'100만분의 1m급' 인쇄전자 선폭 구현..디스플레이 제작한다

[이데일리 이승현 기자] 국내 연구진이 1마이크로미터(㎛·1㎛=100만분의 1m)급 초미세 인쇄전자 선폭의 구현에 성공, 디스플레이 산업에 적용할 수 있는 길을 열었다.

인쇄전자는 잉크로 신문을 인쇄하듯 스마트폰과 터치스크린, 디스플레이 등의 복잡한 전자회로를 전자잉크로 인쇄하는 것이다.

이택민 한국기계연구원 책임연구원(첨단생산장비연구본부 인쇄전자연구실) 연구팀은 10일 서울 강남구 코엑스에서 열린 ‘2015 세계과학기자대회’에서 세계 최초로 롤프린팅 기술을 이용해 이러한 연구성과를 냈다고 발표했다.

인쇄를 이용한 터치스크린용 메탈 메쉬형 투명전극. 한국기계연구원 제공

1㎛급 선폭 인쇄용 리버스 오프셋 인쇄공정. 먼저 전도성 잉크 박막을 균일하게 코팅한 뒤, 오프 공정에서 코팅된 박막을 블랭킷이 감겨진 롤러로 전사한다. 패터닝 공정에서는 전자회로 패턴이 새겨진 판과 롤러의 접촉으로 패턴을 분리하고, 셋 공정에서 패턴화된 전자잉크를 기판에 전사시켜 회로를 완성한다. 한국기계연구원 제공

기계연은 롤프린팅을 통해 2010년 7㎛ 인쇄선폭 개발에 이어 2013년 3㎛, 이번에 1㎛급을 개발했다.

현재 인쇄전자 기술의 최고 정밀도는 7~10㎛ 정도이다. 디스플레이 제작을 위해선 2~3㎛급의 인쇄기술이 필요해 현재 노광 및 에칭 기술을 이용하고 있다.

연구팀은 이 기술로 기존의 노광 및 에칭 기술을 대체할 수 있다고 밝혔다. 이 경우 기존 공정에 비해 설비 투자비용을 낮추고 유해물질도 줄일 수 있다고 강조했다.

아울러 1㎛급 인쇄전자 기술은 육안 식별이 불가능해 터치센서(투

이택민 한국기계연구원 책임연구원

명전극)로의 활용도 기대된다.

이택민 연구원은 “인쇄전자 기술은 소재와 장비, 공정기술이 융합돼야 가능한 기술”이라며 “1㎛ 미세선폭 구현은 우선 대면적 디스플레이 생산과 터치스크린에서 인듐산화물(ITO) 전극을 대체하는 투명전극 생산에 응용될 것이다”고 밝혔다.

이 연구원은 “앞으로 이 기술을 통해 사물인터넷(IoT)과 휘어지는 터치스크린 시장에서도 우위를 점할 수 있다”고 덧붙였다.

연구팀은 이번 연구성과와 관련, 과학기술논문 색인지수(SCI)급 논문 13편을 냈으며 각각 64건과 24건의 특허 출원 및 등록도 했다. 특히 중소기업에 대한 기술지원은 물론 삼성과 LG 등과의 공동연구 수행에도 활용돼고 있다고 연구팀은 밝혔다.