초록 ▼

□ 연구개요
❍ 저렴한 인쇄방식을 이용하여 전자제품을 생산하는 인쇄전자 분야의 산업적 중요성이 확대되고 있으나, 기존 인쇄전자용 소재와 인쇄기술들은 대부분 디스플레이나 박막 트랜지스터와 같은 박형화 전자제품의 제작에 적용하기 위하여 미세선폭화에만 초점을 맞추었기 때문에 전극의 두께는 서브 μm에 불과함
❍ 전극 선폭이 미세할 뿐만 아니라 수십 μm급의 전극 두께가 요구되는 인쇄전자 분야(예: 결정질 실리콘 태양전지)가 있으나 기존의 연구는 미세박막 전극의 개발에만 치중하였기 때문에 고종횡비의 미세전극 인쇄기술에 대한 연구

□ 연구개요
❍ 저렴한 인쇄방식을 이용하여 전자제품을 생산하는 인쇄전자 분야의 산업적 중요성이 확대되고 있으나, 기존 인쇄전자용 소재와 인쇄기술들은 대부분 디스플레이나 박막 트랜지스터와 같은 박형화 전자제품의 제작에 적용하기 위하여 미세선폭화에만 초점을 맞추었기 때문에 전극의 두께는 서브 μm에 불과함
❍ 전극 선폭이 미세할 뿐만 아니라 수십 μm급의 전극 두께가 요구되는 인쇄전자 분야(예: 결정질 실리콘 태양전지)가 있으나 기존의 연구는 미세박막 전극의 개발에만 치중하였기 때문에 고종횡비의 미세전극 인쇄기술에 대한 연구는 미흡한 실정임
❍ 본 과제에서는 비접촉 인쇄방식을 이용하여 40 μm 이하의 선폭, 30 μm 이상의 두께를 가지는 종횡비 0.75 이상의 전극을 인쇄할 수 있는 소재 및 공정에 대한 기초특성을 연구하였음

□ 연구 목표대비 연구결과
❍ 카본 나노파이버를 첨가함으로써 연신특성이 개선된 실버 페이스트를 1 mm의 거리에서 50 μm 직경의 노즐을 이용하여 150 mm/s의 속도로 인쇄함으로써 선폭 40 μm 미만, 선고 30 μm 고종횡비 미세전극을 인쇄할 수 있었음
목 표 : 고종횡비 전극 선폭 (≤40 μm)
달성도(%) : 103%
내 용 : 최소선폭 ~39 μm 달성
목 표 : 고종횡비 전극 두께(≥30 μm)
달성도(%) : 100%
내 용 : ~30 μm 이상 전극두께 달성
목 표 : 고종횡비 전극 인쇄속도(≥100 mm/s)
달성도(%) : 150%
내 용 : 150 mm/s 달성
❍ 특히, 3차년도 후기에는 전기방사를 응용하여 250 μm 노즐에서 인쇄속도 300mm/s으로 10 μm급의 전극을 인쇄하는 것에 대한 연구를 수행하였음
⦁ 선폭은 13 μm로서 독일 솔라월드 이노베이션에서 달성한 선폭 23.7 μm 및 독일 프라운호퍼 연구소에서 달성한 24.6 μm 보다 훨등히 미세함
⦁ 그러나, 실버 페이스트에 항복응력이 거의 없기 때문에 고종횡비를 달성하지 못하였으며, 추후 온도를 이용하여 고종횡비를 달성하는 방안에 대한 후속연구를 수행할 필요성이 있음

□ 연구개발결과의 중요성
❍ 결정질 실리콘 태양전지 분야에서 고종횡비 미세전극 인쇄가 요구되는데, 기존 독일 솔라월드 이노베이션에서 달성한 전극 선폭이 23.7 μm였으나 국내의 경우 88.4 μm로서 현저한 기술격차가 존재하였음
❍ 본 연구과제를 통해 13 μm 선폭까지 데몬스트레이션을 하였음
❍ 앞으로 결정질 실리콘 웨이퍼가 박형화되어감에 따라 접촉식 스크린 인쇄를 대체할 수 있는 차세대 비접촉 인쇄방식 및 신규소재에 대한 수요가 발생할 것으로 예상되며, 중소/중견기업은 창출되는 틈새시장에 신규로 진입할 수 있을 것임
❍ 실버 페이스트의 연신율 제어를 통한 미세전극 형성기술은 스마트폰 및 PCB 산업뿐만 아니라 3차원 인쇄와 같은 미래 산업분야에도 적용될 수 있을 것으로 기대됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 18
• 끝페이지 ... 24