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Flexible Electronic and Energy Devices Laboratory
School of Electrical Engineering 정승준 교수
Stretchable electronics
3D printing
Energy harvesting
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Flexible Electronic and Energy Devices Laboratory

School of Electrical Engineering 정승준 교수

본 연구실은 유연 전자소자와 에너지 하베스팅·저장 장치의 제작을 위한 적층 제조 공정을 중점적으로 다루며, 전도성 복합소재의 유동 특성 제어와 점탄성 기반의 3D 프린팅 기술을 토대로 자유형상 전자 구조를 구현합니다. 신축 열전 발전기, 전고체 배터리, 신축 디스플레이 기판 등 복합 기능 소자 제작을 위해 전극·전해질·기판을 일체화하는 Direct Ink Writing 기반 공정을 확보하고 있습니다. 또한 잉크젯 기반 선택적 도핑 기술을 활용하여 이차원 반도체 소자의 전기적 특성을 조절하는 연구를 수행하며, 전기전자공학 분야의 유연 전자 플랫폼 개발에 적합한 공정·소재 기술을 축적하고 있습니다.

Stretchable electronics3D printingEnergy harvestingSolid-state batteryPrintable electronics
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3D 프린팅 기반 유연·신축 전자소자
3D-Printed Stretchable and Flexible Electronics
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 9
·
2025
Direct‐ink‐writing of all‐solid‐state batteries with solvent‐free, non‐flammable electrolytes toward wearable electronics
Sumin Oh, Jun Ho Bae, Yumin Heo, Hyeji Park, Seyun Chang, Jongwoo Lim, Seungjun Chung
IF 22.3 (2025)
InfoMat
Abstract As demand for customized wearable electronics grows, free‐form Li‐ion batteries (LIBs) are attracting significant attention. Although substantial advancements have been made in printed LIBs for shape‐versatile electronics, the development of printable solid‐state electrolytes remains challenging due to the difficulty of simultaneously achieving desirable rheological properties and ionic conductivity. In this study, a solvent‐free, non‐flammable solid polymer electrolyte (SPE) is designed as a novel three‐dimensional (3D) printable electrolyte via direct ink writing (DIW) for all‐solid‐state batteries (ASSBs). The solvent‐free nature of this SPE eliminates post‐annealing steps, enhancing safety by mitigating risks of leakage, short‐circuiting, and fire. Additionally, precise control over polymer molecular weight and electrolyte composition enables high printing resolution (~100 μm), high ionic conductivity (0.705 mS cm −1 at 25°C), and intrinsic non‐flammability. A 3D‐printed ASSB, featuring a LiFePO 4 cathode and Li 4 Ti 5 O 12 anode with a mass loading of 7 mg cm −2 , achieves a high areal capacity of 1.14 mAh cm −2 , surpassing all previously reported directly printed ASSBs. This SPE facilitates scalable production of fully DIW‐printed ASSBs with superior design flexibility and space efficiency, enabling printing onto customized targets such as flexible substrates and advancing the development of next‐generation wearable electronics. image
https://doi.org/10.1002/inf2.70033
Flammable liquid
Electronics
Electrolyte
Wearable computer
Inkwell
Wearable technology
State (computer science)
Solid-state
Materials science
Electrical engineering
Nanotechnology
Engineering
Computer science
Engineering physics
Chemistry
Electrode
Embedded system
Composite material
Waste management
Physical chemistry
2
Article
|
인용수 2
·
2025
Directly Printed 3D Soft Microwave Plasmonic Enhanced‐Q Resonators by Decoupling from Lossy Media
Hoon Yeub Jeong, Jong Hyun Jeong, Jun‐Chan Choi, Heesuk Kim, Jae‐Hoon Han, Seungjun Chung
IF 26.8 (2025)
Advanced Materials
Soft electronic components are essential building blocks for realizing form-factor-free applications; however, most designs are confined to 2D or 2.5D structures due to challenges in maintaining 3D structural integrity. This limitation is particularly critical for electromagnetic devices, such as resonators, where dielectric losses from elastomeric substrates severely hinder high-performance functionality. Here, directly printed 3D electromagnetic soft plasmonic enhanced-quality(Q) factor resonators are proposed, using highly conductive composites. By incorporating an immiscible solvent into an elastomer matrix, emulsion phases are formed that significantly enhance the storage modulus, enabling the fabrication of 3D-printed structures while improving their electrical conductivity. 3D microwave plasmonic resonators with a high degree of design freedom, such as pillars and hooks are demonstrated. These structures exhibit improved resistance to dielectric interference by leveraging the resonance in lossless air. Moreover, integrating a coplanar ground plane further decouples the resonators from lossy substrates, resulting in a 3.4-fold enhancement in the Q-factor (octupole mode) compared to 2D resonators. This improvement enables stable operation on high-permittivity surfaces, such as human skin. Additionally, a single 3D resonator demonstrates wireless deformation-sensing capabilities, facilitating the simultaneous detection of strain amplitude and orientation. This result can pave the way for advanced sensing applications in soft electronics.
https://doi.org/10.1002/adma.202418182
Materials science
Resonator
Optoelectronics
Dissipation factor
Dielectric
3
Article
|
인용수 48
·
2023
All Direct Ink Writing of 3D Compliant Carbon Thermoelectric Generators for High‐Energy Conversion Efficiency
Seongkwon Hwang, Doojoon Jang, Byeongmoon Lee, Yong‐Sang Ryu, Jeonghun Kwak, Heesuk Kim, Seungjun Chung
IF 24.4 (2023)
Advanced Energy Materials
Abstract Compliant thermoelectric generators (TEGs) can fully exploit their energy conversion efficiency by establishing conformal interfaces on arbitrarily shaped 3D heat sources. Although additive manufacturing processes allow scalable fabrication with flexibility and customizability, most printable TEGs are fabricated as planar‐type devices that harvest heat only in the in‐plane direction. Herein, 3D‐compliant TEGs fabricated solely using direct ink writing, which enables thermal‐transfer optimization for efficient through‐plane heat‐to‐electricity conversion owing to the out‐of‐plane printing of viscoelastic thermoelectric (TE) inks and unique device design is proposed. The rheological properties of carbon nanotube (CNT) TE inks are engineered to ensure conformal printing along directly written vertical thermal insulators. The ink TE properties are enhanced by the fine‐tuned incorporation of p ‐ and n ‐type dopants, where the electrical conductivity is further facilitated by nozzle‐induced CNT packing to achieve high‐power factors. To minimize the parasitic thermal loss from heat sources, an ultra‐thin bottom substrate is directly printed with polydimethylsiloxane, thereby realizing compliant 3D TEGs for heat harvesting in the out‐of‐plane direction. The TEG exhibits the highest normalized open‐circuit voltage (0.28 mV K −1 cm −2 ) among the additively manufactured TEGs and retains remarkable mechanical reliability against repetitive deformation, promising its potential as body heat harvesters or temperature sensors.
https://doi.org/10.1002/aenm.202204171
Materials science
Thermoelectric generator
Thermal conductivity
Optoelectronics
Energy harvesting
Thermoelectric effect
Carbon nanotube
Energy conversion efficiency
Nanotechnology
Composite material
Power (physics)
최신 정부 과제
13
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1
2025년 3월-2026년 2월
|179,953,000
인쇄 공정 기반 확산 도핑을 통한 대면적 이차원 반도체 소자의 전기적 특성 제어 및 고성능 소자 구현 기술 개발
1. 인쇄 공정을 이용한 표면전하이동도핑(surface change transfer doping, SCTD) 기술 선택성 고도화2. 대면적 이차원 반도체 소재의 선택적 영역 도판트와 전극 적층 인쇄 기술 개발3. 선택적 확산 도핑에 따른 이차원 반도체 소재의 도핑 특성 및 물성 평가4. 확산 도핑에 의한 고성능 대면적 이차원 반도체 소자의 신뢰성 평가 및 ...
이차원 반도체
표면전하이동도핑
전계효과트랜지스터
잉크젯 프린팅
확산도핑
2D semiconductors
Surface charge transfer doping
Field-effect transistors
Inkjet printing
Diffusion doping
2
2024년 4월-2024년 12월
|768,750,000
신축성 적층형 생체신호 센서 융복합 디스플레이 원천 기술 개발
● 신축성 압력 반응 근적외선 발광소자 층: 전체 층은 투명하고 신축 가능한 소재로 구성하며, 내재 신축성 QLED의 상부 전극을 압력 반응 전극으로 대체하는 방식으로 제작됨. 특히 발광 소재로 양자점-고분자 복합체를 활용해 기존 연구 결과 대비 높은 신축성을 가지는 발광소자를 제작함.● 수광 센서: 수직으로 적층된 포토 다이오드와 블로킹 다이오드를 이용해...
융·복합 디스플레이
신축성 집적 기술
생체 정보 센서
보안 정보 센서
양자점 소재
Multifunctional Display
Stretchable Integration Technology
Biosignal Sensor
Security Information Sensor
Quantum Dot Materials
3
2024년 4월-2024년 12월
|562,500,000
자유형상 디스플레이용 용융 상전이 기반 정밀 형상제어 기판 원천 소재 개발
1차년도 높은 신축성, 파괴인성, 피로저항도를 동시에 갖는 탄성체 개발기판의 균일한 물성 제어용 메타 구조 설계메타 구조체 적용을 위한 강성가변형 (10배) 복합 소재 개발유한요소시뮬레이션을 이용한 메타 구조 설계 시스템 구축잔류응력이 최소화된 대면적 고분자 기판 (10 cm x 10 cm) 제작 공정 개발10,000 S/cm 전도도를 갖는 신축 전극 배선...
형상제어
스트레쳐블 기판
용융 상전이
강성 변화
자유형상 디스플레이
Shape control
stretchable substrate
melt phase transition
Stiffness change
free-form display
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2021페이스트 제조 방법 및 이를 활용한 신축성 전극 제조 방법1020210090951-
등록2021Stretchable substrate and method of manufacturing the same17343667-
등록2021무기 열전 반도체 소재로 구조화된 나노탄소체 스트랜드를 포함하는 하이브리드 열전소재 및 그의 제조방법1020210037253-
전체 특허

페이스트 제조 방법 및 이를 활용한 신축성 전극 제조 방법

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210090951

Stretchable substrate and method of manufacturing the same

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
17343667

무기 열전 반도체 소재로 구조화된 나노탄소체 스트랜드를 포함하는 하이브리드 열전소재 및 그의 제조방법

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210037253
연구실 하이라이트
연구실의 정보를 AI가 요약해서 키워드 중심으로 정리해두었어요
세계최초
세계 최초 3차원 형상 구현, 전방위 인쇄형 신축 전극 기술
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기술파급력
이미지 왜곡 없는 스트레처블 디스플레이용 메타 기판 기술
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상용화성공
밀리와트(mW)급 발전, 인체열 기반 고성능 신축 열전소자
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SCIE논문
15,000 PPI 초고해상도 양자점(QD) 직접 패터닝 기술
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기업협력
0.1초 초고속 롤투플레이트(Roll-to-Plate) 나노 패터닝 공정
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연구자역량
정부·산업계가 인정한 독보적 연구 역량 및 리더십
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