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PET 필름 위에 투명 전극 구현을 위하여 다중 노즐을 사용한 근접장 전기 방사 프린팅 연구
박선근(Sun Keun Park),오수빈(Soo-Bin Oh),권계시(Kye-Si Kwon) 대한기계학회 2020 大韓機械學會論文集B Vol.44 No.3
마이크로미터 크기로 구현된 전도성 배선은 사람 눈에 보이지 않기 때문에 디스플레이 등 다양한 응용처를 가지고 있다. 이러한 미세 선 폭을 구현하기 위하여 근접장 전기 방사 프린팅 방법을 사용하려고 하는데 300mm/s 이상의 고속 프린팅이 가능한 장점이 있다. 그러나 단일 노즐이 주로 사용되어 양산에 적용하는데 생산성을 증대시키는데 한계가 있다. 근접장 전기 방사 프린팅 방법은 다중 노즐을 사용하여 구현하기가 매우 어려운데 그 이슈로는 노즐 간의 상호 간섭으로 토출 정밀도를 유지하기가 어렵고 각 노즐로부터 토출되는 양을 일정하게 유지하는 것이 어렵기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 관점에서 다중 노즐을 적용하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 적용 예로서 700mm 간격을 갖는 미세 선폭을 PET 필름 위에 구현을 하고 이를 통해 얻어지는 투명 전극의 전도도 및 투명도를 평가하였다. PET 필름에서 고온 소결하는 것이 불가능한 이유로 낮은 면 저항을 얻기는 어려웠지만 다중 노즐을 이용한 공정으로 투명 전극을 구현하는 것이 가능함을 보였다. It is well known that a conductive line with a width of a few micrometers is invisible to the naked human eye. Such invisible conductive lines could be used for various industrial purposes such as display applications. For this purpose, we will discuss the practical issues that arise in the near-field electrospinning printing method, while printing invisible conductive lines for transparent conductive film. The proposed method has the advantage of a rapid printing capability of more than 300 mm/s. However, a single nozzle has been commonly used, which could be a limitation of the process for industrial applications. The use of multi-nozzles for electrospinning printing has many difficulties from a practical point of view. In this study, we will discuss the practical issues such as cross talk and the uniformity of each printed line from each nozzle in the multi-nozzle printhead. For implementation of the transparent conductive film, we printed horizontal lines with a line spacing of 700 mm on polyethylene terephthalate (PET) film. The conductivity of the lines and the sheet resistivity are discussed in terms of line width, polymer-mixing ratio, and the transparency of the printed patterns. Even though we could not achieve low resistance because of the limited sintering temperatures that are used in order to avoid damage to the PET film, our preliminary study demonstrates that the proposed method could be potentially used in manufacturing transparent electronics.
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