For the last decade, miniaturized electronic device and its compartments have been required to apply them for the wearable devices. In particular, rigidity and brittleness of conventional materials such as metallic and ceramic-based semiconductor are an obstacle to applying wearable devices. Hence, the novel materials such as carbon nanomaterials have been attracted tremendous attention for wearable application due to their outstanding mechanical, electrical properties. For the practical uses, solution process-based, the scalable process is required for manufacturing such these wearable devices, and the soft lithography method could be one of the promising manufacturing processes. In this dissertation, utilizing the soft lithography, wearable device and flexible composite materials are fabricated via solution process-based methods, then transferring or patterning to the polymeric substrate with soft lithography. Those methods enable that the property control with exhibiting flexibility by controlling compositions and conditions and therefore it can be optimized with the simple and facile control of processing conditions.
최근 웨어러블 기기의 등장 이후로 전자 제품 및 부품의 소형화 및 유연화에 대한 많은 기술의 발전이 이뤄지고 있다. 특히 기존에 사용되고 있는 금속 또는 세라믹 반도체기반의 무기소재들은 높은 밀도와 그 자체의 딱딱한 특징으로 인하여, 가볍고 유연한 탄소나노소재, 전도성 고분자 등 신소재의 활용에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 신소재들을 실제 공정에 적용하기 위해서는 소프트 리소그래피와 같은 용액 공정을 기반으로 하여 대면적 공정을 위한 소재 선택 및 기능화가 필요하다. 본 학위논문에서는 유연한 고분자를 기반으로 하여 용액 공정의 장점을 활용하여 다양한 웨어러블 소자를 제작하고자 하였다. 특성 조절이 용이한 용액공정을 통해 전도성 소재를 가공, 제작하고, 전사 혹은 패터닝 공정을 이용하여 유연한 소재에 적용한 결과, 기존보다 향상된 특성을 보이는 웨어러블 센서 및 에너지추출 소자의 제작이 가능하였다. 실제로 제작된 소자들은 그 특성을 조절이 가능하였으며 저전력에서 구동되는 웨어러블 기기에 적합하도록 최적화가 가능하였다.
