초록 ▼

연구의 목적 및 내용
투명 신축성 전자기술 (transparent stretchable electronics) 구현을 위한 투명 신축성 소재 (전극/배선, 절연체, 반도체 소재 등) 창출, 신축성 확보를 위한 역학적 구조설계, 소자적용 연구를 통한 원천기술 확보
o 투명 신축성 소재 및 패턴 구조 연구
o 신축성 확보를 위한 역학적 모델링 및 구조설계
o 신축성 소자 구현을 위한 3차원 적층 구조설계, 공정 및 소자 적용연구

연구결과
o 투명 신축성 소재 및 패턴 구조 연구
- 신축성을

연구의 목적 및 내용
투명 신축성 전자기술 (transparent stretchable electronics) 구현을 위한 투명 신축성 소재 (전극/배선, 절연체, 반도체 소재 등) 창출, 신축성 확보를 위한 역학적 구조설계, 소자적용 연구를 통한 원천기술 확보
o 투명 신축성 소재 및 패턴 구조 연구
o 신축성 확보를 위한 역학적 모델링 및 구조설계
o 신축성 소자 구현을 위한 3차원 적층 구조설계, 공정 및 소자 적용연구

연구결과
o 투명 신축성 소재 및 패턴 구조 연구
- 신축성을 갖는 유기/무기 다층 절연체를 이용하여 소자의 전기적 특성 향상
- 전도성 폴리머와 그래핀 나노 쉬트를 이용하여 나노복합체 전극 소재 합성 완료
- 개발된 유기/무기 나노복합체 전극의 stretching test를 통하여 기계적 신뢰성 확보
- 전유기 소재를 이용한 신축성 소자를 폴리머 기판 상에 구현
- 유연성 기판 상에 구현된 전유기 소자의 감지 특성 확보(3가지 이상)
- 개발된 투명 신축성 소재 또는 소자의 광학, 기계, 전기적 특성 평가 완료
o 신축성 확보를 위한 역학적 모델링 및 구조설계
- 신축성 기판 상 산화물 TFT 소자의 기계적 변형에 대한 구조적 특성 계산 및 실험적 결과와 비교 분석
- 실험적 결과를 바탕으로 하여 OTFT 소자의 열적 특성 분석
- 유한요소해석 프로그램을 이용하여 신축성 소자의 역학적 타당성 검증
- 신축성 기판 상 구현된 산화물 소자의 응력 최소화를 위한 역학적 설계
o 신축성 소자 구현을 위한 3차원 적층 구조설계, 공정 및 소자 적용연구
- 단층 박막 소재 패턴의 신축성 확보를 위한 구조 설계 및 제작
- 전사공정을 통해 제작한 신축성 산화물 TFT의 기계적 안정성 확보
- 투명하면서 신축성을 가지는 소자 제작을 위한 배선, 절연막 소재에 대한 연구

연구결과의 활용계획
- 고유전성을 가지는 유기/무기 다층 절연막에 대한 연구를 통해 신축성 소재 또는 소자의 전기적, 기계적 특성 향상 연구
- 개발된 나노복합체 전극 물질의 소자 적용 시 고려되는 patterning 방법 등에 대한 심층적 연구가 필요함
- 본 연구에서 개발된 전유기 소자의 경우 투명하면서 유연성을 가지는 장점을 이용해 디스플레이 등 다양한 분야에 적용 가능.
- 전사공정을 이용한 산화물 소자의 경우 고성능 소자 구현을 위해 불가피한 고온 annealing 공정에 상관없이 신축성 기판 상에 구현 가능

Abstract ▼

Purpose&contents
A cquiring original technologies through the development of transparent and stretchable materials (semiconductor, electrode/interconnect, inorganic materials), mechanics-based design of the layers for stretchability improvement, and application study to stretchable devices
o

Purpose&contents
A cquiring original technologies through the development of transparent and stretchable materials (semiconductor, electrode/interconnect, inorganic materials), mechanics-based design of the layers for stretchability improvement, and application study to stretchable devices
o development of transparent and stretchable materials
o modeling and mechanics-based design for stretchable device
o design of 3D stacked structure, process development, and application study for transparent & stretchable devices

Result
o development of transparent and stretchable materials
- improve electrical characteristics of devices using stretchable organic/inorganic multi-stacked gate dielectrics - developing nanocomposite electrodes using conductive polymers & graphene nano sheet
- obtaining the stretchability of developed nanocomposite electrodes
- fabricating stretchable devices based on all-organic materials on the stretchable substrate
- developing multi-responsive devices that can detect three stimuli
- evaluating optical, mechanical, electrical properties of developed transparent stretchable materials & devices
o modeling and mechanics-based design for stretchable device - calculating & analyzing structural properties of OTFT compared to experimental results
- analyzing thermal properties of OTFT using experimental data
- verifying the mechanical validity of stretchable devices using FEM
- designing for reducing strain of oxide TFT on stretchable devices
o design of 3D stacked structure, process development, and application study for transparent & stretchable devices - designing & fabricating patterns of thin films for obtaining stretchability
- obtaining the mechanical stability of stretchable devices using transfer processes
- studying materials as the electrode & insulator for fabricating transparent stretchable devices

Expected Contribution
- studying improvement of electrical & mechanical properties about multi-stacked gate dielectric layers based on high-k materials
- research of patterning processes applied to devices based on developed nanocomposite electrode materials
- possible to apply transparent flexible all-organic devices to various fields
- possible to fabricate oxide TFT on stretchable substrates regardless high annealing temperature

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서(평가용) ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 33
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 34
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 35
• 7. 주관연구책임자(공동연구원) 대표적 연구실적 ... 36
• 8. 참고문헌 ... 37
• 9. 연구성과 ... 38
• [별첨1] ... 45