Fabrication of Flexible Temperature & Humidity Sensor Using Inkjet-printing Technology

TL;DR: In this article, an inkjet-printed flexible temperature and humidity sensor (F-TH sensor) using PEDOT:PSS ink was printed on the overhead projector(OHP) film.

Abstract: This paper presents the inkjet-printed flexible temperature and humidity sensor(F-TH sensor) using PEDOT:PSS. The series, meshand parallel type sensing element using PEDOT:PSS ink was printed on the overhead projector(OHP) film. The fabricated sensor ofeach structure has the temperature sensitivity of 140 Ω/ o C, 29 Ω/ o C and 1.4 Ω/ o C with linearity, respectively. Also the fabricated sensorwas not only possible to measure a temperature, but also to detect humidity. The humidity sensitivity of 400 Ω/%RH, 3.4 Ω/%RH and3 Ω/%RH with linearity, respectively. The fabricated F-TH sensor is expected for the various applications such as electronic devices,bio-healthcare, industrial field.Keywords: Inkjet print, Flexible sensor, Temperature sensing, Humidity sensing 1. 서론 최근 유연한 전자기기에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이애 따라 유연성 기판의 사용이 용이한 인쇄 전자 산업 및 인쇄 전자 기술에 대한 관심도 함께 높아지고 있다[1-6]. 잉크젯 프린팅은 비접촉식 프린팅 기술로써 노즐로부터 액적(drop)을 분사하여 기판위에 패턴을 직접 인쇄하는 기술이다. 기존의 포토리소그래피 기술과 비교하였을 때 빠른 패턴 제작이 가능하고, 공정과정이 줄어시간과 공정비용을 절감할 수 있으며, 재료의 낭비가 적어 전자기기, 의료·바이오, 산업 분야 등에서 유용한 기술이다. 현재 잉크젯 프린팅 공정을 이용하여 인쇄 전자 소자 제작 및 유연성 회로,디스플레이, 센서, 배터리 등의 인쇄 전자 기기에 적용하기 위한연구가 많이 진행되고 있다[7,8]. 잉크젯 프린팅 기술은 대부분 전도성 잉크를 이용하여 프린트회로기판(PCB), RFID, 전극 및 배선등의 소자분야에 적용[9-12]뿐만 아니라, LCD 칼라필터 공정 등에 적용되고 있다[13]. 이러한 잉크젯 프린팅 기술로 제작하는 센서의 경우 가볍고, 공정이 간단하며, 저렴한 공정비용, 유연성 기판 적용이 가능하고, 상온 공정 등의 장점이 있어 유연성 전자기기의 구동 소자로서 각광받고 있다. 잉크젯 프린팅 기술을 이용한유연성 센서의 개발은 경량화, 간편화, 휴대성 등의 강점을 가지고 있어서 유비쿼터스 시대에 활용하기 위한 유용한 소자이다. 본 연구에서는 유연한 기판 위에 유기태양전지에 주로 사용되는 P형 전도성 고분자 물질인 PEDOT:PSS 잉크를 이용하여,잉크젯 프린팅 기법으로 유연성 온·습도 감지 소자를 개발하고, 구조 별 소자의 특성을 비교했다.