Printed electronics, one of representing technology of solution process, is regarded as promising technology for replacing conventional lithography process in electronics industry. While lithography process are complex, time consuming multiple steps process and generating hazardous waste, printed electronics are low cost and mass productive process. These advantageous properties of printed electronics adapted to flexible electronics. In this dissertaion, overall objective is focusing on the conductive materials which is enabling low temperature process and their application by using solution process on the plastic substrate. Firstly, we synthesized oxide-free aluminum nanoparticles for lowering sintering temperature itself, because nanoparticles possess low melting temperature due to their high surface to volume ratio. Secondly, we studied effect of surface ligand to sintering temperature. We applied ligand exchange method to fabricate uniform silver nanoparticle thin film electrodes for improving the electrical properties and solve problems such as volume shrinkage after ligand exchange. Finally, we studied dissolvable metal pastes, which is consisted molybdenum, tungsten and zinc nanoparticles and several transient polymers.
인쇄 전자 기술은 인쇄방법을 이용하여 전자소자 및 제품을 생산하는 방법으로, 특히 4차 산업혁명 시대가 도래함에 따라 헬스케어, 사물인터넷 등 생활 밀착형 소자를 제작하는데 적합한 공정으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 전도성 금속 나노입자를 이용하여 잉크 및 페이스트를 제작하고, 인쇄공정을 이용하여 유연 기판 기반 전자제품에 적용한 내용에 대해 연구를 진행 하였다. 첫째, 귀금속 나노입자를 대체 하기 위한 새로운 전도성 물질로써 알루미늄 나노입자를 합성하고 산화를 제어하여 나노입자 수준에서 전도성을 확보하기 위한 연구를 진행하였다. 둘째, 나노입자 표면에 존재하는 리간드가 소결 온도에 미치는 영향을 보았다. 입자 주변의 체인길이가 긴 분자를 체인길이가 짧은 분자로 교환 해줌에 따라 소결 온도가 떨어지는 현상을 관찰 하고, 부피 수축에 의한 크랙과 같은 문제를 해결하기 위한 방법을 고찰하였다. 마지막으로 몰리브덴, 텅스텐, 아연 나노입자와 분해성 고분자를 이용하여 페이스트를 합성하고, 잉크젯 프린팅 및 스크린 프린팅 공정에 적용하여 스트레인 센서등의 소자를 개발하였다.
