급속 박리 공정 기반 그래핀 잉크 생산 및 잉크젯 프린팅 정밀 패턴 개발

Abstract

그래핀의 대량생산을 위해 다양한 액상 박리 연구가 진행되었으며, 생산된 그래핀을 인쇄 전자소자에 적용하는 연구도 많이 수행되었다. 액상 박리에서 그래핀 생산 수율을 높이기 위해 박리 과정에 적합한 용매와 첨가제를 사용한다. 그러 나 이러한 용매와 첨가제는 주로 그래핀 잉크 제조에는 적합하지 않은 유기 용매나 고분자가 대부분이다. 따라서 그래핀 생산 후 인쇄 공정에 적합한 용매로 대체하거나, 첨가제를 제거하는 등의 공정이 필요하며 이는 잉크 조성 과정을 더욱 복잡하게 만들고 환경문제를 유발함과 동시에 비용을 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 박리 과정부터 잉크 제형에 적합한 용매와 첨가제를 사용하여 그래핀을 생산하고, 생산 공정을 최적화하여 그래핀 생산성을 향상하였 다. 그 결과 잉크 조성 단계가 생략되고 높은 생산성을 가진 고품질의 그래핀 잉크를 획득할 수 있었다. 또한, 잉크는 높은 농도에서도 액적을 안정적으로 형성됐으며, 잉크젯 인쇄에 적합한 물리적 특성을 보여주었다. 높은 해상도를 갖는 그 래핀 인쇄패턴이 제작되었으며, 적은 인쇄 횟수로도 높은 전기전도성을 확보하였다. 이러한 결과는 개발된 그래핀 잉크 를 기반으로 고품질 전도성 그래핀 패턴 제작이 가능하고 인쇄 전자소자를 대량으로 제작할 수 있음을 보여준다.