국내 연구진이 새로운 잉크젯 프린팅 공정기술을 개발했다. 웨어러블 장치(Wearable Device) 상용화에 기여할 전망이다.
포항공과대학교(POSTECH) 화학공학과 조길원 교수팀은 기존 잉크젯 프린팅 공정기술에 비해 공정 시간과 비용을 크게 줄이고, 고성능 유기반도체 박막 도포를 손쉽게 할 수 있는 새로운 기술을 개발했다.
현재 주로 사용하는 잉크젯 프린팅은 용액을 방울 형태로 원하는 부분에 분사하는 방법이다. 재료의 소모량이 적고 노즐이 기판에 닿지 않아 접촉에 의한 소자 손상을 막을 수 있다.
하지만 비접촉식이어서 원하는 위치에 정밀하게 반도체 박막을 도포하기에는 한계가 있었다.
조 교수팀은 유기용매 방울이 고분자 필름에 닿을 때 마이크론 크기의 우물모양 패턴을 형성한다는 점에 착안해 새로운 기술을 개발했다. 고분자 필름 위에 떨어진 유기용매 방울이 고분자 필름을 녹일 때 우물 모양처럼 가장자리에 두꺼운 패턴이 형성되는 점을 이용한 것이다.
조 교수팀은 유기용매의 방울 수를 조절하면 우물 모양 패턴의 크기와 깊이를 효과적으로 제어할 수 있고 손쉽게 대면적화도 가능하다는 것을 알아냈다. 이렇게 만든 유기반도체 잉크는 건조 과정에서 결정화가 극대화돼 성능이 우수하다.
조길원 교수는 “새로운 잉크젯 프린팅 기술은 반도체 소자의 정밀도를 높일 수 있고 복잡한 공정을 거치지 않아 제조단가도 낮출 수 있다”며 “앞으로 여러 분야에서 새로운 가능성을 보여주게 될 것”이라 말했다.
이번 연구 성과는 재료분야 권위지인 `어드밴스트 펑셔널 머터리얼스` 최신호에 표지논문으로 실렸다.
이번 연구는 미래창조과학부의 지원 아래 수행됐고, 곽동훈 포스텍 박사와 이휘형 건국대 유기나노시스템공학과 교수 등이 참여했다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
