전기수력학 인쇄 기술을 활용한 마이크로 패턴의 은전극이 임베디드 된 고 전도성 유연 전극 기판 개발
High-Conductivity Flexible Electrode Substrates with Embedded Ag Micropatterns via Electrohydrodynamic Jet Printing
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참고문헌
초록
웨어러블 장치와 헬스케어 모니터링 시스템에 대한 관심이 커지면서 기계적으로 유연하고 신축성있는 다양한 재료로 구성된 소프트 전자소자와 경제적 공정인 인쇄전자 기술이 활발히 연구되고 있다. 전기수력학 인쇄(Electrohydrodynamic jet printing, 이하 EHD 프린팅) 기술은 이론적으로는 패턴의 공정 단계를단순화하면서도 고해상도의 인쇄가 가능한 차세대 인쇄전자 기술로 떠오르고 있다. 본 연구에서는 EHD 프린팅의 전/후공정의 공정 변수가 인쇄 소자의 해상도와 물성에 미치는 영향을 체계적으로 이해하고자 하였다. 이를통해 순수 Ag 금속이 가지는 전기전도도와 유사한 2.84×105 S⋅cm-1 전기전도 도를 가지면서도 선폭 25 μm, 두께 82 nm를 가지는 전극 패턴을 구현할 수 있었다. 또한, 유연기판으로의 전사공정을 도입하여 전극의전기전도도는 유지하면서 고분자 필름 표면에 임베디드된 전극 패턴이 새겨진 유연기판을 개발할 수 있었다.
Abstract
Under the increasing interest in wearable devices and healthcare monitoring systems, there has been active research into soft electronic devices composed of mechanically flexible and stretchable materials, as well as cost-effective printed electronics technologies. Electrohydrodynamic jet (EHD) printing has emerged as a next-generation printed electronics technology, theoretically enabling high-resolution printing while simplifying the patterning process. In this study, we systematically investigated the effect of main process and post-process variables in EHD printing on the resolution and physical properties of printed devices. Consequently, we successfully fabricated electrode patterns with a linewidth of 25 μm and a thickness of 82 nm, exhibiting an electrical conductivity of 2.84×105 S⋅cm-1, comparable to that of pure silver metal. Moreover, by introducing a transfer process onto flexible substrates, we developed flexible films with embedded electrode patterns on the surface of polymer substrates, while maintaining the electrical conductivity of the electrodes. These findings provide valuable insights for the development of high-performance, flexible electronic devices using EHD printing technology.