홍용택 서울대 전기·정보공학부 교수 연구팀이 스트레쳐블, 전자피부 등 유연하면서 신축성 디스플레이에 마이크로 발광다이오드(LED) 소자를 물리적·전기적으로 연결하는 새로운 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.
연구진이 개발한 '위치선택적 집적기술'은 딥-트랜스퍼 코팅을 통해 소자 크기와 종류에 관계없이 소자에만 접착물질을 선택적으로 패터닝하고, 자기장을 이용해 접착 물질에 섞인 강자성체 입자 분포를 조절해 이방성 전도체를 형성하는 것이 핵심이다. 단단한 물성을 가진 전자소자를 부드러운 물성을 가진 전극·기판에 연결해야 하기 위해 개발된 기술이다.
기존 기술이 이방성 도전필름 소재의 단단한 물성으로 전극과 기판의 신축성과 유연성을 저하시키거나, 접착제 물성이 부드러워 안정성이 낮았던 어려움을 극복했다는 게 연구팀 설명이다.
연구팀은 이 기술로 마이크로 IC 구동부와 LED 표시부를 하나의 플렉시블 인쇄회로기판(PCB)에 집적해 기존에 상용화된 마이크로 IC칩보다 작은 크기로 초소형 웨어러블 디스플레이·센서 시스템을 구현했다고 밝혔다.
현재까지 발표된 마이크로 LED어레이 중에서 신축성과 유연성을 가장 높고, 전극과 기판의 물성에 상관없이 집적 기술을 적용할 수 있어 스트레처블 전극을 포함한 임의의 전극에 광범위하게 전자 소자를 집적할 수 있다고 강조했다.
홍 교수는 “이번 연구는 유연·신축 시스템의 기계적 특성을 극대화하면서 고성능 마이크로 전자 소자를 체계적으로 집적할 수 있는 기술을 개발했다는데 의의가 있다”며 “향후 플렉서블, 스트레처블 기기 상용화에 기여할 것”이라고 전했다.
이번 연구는 삼성미래기술육성사업의 지원을 받았으며, 전자 분야 세계 최고 학술지 '네이처 일렉트로닉스' 5월호 표지논문으로 게재됐다.
김영호 기자 lloydmind@etnews.com
