대면적 광원 조사를 이용해 다양한 전자 부품 소자를 단시간에 손상 없이 생산하는 광 공정 기술이 개발됐다. 나노와이어나 투명전극 패턴 필름과 같은 전자부품 소자 공정을 훨씬 빠르고 경제적으로 만들 수 있는 핵심 기술 기반이 마련됐다.
한국기계연구원(원장 박천홍)은 우규희 인쇄전자연구실 박사팀이 대면적 광원을 수 밀리초(1000분의 1초) 이내 짧은 시간 조사해 소자 패터닝이나 전사, 열처리 등을 효과적으로 수행해 소자를 생산하는 광 기반 기술 개발에 성공했다고 12일 밝혔다.
첫 번째 특징은 대면적 조사가 가능하다는 점이다. 현재는 30㎝ 폭으로 빛을 조사할 수 있다. 이를 고속 생산에 주로 쓰이는 '롤투롤 공정'과 연계하면 엄청난 양의 소자를 순식간에 생산할 수 있다. 초당 수백~수천㎠ 이상 대면적 소자 고속 생산이 가능해진다.
소자 열 손상도 최소화 할 수 있다. 광 조사 시간이 매우 짧아 조사되는 부위 밖으로 전달되는 열이 매우 적다.
연구팀은 이를 통해 나노와이어나 유연성이 뛰어난 투명전극 패턴 필름, 고감도 신축성 스트레인 센서 등을 이전보다 훨씬 고성능화 해 제작할 수 있다고 설명했다. 스트레인 센서는 물리적 변형을 전기 저항 변화로 변환·감지하는 센서를 뜻한다.
예를 들어 신축성 스트레인 센서의 경우 훨씬 민감도를 높일 수 있다. 그동안은 센서 재료인 수지가 고온에 노출되면서 필요 이상으로 경화돼 민감도를 결정하는 요소인 신축성이 떨어지는 문제가 있었다. 새로운 공정은 빛을 짧게 조사하기 때문에 이런 과경화 문제를 막을 수 있다.
우규희 박사는 “이번에 개발한 광 공정 기술은 소자 제작 시 열 변형과 손상을 최소화하면서 대량·고속 생산에도 적합하다”며 “유연 투명전극을 비롯해 다양한 유연 신축 전자부품을 대량 생산할 수 있어 기술이 조속히 상용화 되도록 노력하겠다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
