광주 과학기술원 고흥조 교수팀 성공

이를 이용하면 종이나 피부, 요철이 있는 곡면에도 전자소자를 스티커처럼 붙일 수 있어 탈부착형 디스플레이, 태양전지, 배터리, 의료 및 환경 모니터링 센서 등에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

광주과학기술원 고흥조 교수 연구팀이 수행한 이번 연구결과는 미래창조과학부 및 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심) 및 광주과기원 특화연구(국제협력)의 지원을 받아 이뤄졌으며, 재료과학 분야 권위지 첨단기능성물질(Advanced Functional Materials)지 3월 20일자 표지논문으로 게재됐다.

연구팀은 두껍고 딱딱한 기판을 머리카락 굵기의 1/10에 해당하는 초박막 기판으로 대체해 전자소자의 유연성을 높였다. 이렇게 만들어진 전자소자를 원하는 곳에 자유롭게 붙였다 떼었다 할 수 있도록 스티커에 인쇄하는 기술을 이번에 개발했다.

A4 종이보다 10배 얇은 초박막 기판은 너무 얇아서 그 위에 직접 소자를 제작하기는 어렵다. 대신 초박막 기판을 지지해주는 보조기판에 소자를 제작하고 스티커 등으로 옮겨 찍어 원하는 곳에 붙일 수 있도록  이른바 전사인쇄방식을 통해 간접적으로 소자를 제작하게 된다.

이 때 소자제작 과정에서는 초박막 기판과 보조기판 사이에 높은 접착력이 요구되는 반면 뒤이은 전사과정에서는 낮은 접착력이 필요해 보조기판과의 접착력 조절여부가 관건이었다. 하지만 일반 보조 기판을 이용해 접착력을 조절하려는 기존 연구는 전사인쇄 과정에서 접착력을 잃어버려 소자의 정렬도를 유지하기 힘든 한계를 가지고 있었다.

핵심은 초박막 고분자 기판위에 물에 녹는 희생층(water soluble sacrificial layer)을 도입해 보조기판과의 접착력 조절에 성공한 것이다.

김재창 기자 changs@gamtantimes.com