Journal of Adhesion and Interface (접착 및 계면)

The Society of Adhesion and Interface, Korea (한국접착및계면학회)
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A Single Patterning Process-based Flexible Capacitor Fabrication Technique using Simultaneous Patterning Technology of Upper and Lower Electrodes

상하부 전극 동시 패터닝 기술을 이용한 단일 패터닝 공정 기반 유연 캐패시터 제조 기술

  • Geon Woo Sim (Department of Materials Science and Engineering, Kumoh National Institute of Technology) ;
  • Yoohan Ma (Department of Materials Science and Engineering, Kumoh National Institute of Technology) ;
  • Dongwook Ko (Advanced Materials Research Center, Kumoh National Institute of Technology) ;
  • Jongbok Kim (Department of Materials Science and Engineering, Kumoh National Institute of Technology)
  • 심건우 (국립금오공과대학교 신소재공학과) ;
  • 마요한 (국립금오공과대학교 신소재공학과) ;
  • 고동욱 (국립금오공과대학교 신소재연구소) ;
  • 김종복 (국립금오공과대학교 신소재공학과)
  • Received : 2024.08.14
  • Accepted : 2024.08.30
  • Published : 2024.09.30
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Abstract

A flexible capacitor is a flexible device that can store electrical energy between two electrodes and is an important component of electronic circuits. Electrode patterning in the capacitor is essential for the application to various fields such as display units, and photolithography technology is mainly used for the patterning process. While photolithography technology has the advantage of high technological maturity, it has the disadvantage of requiring expensive process equipment, being harmful to the environment, and having high process costs because two electrodes must be individually patterned. In this study, we studied the process to simultaneously pattern the upper and lower electrodes of a capacitor by non-photolithographic patterning technology based on adhesion control and fabricated a flexible capacitor. Then, we investigated the effect of external stress and nanomaterial addition on the characteristics of the capacitor. As a result, the number of capacitor fabrication processes was significantly decreased based on simultaneous patterning technology for the upper and lower electrodes. In addition, the characteristics of the capacitor were improved by adding inorganic nanomaterials and a flexible capacitor with flexibility to various stresses was successfully fabricated.

유연 캐패시터는 두 개의 전극 사이에 전기적 에너지를 저장할 수 있으며 동시에 유연성을 갖고 있는 장치로 전자 회로의 중요한 구성요소이다. 이러한 캐패시터는 디스플레이 부품 등 다양한 분야로의 응용을 위해 전극 패터닝이 필수적이며, 패터닝 공정으로는 포토리소그래피 기술이 주로 이용된다. 포토리소그래피 기술은 기술 성숙도가 높다는 장점을 가지는 반면, 값비싼 공정 장비를 필요로 하고 환경에 유해하며 두 개의 전극을 개별적으로 패터닝해야 하므로 공정비용이 높다는 단점을 갖는다. 본 연구에서는 접착력 제어 기반의 비광학적 패터닝 기술을 이용하여 캐패시터의 상부전극과 하부전극을 동시에 패터닝하는 연구를 진행하였으며, 이를 기반으로 유연 캐패시터를 제작하고 외부응력 및 나노소재 첨가가 캐패시터의 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 결과적으로 단일 공정 상·하부 전극 동시 패터닝 기술을 기반으로 캐패시터 제작 공정 수를 상당히 감소시킬 수 있었으며, 무기계 나노소재 첨가를 통해 캐패시터의 특성을 향상시키고 다양한 응력에 유연성을 갖는 유연 캐패시터를 제작할 수 있었다.

Keywords

Acknowledgement

이 연구는 2021년 금오공과대학교 학술연구비로 지원되었음.

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