Solution processing is a technology based on liquid-based processes, which involves the control of evaporation kinetics, surface energy, and wetting behavior of liquids. It offers significant advantages such as scalability and unique characteristics associated with each specific technology. Due to these exceptional properties, the solution processing finds applications in various fields, including widely used personal device applications. However, despite the potential of the solution processing in personal device applications, many solution processing methods have not been effectively utilized.
To address these issues, I aimed to improve the potential solution processing methods for the personal device applications during my doctoral studies. Specifically, I focused on addressing the limitations of scatter layer fabrication for personalized optical sensor applications through control of the liquid's surface energy. As a result, it became possible to distinguish various organic liquids that were previously not feasible with conventional optical sensors, including detection in mixed liquid solutions. Next, for personalized display applications, I aimed to overcome the limitations of selective wetting through engineering of liquid surface energy. This led to the successful acquisition of quantum dot patterns that satisfied all the required conditions for displays. Finally, in the context of personalized sensor applications, I sought to overcome the limitations of hydro transfer with control of viscoelastic behaviors. This enabled the transfer of electronics onto highly curved joints that were previously unattainable using conventional transfer techniques.
용액 공정은 용액 기반 공정 기술이며 용액의 증발 역학, 표면 에너지, 점탄성 거동 제어를 통해 이루어 집니다. 대표적인 장점으로는 대량화가 있으며 각각 기술들이 가지고 있는 독특한 특징들도 있습니다. 이러한 우수한 특성으로 인해 용액공정은 다양한 응용 분야에 활용이 되고 있으며 그 중에 많은 사람들이 사용하는 개인용 기기 응용이 있습니다. 다만 어플리케이션에 따라 용액 공정이 잠재력을 가지고 있음에도 활용이 되지 못하는 경우가 있었으며, 이유로는 재료의 제한된 선택성과 취급의 어려움 등 다양합니다.
이에 박사과정 동안에 각 개인화 기기 응용 분야에 맞춰서 잠재력을 가지고 있는 용액 공정들을 개선해 보았습니다. 구체적으로는 먼저 개인용 광학 센서 응용에 맞춰서 잠재력이 있는 산란막 제작의 한계를 용액의 표면 에너지 제어를 통해 해결하고자 하였습니다. 그 결과로 기존 광학 센서로 불가능한 다양한 유기 액체들을 구별하고 혼합용액에서의 감지도 가능하였습니다. 다음으로 개인용 디스플레이 응용에 맞춰서 잠재력 있는 선택적 습윤의 한계를 용액의 표면에너지 응용을 통해 해결하고자 하였습니다. 결과적으로 기존 퀀텀닷 프린팅 기술에서 불가능했던 디스플레이에 필요한 요구 조건들을 모두 만족한 퀀텀닷 패턴들을 확보할 수 있었습니다. 마지막으로 개인화 센서 응용에 맞춰서 잠재력 있는 하이드로 전사가 가지는 한계를 용액의 점탄성 거동 제어를 통해 해결하고자 하였습니다. 최종적으로 기존 전사 기술로 불가능 했던 높은 커브를 가지는 관절에 소자를 전사할 수 있었습니다.
