국내 연구진이 유연 유기전자소자를 `펜`으로 그림을 그리듯이 간단하게 만들 수 있는 새로운 프린팅 기술을 개발했다. 이 기술은 기존 공정보다 시간과 비용이 적게 들어 전자소자를 대량 생산하고, 금속·플라스틱·섬유 등 다양한 재료에 적용할 수 있어서 휘어지는 모니터나 `입는 컴퓨터` 등에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.
미래창조과학부는 글로벌 프론티어사업 소프트일렉트로닉스 연구단의 조길원(포스텍 화학공학과) 단장과 한밭대학교 화학생명공학과 이화성 교수 연구팀이 성과를 냈다고 28일 밝혔다.
유망 기술 분야인 휘는 디스플레이를 개발하려면 유연성이 높은 유기전자소자를 제작하는 원천기술을 확보해야 한다. 특히 단순한 방식으로 넒은 면적에 빠르고 균일하게 전자소자를 프린팅하는 원천기술이 필요하다. 현재 유기전자재료 용액을 잉크로 사용하는 `잉크젯 프린팅` 기술이 개발됐지만 인쇄 공정과 장치가 복잡하고 느리며 비용이 많이 들어 상용화에 한계가 있다.
연구팀은 식물 뿌리에 있는 물이 줄기를 거쳐 잎맥까지 이동하는 `모세관 현상`을 이용한 `모세관 펜 프린팅` 인쇄 장치
를 개발하고, 이 장치로 플라스틱 기판 위에 투명하고 유연한 유기박막 트랜지스터를 인쇄하는 데 성공했다. 이 장치는 가느다란 펜 형태의 고정 노즐에서 일정한 속도와 양으로 인쇄용 전자잉크가 나오는 것이 특징이다. 마치 펜으로 그림을 그리듯이 간단하게 지그재그, 나선, 점 등 다양한 모양을 정확하고 빠르게 만들 수 있다.
이 장치는 기판의 재질의 제약을 받지 않는다. 무기재료인 실리콘 기판과 유리 기판은 물론이고 유연한 고분자 기판 위에도 패턴을 그릴 수 있다. 연구팀은 “접었다 펴는 휴대전화, 종이처럼 말아서 가지고 다니는 스마트패드 등 전자분야뿐 아니라 몸에 부착해 인체 신호를 측정하는 의료용 센서, 통신 기능이 있는 잠수복 등 새로운 시장 창출에 이바지할 것”이라고 밝혔다.
이 연구결과는 재료과학분야의 세계적 학술지인 `어드밴스트 머티리얼스`(Advanced Materials) 최신호(8월21일자)의 표지논문으로 실렸다.
류경동기자 ninano@etnews.com
