• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.226.2-226.2
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• 2014

나노 사이즈의 Ni 입자 ink를 제조하고 이를 전기수력학 인쇄공정에 적용하기 위하여 잉크의 유변학적 특성 및 최적 물성 발현을 위한 인쇄공정에 대한 연구를 진행하였다. Ni 잉크의 점도 및 증발거동 조절을 통해 전기수력학 인쇄공정을 최적화 하는 연구를 수행하였다. Ni 나노입자 잉크의 초기 점도가 낮고 인쇄성이 확보되지 않아 잉크내 응집성을 향상시켜주기 위한 다양한 additive들을 선정하여 전기수력학에 적합한 잉크 물성 확보에 비중을 두고 실험을 진행 하였다. 터비스캔을 사용하여 제조된 잉크 안정성에 대한 연구를 진행하였다. 다양한 인쇄공정 변수의 최적화를 통해 미세선폭 (< 20 um)이 가능한 전기수력학 인쇄공정을 확립하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.187-187
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• 2011

최근 디스플레이 산업과 태양전지 등의 이차 전지 산업이 발달함에 따라 원가절감과 공정단계의 단순화를 위하여 다이렉트 패터닝 인쇄에 대한 연구가 관심을 받고 있으며, 나노전자부품 제작이 요구되는 전기/전자 소자들은 수백 nm에서부터 수십 ${\mu}$m 수준까지 다양한 해상도의 패턴으로 구성되므로 미세패턴이 가능한 정전수력학 잉크젯프린팅 방식은 기존의 인쇄 방식과 달리, 정전기력을 이용하여 인쇄를 하는 방식으로, 수KV의 고전압을 인가하여 잉크를 대전시키고, 대전된 잉크는 대부의 전기적 반발력에 의해 액적이나 액실로 분열하게 된다. 전하를 띤 액적 또는 액실은 정전기력을 받아 기판 쪽으로 이동을 하게 되는데, 이때 액적의 전하량에 의해 액적의 이동속도와 이동경로가 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 잉크의 전기전도도에 따른 액적의 전하량을 계산하여 전기전도도와 액적의 전하량과의 관계를 ANASYS 시뮬레이션과 운동경로 분석을 통해 확인하였다. 전기전도도가 0.307s/m~5.6s/m인 잉크에 따른 액적의 전하량을 계산하였으며, 전기전도도가 변화에 따라. 전하량이 $0.5{\times}10^{-13}C{\sim}2.5{\times}10^{-13}C$ 으로 변화하는 것을 확인하였다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제13권3호
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• pp.111-118
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• 2017

전기수력학 (Electrohydrodynamic, EHD) 프린팅 기술은 전기장을 이용하여 일반 프린팅 기술보다 더 작은 크기의 액적을 분사하고 패터닝할 수 있는 장점을 갖고 있다. EHD 프린팅은 일반적으로 인쇄 노즐이나 기판을 X-Y 방향으로 움직여 패턴을 제작하는 방식으로 사용되어 왔으나 본 연구에서는 다중전극 어레이 (Multielectrode array, MEA)를 이용하여 원하는 기판위에 2차원의 패터닝이 가능함을 연구하였다. 특히, 약물전달장치 등의 바이오메디칼 디바이스로의 응용이 가능한 생분해성 고분자와 염료를 혼합한 잉크의 EHD 프린팅을 시도하였으며 노즐이나 기판의 움직임 없이 안정적으로 분사할 수 있는 2차원 범위에 대한 연구를 통해 최소 약 $6{\mu}m$ 크기를 갖는 패턴을 노즐 위치로부터 수평방향으로 약 1 mm 범위까지 안정적 패터닝이 가능함을 확인하였다. 또한, MEA 전극 간의 거리에 의한 패턴 조밀도의 한계를 극복하기 위해 MEA와 인쇄가 이루어지는 기판과의 상대적 이동을 통해 더 조밀한 패터닝이 가능함을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권9호
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• pp.873-877
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• 2013

잉크젯 기술은 가정용 프린터에서부터 제조 도구로 확대 되었다. 최근 인쇄전자 분야에서 고해상도 인쇄가 요구되고 있다. 기존의 잉크젯 인쇄 패터닝 방식을 향상 시키기 위해 전기수력학잉크젯 기술이 최근 주목을 받고 있는데 노즐 직경보다 작은 방울을 토출할 수 있고 넓은 점도 범위와 재료를 사용할 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 미세 패터닝을 위한 EHD 프린팅 시스템이다. 요구 적출형 프린팅에 의해 다양한 패턴을 인쇄하고 벡터와 레스터 프린팅 알고리즘을 개발하였다. 내경이 $8{\mu}m$ 인 노즐을 이용하여 $7{\mu}m$ 이하의 미세 전도성 선폭을 EHD 방식을 통해 만들 수 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.164-164
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• 2013

전기수력학을 이용한 프린팅 기술은 마이크로 나노 크기의 프린팅에 효과적으로 응용되고 있으며, 전도성 입자의 인쇄를 통한 미세 전기 배선의 형성에도 사용되고 있다. 본 연구에서는 금속 고체 입자를 사용하지 않고, 금속 이온 기반의 용액을 제조하여 마이크로 크기의 패턴을 형성하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.252-252
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• 2014

투명전극 제조에 이용되고 있는 진공기반 ITO공정의 제조 단가를 줄이기 위하여 용액 기반의 투명전극 제조 기술에 대한 연구를 수행 하였다. 용액공정을 수행하기 위하여 ITO 나노입자를 이용한 잉크를 제조하고 이를 잉크젯 인쇄공정에 적용하여 ITO 투명전극을 제조하였다. 열처리 온도에 따른 전기적 광학적 특성에 대한 분석을 진행하였다. 전기적 물성의 극대화를 위해 Ag metal grid를 인쇄공정을 통해 제작하고 용액기반 ITO 박막과 융합화(hybridization) 시켰다. Ag metal grid의 line width를 최소화 하기 위하여 전기수력학 방식의 잉크젯 시스템을 사용하여 metal grid를 형성하였고 Ag metal grid는 약 10um의 선폭을 가졌다. 인쇄된 Ag-grid/ITO 박막의 경우 550 nm파장에서(Ag grid pitch: 500 um기준) 약88%의 투과도를 보이며 저항이 $5{\Omega}/{\square}$ 이하의 특성을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권9호
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• pp.593-597
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• 2015

Ni ink for electrohydrodynamic (EHD) continuous jet printing has been developed by using Ni nanoparticles mixed with conhesiveness provider. EHD continuous jet printing was used in order to realize $20{\mu}m$ pattern width. Ink stability was investigated by using Turbi-scan which monitors agglomeration and precipitation of nanoparticles in the ink for three days. The Turbi-scan results showed that the formulated Ni ink had been stable for 3 days without any indication of precipitation across the entire ink. Antireflection coating (ARC) layer in crystalline solar cell wafers was removed by laser ablation technique leading to the formation of 84 grooves where the Ni ink was printed by EHD continuous jet printing. The printability and microstructure of EHD-jet-printed Ni lines were investigated by using optical and electron microscopes. 84 Ni lines with the width less than $20{\mu}m$ were successfully printed by one-time printing without any misalignment and fill the laser-ablated ARC grooves.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.3.2-3.2
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• 2011

In recent years, inkjet printing technology has received significant attention as a micro/nanofabrication technique for flexible printing of electronic circuits and solar cells, as well for biomaterial patterning. It eliminates the need for physical masks, causes fewer environment problems, lowers fabrication costs, and offers good layer-to-layer registration. To fulfill the requirements for use in the above applications, however, the inkjet system must meet certain criteria such as high frequency jetting, uniform droplet size, high density nozzle array, etc. Existing inkjet devices are either based on thermal bubbles or piezoelectric pumping; they have several drawbacks for flexible printing. For instance, thermal bubble jetting has limitations in terms of size and density of the nozzle array as well as the ejection frequency. Piezoelectric based devices suffer from poor pumping energy in addition to inadequate ejection frequency. Recently, an electrohydrodynamic (EHD) printing technique has been suggested and proposed as an alternative to thermal bubble or piezoelectric devices. In EHD jetting, a liquid (ink) is pumped through a nozzle and a strong electric field is applied between the nozzle and an extractor plate, which induce charges at the surfaces of the liquid meniscus. This electric field creates an electric stress that stretches the meniscus in the direction of the electric field. Once the electric field force is larger than the surface tension force, a liquid droplet is formed. An EHD inkjet head can produce droplets smaller than the size of the nozzle that produce them. Furthermore, the EHD nano-inkjet can eject high viscosity liquid through the nozzle forming tiny structures. These unique features distinguish EHD printing from conventional methods for sub-micron resolution printing. In this presentation, I will introduce the recent research results regarding the EHD nano-inkjet and the printing system, which has been applied to solar cell or thin film transistor applications.