저렴할 뿐만 아니라 기판의 대형화가 쉽다는 장점이 있다. 플라스틱은 대형화가 쉽고 무엇보다도 가장 궁극의 경제적인 공정형태인 Roll-to-Roll 공정(신문을 인쇄하듯이 두루마리처럼 말린 플라스틱 기판을 계속 공급하면서 그 위에 패턴을 연속적으로 만드는 공정)이 가능하다는 데 있다.
기존의 광식각과 진공증착 방법을 이용하지 않고 유연전기소자 구현을 위해 최근 활발히 연구되고 있는 방법은 무엇인가? 대부분의 유연전기소자는 플라스틱, 옷감, 종이와 같이 고온에 민감한 물질이기 때문에 열에 민감한 기판 위에 금속을 증착하고 패터닝할 수 있는 저온 공정의 개발이 필요하다. 최근 기존의 광식각과 진공증착 방법을 이용하지 않고 액상으로 금속 나노입자의 박막을 형성하고 선택적 레이저 소결을 이용하여 플라스틱에 열적손상을 최소화하고 고해상도의 금속 패터닝을 방법이 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 본 연구실에서 활발히 수행중인 나노물질의 선택적 레이저소결법을 이용하여 유연 디스플레이와 유연태양전지와 같은 유연전기소자의 개발 동향에 대해 알아보고 앞으로의 발전방향에 대해 논의한다.
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참고문헌 (9)

  1. Ko, S.H., 2010, “Research Status on Flexible Electronics Fabrication by Metal Nano-particle Printing Processes,” Particle and Aerosol Research, Vol. 6, No. 3, pp131-138. 

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  3. Ko, S.H., Chung, J., Pan, H., Grigoropoulos, C.P. andPoulikakos, D., 2007, “Fabrication of Multilayer Passive and Active Electric Components on Polymer Using Inkjet Printing and Low Temperature Laser Processing,” Sensors and Actuators A, 134, pp.161-168. 

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  4. Ko, S.H., Park, I., Pan, H., Grigoropoulos, C.P., Pisano,A.P., Luscombe, C.K. and Frechet, J.M.J., 2007, “Direct Nanoimprinting of Metal Nanoparticles for Nanoscale Electronics Fabrication,” Nano Letters, Vol. 7, No. 7, pp.1869-1877. 

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  7. Ko, S.H., Pan, H., Grigoropoulos, C.P., Luscombe, C.K.,Frechet, J.M.J. and Poulikakos, D., 2007, “All Inkjet Printed Flexible Electronics Fabrication on a Polymer Substrate by Low Temperature High Resolution Selective Laser Sintering of Metal Nanoparticles,” Nanotechnology, 18, 345202. 

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  8. Ko, S.H., Pan, H., Ryu, S.G., Misra, N., Grigoropoulos,C.P. and Park, H.K., 2008, “Nanomaterial Enabled Laser Transfer for Organic Light Emitting Material Direct Writing,” Applied Physics Letters 93, 151110. 

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  9. Pan, H., Ko, S.H., Misra, N. and Grigoropoulos, C.P., 2009, “Laser Annealed Composite TiO2 Electrodes for Dye-Sensitized Solar Cells on Glass and Plastics, Applied Physics Letters, 94, 071117. 

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