본 연구에서는 용제를 전혀 사용하지않고 UV경화가 가능한 나노 실버 페이스트를 개발하였다. 무용제(solvent-free) 타입으로 개발한 나노 실버 페이스트의 점도 및 점탄성 측정하였다. 그리고 스크린인쇄로 패턴을 인쇄한 후에 UV 경화로 전극도막을 형성시켰다. 형성된 전극도막의 전도성, 연필경도, 접착력에 대해서 평가하였다. 또한 전극 도막 을 광 소결하여 전도성을 평가하였다. 마지막으로 전극도막의 경화특성은 TGA 및 FT-IR로 평가하였다. 이러한 결 과를 정리하면 UV경화만 시켰을 경우에는 전도성, 접착력, 경화특성에 대해서는 Paste(3)이 가장 우수하였다. 그러 나 광소결 후에는 Paste(1)이 가장 우수한 전도성을 얻을수있었다. 그 이유는 10nm 실버 파우더를 사용한 것이 소 결 특성이 가장 우수했기 때문이라고 판단된다.

본 연구에서는 실버 파우더의 입자 크기, 즉 평균 입자 크기가 2㎛과 7㎛, 이렇게 2가지 실버 페이스트를 개발하였다. 이렇게 개 발된 실버 페이스트에 대해서 점도 및 점탄성, 경화후에 잔류용제 유무 확인을 위한 TGA측정, Strain에 따른 저항 변화 및 전극 표면 구조 변화에 대해서 검토하였다. 이러한 결과를 정리하면 Strain에 따른 저항 변화를 최소화하기 위해서는 실버 파우더의 입 자를 2㎛정도인 것이 가장 바람직함을 알 수 있었다.

신축성 전극을 다양한 소재와과 방식을 통해 제조되고 있으며 많은 기계적 특성 분석이 연구되고 있다. 은, 구리, 금, 나노와이어 등 다양한 금속이나 CNT, graphene, 플러렌 등을 기반으로 연구되고 있으며 대부분 높은 전도성과 신축특성을 요구하는 어플리케이션에 사용되지만 고가라는 단점이 있다. 본 연구에서는 저비용 소재와 공정으로 높은 신축특성과 반복 특성을 보유한 신축성 전극을 개발하였다. 값싼 전도성 탄소 와 흑연을 혼합하여 페이스트를 개발하였고 개발된 페이스트를 메탈마스크 인쇄 공정을 통해 TPU기판 위에 인쇄하였고 120℃에서 2시간 경화를 진행하였다. 이렇게 개발된 전극을 인장 시험과 인장 반복 시험을 통해 특성을 증명하였고 향후 어플리케이션 적용 가능여부를 확인하기 위해 무릎에 임시로 고정 후 간이 시험을 진행한 결과 20회 반복하는 동안 일정한 저항 변화를 보여줬다.

본 논문에서는 유연/인쇄 전자 기술을 활용해 고성능의 유기물 반도체 기반 트랜지스터를 개발하고, 이를 통해 인공지능용 반도체 및 폴리모픽 전자회로에 응용하기 위해 공액구조 고분자 반도체 소재의 광파 어닐링 방법에 따른 특성 향상 효과를 연구하였다. 일반적으로 열처리를 위해 가장 많이 활용되는 핫플레이트의 경우 반도체 소자 특성의 균일도 문제와 높은 온도 및 열-용량으로 인한 플라스틱 기판 사용의 제한, 긴 어닐링 시간 등의 문제로 인해 실제 산업에서 활용하는데 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 광파를 활용한 효과적인 유기물 반도체 필름의 열처리 공정을 개발함으로써 Roll-to-Roll 방식의 고속/대면적 인쇄 공정에 적합한 열처리 방법과 반도체 층 전체의 높은 결정화도 유도를 통한 성능 향상과 소자 균일도 개선을 위한 방법을 개발하였다.

기후변화로 인해 해수면상승, 태풍, 집중강우 등 두 가지 이상의 복합적인 원인으로 발생하는 복합재난 위험이 증가하고 있는 실정이다. 본 연구의 대상지역인 부산 마린시티는 과거 수영만 매립지에 조성된 주거지 중심의 신도시로서, 최근 태풍과 해일 및 월파의 복합 원인으로 대규모 침수피해가 발생한 바 있다. 이와 같은 복합재난에 대비하기 위해서는 위험성 평가를 통해 재난 대비에 대한 우선 순위를 정하고 이에 따른 대비책을 세울 필요가 있다. 본 연구에서는 위험성 평가를 위해 평가프레임을 수립하고, 침수예측 자료와 국가공인 사회경제적 위험요소 자료를 수집하였다. 사회경제적 위험요소는 인구, 지하시설, 건물, 인도, 도로의 5가지로서, 최대 침수심에 대한 각 요소의 절대기준을 마련하여 평가하였다. 그리고 요소별 가중치 설정을 위하여 전문가 설문을 적용하였다. 평가결과는 관심, 주의, 경계, 위험 4단계로써, 2100년의 해수면상승과 재현주기 100년 빈도의 폭풍해일 및 확률강우를 가지는 시나리오에서 관심등급 43 %, 주의등급 24 %, 경계등급 21 %, 위험등급 11 %로 각각 나타났다. 각 등급은 색상별로 구분하여 복합재난 위험지도를 작성하였다.

신축성 전극은 높은 전도성, 우수한 치수 안정성 및 변형에 대한 낮은 저항 변화를 제공해야 한다. 따라서 본 연구에서는 나노 실버 페이스트를 전도성 물질로 선택하고 신축성 전극을 제작하기 위해 스크린 인쇄법을 사용했다. 두께 125㎛의 PET필름에 탄성 클리어플렉스 폴리우레탄 필름을 경화시킨 후, 블록 이소 시아네이트 경화제와 혼합 된 폴리에스텔 수지를 마스킹층으로 코팅하여 필름의 끈적임을 감소시켰다. 롤링 볼택 시험으로 폴리에스텔 마스킹층의 효과를 평가하였다. 제조된 투명 클리어플렉스 필름을 신축성 전극 기판으로서 사용하였다. 신축성 폴리우레탄 필름 상에 나노실버 페이스트 및 스크린 인쇄 공정을 사용하여 제조된 신축성 전극은 최대 100%의 변형률 범위에서 높은 전도성를 나타냈다.

A metal mesh TCE film is fabricated using a series of processes such as UV imprinting of a transparent trench pattern (with a width of 2-5 μm) onto a PET film, filling it with silver paste, wiping of the surface, and heatcuring the silver paste. In this work nanosized (40-50 nm) silver particles are synthesized and mixed with submicron (250-300 nm)-sized silver particles to prepare silver paste for the fabrication of metal mesh-type TCE films. The filling of these silver pastes into the patterned trench layer is examined using a specially designed filling machine and the rheological testing of the silver pastes. The wiping of the trench layer surface to remove any residual silver paste or particles is tested with various mixture solvents, and ethyl cellosolve acetate (ECA):DI water = 90:10 wt% is found to give the best result. The silver paste with 40-50 nm Ag:250-300 nm Ag in a 10:90 wt% mixture gives the highest electrical conductance. The metal mesh TCE film obtained with this silver paste in an optimized process exhibits a light transmittance of 90.4% and haze at 1.2%, which is suitable for TSP application.

Solder paste is widely used as a conductive adhesive in the electronics industry. In this paper, nano and microsized mixed lead-free solder powder (Sn-Ag-Cu) is used to manufacture solder paste. The purpose of this paper is to improve the storage stability using different types of solvents that are used in fabricating the solder paste. If a solvent of sole acetate is used, the nano sized solder powder and organic acid react and form a Sn-Ag-Cu malonate. These formed malonates create fatty acid soaps. The fatty acid soaps absorb the solvents and while the viscosity of the solder paste rises, the storage stability and reliability decrease. When ethylene glycol, a dihydric alcohol, is used the fatty acid soaps and ethylene glycol react, preventing the further creation of the fatty acid soaps. The prevention of gelation results in an improvement in the solder paste storage ability.

본 연구에서는 Tg가 서로 다른 폴리에스테르 바인더로 실버 페이스트를 제조하여 점도 및 점탄성를 측정하였다. 그리고 제조된 실버 페이스트를 스크린인쇄법으로 전극을 인쇄하여 folding 및 stretching test에 따른 전도성 변화 및 전극패턴의 표면형상 변화에 대해서 연구하였다. 그 결과 folding test에서는 Tg가 낮고, 높고와는 관계없이 folding횟수의 증가에 따라서 저항치가 선형적으로 증가됨을 알 수 있었다. 그러나 stretching test결과에서는 Tg에 따른 명확한 특성차이가 나타났다. 즉 신율(elongation)이 증가함에 따라서 높은 Tg을 가진 바인더로 제조된 실버 페이스트의 경우에는 40%이상에는 저항치 측정이 불가능했지만 낮은 Tg로 제조된 것은 80%까지 저항치가 측정되었다. 결론적으로 80%라는 높은 신율을 요구하는 분야에는 낮은 Tg을 가진 바인더를 사용하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.

본 연구에서는 크기와 형상이 서로 다른 4가지 실버 파우더를 이용하여 감광성 실버 페이스트를 제조 하였다. 제조된 실버 페이스트의 레올로지 특성 및 터치패널용 전도성 미세패턴 구현을 검토하였다. 그리고 건조방식에 따른 전도성도 평가하였다. 그 결과 실버 파우더의 평균입자 크기는 D50=0.8∼1.0㎛이 가장 낮은 저항치를 얻을 수 있었고, 또한 패턴의 Sharpness도 가장 우수함을 알 수 있었다. 건조방식은 예비건조 및 후 건조를 IR/IR방식으로 진행한 것이 가장 낮은 저항치를 얻을수있었다.

본 연구에서는 flake type hybrid silver powder와 poxy type hybrid binder로 그라비어 오프셋 인쇄용 실버 페이스트를 제조하였다. 제조된 실버 페이스트로 그라비어 오프셋인쇄법을 이용하여 30/30㎛(line/space) 를 연속적으로 300장 인쇄가 가능했다. 130℃에서 20분 동안 오븐에서 경화시켰을 때, 선저항은 약 10.4Ω㎝, 연필경도는 4H였다. 결론적으로 본 연구의 결과는 터치 패널용 narrow bezel전극으로 사용 가능함을 알 수 있었다.

현재 TSP(Touch Screen Panel)는 스마트폰을 비롯한 태블렛 PC, 대형 광고용 TSP 등으로 점점 대형화되고 있다. 화면이 점점 대면적화되면 기존 ITO(Indium Tin Oxide)전극을 센서 전극으로 사용하면 응답 속도가 늦어지는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 센서 전극을 ITO대신에 nano silver paste를 이용하는 기술이 개발되고 있다. 본 연구에서는 새로운 합성법인 전자빔으로 nano silver powder를 개발하였다. 이렇게 개발된 nano silver powder와 이미 개발된 submicron silver powder를 혼합하여 hybrid silver paste를 제조하였다. 제조된 paste를 이용하여 4㎛, 7㎛의 미세패턴을 구현할 수 있었다.

본 연구에서는 베젤 전극의 최소화 방안으로서 감광성 실버 페이스트법을 적용하여 전도성 패턴을 구현하였다. 이러한 감광성 실버 페이스트를 이용하여 패턴을 구현하는데 가장 중요한 공정은 예비건조(pre-heating) 공정과 UV노광(UV-exposure)공정이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 2가지 핵심공정에 대해서 연구한 결과, 예비건조 온도는 90℃ 10분, UV노광량은 300mJ/㎠이 최적 조건임을 알 수 있었다. 이와같은 조건으로 20/20㎛(Line/Space)패턴까지 구현할 수 있었다.

그라비어 오프셋 인쇄법의 장점을 보완하기 위해서 폴리머 다이렉트 그라비어 인쇄법을 이용하여 터치패널용 미세 전극 패턴형성에 대해서 검토하였다. 분자량이 서로 다른 2종류의 epoxy binder와 3종류의 silver powder 및 carbon powder를 이용하여 Ag paste를 제조하여 전극패턴 형성 및 이에 물성을 검토하였다. 그 결과 flake/spherical hybrid 및 고분자량의 epoxy binder로 제조한 Ag paste가 접착력과 전도성이 더 우수함을 알 수 있었다. 30/30㎛을 구현하기 위해서는 TI치가 3.6정도가 적합함을 알 수 있었다. 결론적으로 롤투롤 인쇄법인 폴리머 다이렉트 그라비어 인쇄법으로 30/30㎛ 전극패턴 형성이 가능함을 알 수 있었다.

본 연구에서는 서로 다른 터치스크린용 Ag pastes를 스크린 인쇄 방식으로 ITO film 위에 전도성 패턴을 형성하고 10장씩 인쇄하여 130℃ 10분 동안 건조 하였다. 여기서 130℃ 10분의 건조 조건은 ITO film의 열화가 발생하지 않는 조건이다. 신뢰성 테스트는 염수테스트와 고온고습테스트를 진행한다. 각 테스트는 2장씩의 전도성 패턴 상태를 확인한다. 전도성 패턴을 침적 시킨 염수(NaCl 5% 녹인 증류수)를박스형 열풍 건조기(35℃)에서각 24, 48, 72시간 마다 상태를 확인하고 고온고습기(60℃ 90%)에서는 각120, 240시간 마다 상태를 확인하였다. 이런 신뢰성 테스트를 통해 서로 다른 Ag pastes의 접착력, 전도성의 변화 등을 알 수 있어 품질 저하를 막을 수 있고, 신뢰성 테스트에서 표면의 산소함량이 많은 Ag paste는 변색이 빨리 올 수 있음을 알 수 있었다.

그라비어 오프셋 인쇄 공법을 이용하여 미세 패턴 전극을 형성하였고, 패턴 형성에 대한 블랭킷의 영향을 알아보기 위해 블랭킷의 용제 흡수량과 경도의 차등을 주어 실험을 하였다. 그라비어 오프셋은 블랭킷이 얼마나 용제의 흡수와 배출을 적절한게 하느냐에 따라서 연속 인쇄성과 여러 가지 인쇄적성에 큰 영향을 끼치게 된다. 총 4가지의 종류별 블랭킷의 테스트 결과 흡수량이 가장 높고 경도가 가장 낮은 블랭킷이 4가지 블랭킷 중 가장 인쇄적성과 전도성이 우수함을 알 수 있었다.

스크린 인쇄공법을 이용하여 구형 실리콘 태양전지용 전면 전극을 제작하였고 그 물성을 검토하였다.집광형 구형 실리콘 태양전지는 종래의 결정질 실리콘 태양전지 발전 시스템 설치비용 중 21%를 차지하는 실리콘 소재의 사용량을 줄이기 위해 볼 형태의 구형 실리콘을 사용하였고, 입사되는 태양광을 최대한 활용하기위해 알루미늄으로 된 집광판을 사용하는 것을 특징으로 한다. 전도성 필러로써 Flake 형태의 Ag 파우더를 사용하였고, 기재와의 접착력을 부여하기 위한 유기 바인더로서 에폭시수지, 폴리에스테르수지,아크릴수지 등을 비교 검토한 결과, 에폭시수지 고형분 12%를 첨가한 paste가 기재와의 접착성, 태양전지 광전변환효율, 내구성에서 가장 우수함을 알 수 있었다.

최근 전자 디스플레이에서 각광받고 있는 터치스크린은 급속한 정보화 사회 속에서 비약적인 발전을 거듭하고 있다. 터치패널은 키보드나 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고, 화면에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면 그 위치를 파악하여 특정한 기능을 처리하도록 한 패널이다. 이러한 터치스크린에서의 터치패널용 Ag 페이스트는 대부분 열 경화형 페이스트를 사용하고 있다. 이러한 열 경화형 페이스트는 건조공정에 따른 열에너지 소비와 유기용제에 따른 작업환경 개선의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 기존에 사용되는 열 경화형 Ag 페이스트가 아닌 친환경적이고 경제적인 UV 경화형 페이스트를 제조하였다. 현재 시판중인 열 경화형 바인더 대신 UV 경화형 올리고머를 사용하였고 유동특성을 부여하기 위해 단관능 모노머를 첨가하여 전도성 Ag paste 패턴형성을 할 수 있었다. 그 결과 열 경화형 Ag 페이스트만큼 접착력, 경도, 내성 등이 우수하였으며 미세패턴의 재현이 가능했으며 스크린 인쇄를 이용한 친환경적인 패터닝 기술로서의 가능성을 확인할 수 있었다.