국내 연구진이 어디든지 쉽게 붙였다 뗄 수 있는 스티커 형태 전자소자를 개발했다. 종이나 피부, 요철이 있는 곡면에도 스티커처럼 붙일 수 있어 탈·부착 형식 디스플레이, 태양전지, 배터리, 의료 및 환경 모니터링 센서 등에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
광주과학기술원 고흥조 교수 연구팀은 두껍고 딱딱한 기판을 머리카락 10분의 1 두께의 초박막 기판으로 대체해 전자소자의 유연성을 높이고 이를 스티커에 인쇄하는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.
연구결과는 재료과학 분야 권위지 `첨단기능성물질(Advanced Functional Materials)` 표지논문으로 게재됐다.
초박막 기판은 너무 얇아 직접 소자를 제작하기는 어렵다. 초박막 기판을 지지하는 보조기판에 소자를 제작해 스티커 등으로 옮겨 찍어 원하는 곳에 붙일 수 있도록 했다. 전사인쇄방식이다. 소자제작 과정에서는 초박막 기판과 보조기판 사이에 높은 접착력이 요구되는 반면에 뒤이은 전사과정에서는 낮은 접착력이 필요해 보조기판과의 접착력 조절여부가 관건이다.
연구팀은 초박막 고분자(SU-8) 기판 위에 산화아연(ZnO) 박막트랜지스터를 제작하고 이를 플라스틱이나 종이, 스티커, 볼펜 등에 100% 전사 인쇄해 소자의 성공적인 작동을 확인했다.
초박막 고분자 기판위에 물에 녹는 희생 층을 도입해 보조기판과의 접착력 조절에 성공한 것이 핵심이다. 이 기술은 기판의 뛰어난 유연성으로 인해 롤에 기판을 감았다 풀 수 있어 차세대 디스플레이 프린팅 기술인 롤투롤 공정에도 적용할 수 있다.
고 교수는 “이 연구는 직접 공정할 수 없는 곳에서도 심미성을 유지하면서 전자소자에 기능을 부여할 수 있다”고 밝혔다.
홍기범기자 kbhong@etnews.com
