국내 연구진이 대면적 고속 인쇄가 가능한 고성능 산화물 전자소자를 제작했다.
GIST(광주과학기술원)와 동국대학교 공동 연구팀은 새롭게 고안된 용액공정 산화물 ‘와이어-바(wire-bar) 인쇄법’을 통해 다양한 고성능 금속산화물 초박막 절연체 기반 인쇄전자소자 대면적 제작에 성공했다. 웨어러블 소자 소비전력을 기존 10분의 1 수준으로 낮출 수 있게 됐다.
와이어-바는 정형화된 크기 금속막대에 각각 다른 굵기 얇은 와이어 철사가 감겨 있는 막대다.
미래창조과학부 글로벌프런티어사업 나노기반 소프트일렉트로닉스연구단 지원으로 수행된 이번 연구는 윤명한 GIST 신소재공학부 교수와 노용영 동국대 융합에너지신소재공학과 교수(공동 교신저자)가 주도하고, GIST 이원준 박사과정생과 동국대 박원태 박사과정생(공동 제1저자)이 수행했다.
연구 결과는 재료 분야 세계적인 학술지인 어드밴스트 머터리얼스 9월 9일자에 게재됐다.
연구팀은 금속 산화물 물질을 용액상 간단한 기능성 잉크로 제조하고, 새롭게 고안한 와이어-바 코팅을 이용해 용액공정 기반 저비용 인쇄공정으로서 대면적 고속 인쇄가 가능한 고성능 산화물 전자소자를 제작했다.
연구팀은 접착제, 페인트, 탄소재료의 필름에 대한 품질 평가와 간단한 표면 코팅에만 적용돼 온 바 코팅 기법을 산화물 바 코팅 인쇄공정으로 새롭게 적용했다.
알루미늄 옥사이드와 하프늄 옥사이드와 같은 분말 고체상의 무기 산화물 절연 재료를 기능성 잉크로 제조했고, 이를 바 코팅 인쇄 공정을 통해 다양한 형성 조건을 조절함으로서 우수한 절연체 박막 필름을 제조할 수 있었다.
윤명한 GIST 교수는 “산화물 전자소재의 인쇄법은 고품위 금속산화물 저온 형성법과 결합돼 유연성 대면적 디스플레이의 상업화에 크게 기여할 것”이라며 “차세대 저전력 웨어러블 디바이스 제작에 적용되면 소비전력을 낮출 수 있어 잦은 충전의 수고를 덜 수 있을 것”으로 기대했다.
광주=서인주기자 sij@etnews.com
