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제안 방법
- P 를 기본으로 합성된 전도성 폴리머(PEDOT:PSS)를 잉크재료로 선정하여 비저항, 면저항을 측정 분석하였으며, 잉크젯 분사를 위해서 압접구동 전압 및 인가 시간, 압력 등 jetting 조건을 검출하였다. Flexible printed circuit board 기판 재료로 쓰이는 polyimide 기판 위에 전도성 폴리머을 잉크젯 기법을 이용하여 전기 저항을 제작, 측정함으로써 잉크젯 프린팅 기법의 전기소자제작 가능성을 검토하였다.
- PEDOT:PSS 의 두께를 변화시키면서 면저항값과 식 (2)로부터 계산된 비저항값의 변화를 조사하였다. Fig.
- PEDOT:PSS 의 비저항을 얻기 위해서 회전도포(spincoating)법을 이용하여 박막으로 제조한 후 면저항 (sheet resistance)과 두께를 측정하여 식(1)로부터 비저항 값을 계산하였다. 두께 변화에 따른 면저항과 비저항 값의 변화를 측정하기 위해서 스핀코터의 회전수를 250, 500, 750, 1000 rpm 으로 변화시켜 두께를 변화 시켰다. Curing 공정은 모두 시편에 대하여 동일하게 200℃에서 1 분 동안 수행하였다.
- Curing 공정은 모두 시편에 대하여 동일하게 200℃에서 1 분 동안 수행하였다. 박막의 두께를 측정하기 위하여 주사전자현미경으로 단면을 촬영하였으며, 면저항은 4-point probe 를 이용하여 측정하였다.
- 본 연구에서는 BAYTRON®P 를 기본으로 합성된 전도성 폴리머(PEDOT:PSS)를 잉크재료로 선정하여 비저항, 면저항을 측정 분석하였으며, 잉크젯 분사를 위해서 압접구동 전압 및 인가 시간, 압력 등 jetting 조건을 검출하였다.
- 분사된 잉크 액적을 관찰하기 위해서 잉크젯 구동용 신호와 동기화된 고휘도 LED 광원 및 CCD 카메라를 이용하여 인가 구동신호에 따른 액적의 크기, 속도, 궤적 등의 분사 특성을 관찰하였다.
- 저항 제작 후 선폭과 두께를 광학식 현미경과 접촉식 surface profiler 를 이용하여 측정하였다. 길이 8mm 의 저항을 선폭을 변화 시키면서 제작하여 실제 측정값을 측정하였으며, 식(2)에 의하여 계산된 값과 비교, 검토하였다.
- 저항 제작을 위해 전도성 폴리머인 PEDOT:PSS 잉크의 비저항, 면저항을 박막두께 변화에 대하여 측정 분석하였다. 실험결과로부터 기판에 상관없이 비저항값은 비교적 일정한 값을 가짐을 확인할 수 있었지만, 면저항값은 PI 필름에 코팅된 박막이 유리기판에 비해 10 배정도 높음을 알 수 있었다.
- 저항소자는 잉크 분사 실험에서 최적화된 분사 조건으로 PI 필름 위에 PEDOT:PSS 를 분사 프린팅하여 제작하였다. 설계된 저항의 길이는 8mm 이며, 잉크젯 분사회수를 조절하여 저항의 폭을 변화시켰다.
대상 데이터
- (MA, USA)에서 제공하는 BAYTRON®P 와 기타 폴리머, 그리고 솔벤트를 Table 1 의 조성비로 혼합하여 제조된 전도성 폴리머 PEDOT:PSS 를 인스콘사(InsCon Tech Co., Korea)로부터 제공받았다.
- 실험결과로부터 기판에 상관없이 비저항값은 비교적 일정한 값을 가짐을 확인할 수 있었지만, 면저항값은 PI 필름에 코팅된 박막이 유리기판에 비해 10 배정도 높음을 알 수 있었다. 8mm 길이의 PEDOT:PSS 저항을 PI 필름 기판에 잉크젯 프린팅하여 제작하였으며, 선폭은 약 79.53 ㎛, 178.91 ㎛, 253.51 ㎛으로 변화시켰다. 제작된 PEDOT:PSS 저항의 값은 3kΩ 에서 수 MΩ 을 갖는 것으로 측정 되였으며, 측정값과 계산값을 비교한 결과, 제작된 저항 중 가장 높은 저항값(~2.
- 점도는 27 cP 표면장력은 29 dyne/cm 로 측정되었다[5]. 기판은 내열성이 강한 polyimide (PI) 필름과 유리기판을 사용 하였다.
- 본 연구에서 사용된 전도성 폴리머는 poly(3,4-ethylene dioxythiophene)poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)이다[4]. H.
- 저항소자는 잉크 분사 실험에서 최적화된 분사 조건으로 PI 필름 위에 PEDOT:PSS 를 분사 프린팅하여 제작하였다. 설계된 저항의 길이는 8mm 이며, 잉크젯 분사회수를 조절하여 저항의 폭을 변화시켰다. Fig.
- 3 은 제작된 저항의 현미경사진을 보여준다. 제작된 PEDOT:PSS 저항의 선폭은 약 79.53 ㎛, 178.91 ㎛, 253.51 ㎛이며, 두께는 약 120 nm, 206 nm, 300 nm 로 측정되었다.
데이터처리
- 저항 제작 후 선폭과 두께를 광학식 현미경과 접촉식 surface profiler 를 이용하여 측정하였다. 길이 8mm 의 저항을 선폭을 변화 시키면서 제작하여 실제 측정값을 측정하였으며, 식(2)에 의하여 계산된 값과 비교, 검토하였다.
이론/모형
- PEDOT:PSS 의 비저항을 얻기 위해서 회전도포(spincoating)법을 이용하여 박막으로 제조한 후 면저항 (sheet resistance)과 두께를 측정하여 식(1)로부터 비저항 값을 계산하였다. 두께 변화에 따른 면저항과 비저항 값의 변화를 측정하기 위해서 스핀코터의 회전수를 250, 500, 750, 1000 rpm 으로 변화시켜 두께를 변화 시켰다.
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