국내 연구진, 인쇄전자소재용 잉크젯프린팅 신기술

국내 연구진이 인쇄전자소재용 잉크젯 프린팅 신기술 개발에 성공했다. 플렉서블 패널 기술 발전과 웨어러블 컴퓨팅 기기의 상용화에 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다.

24일 미래창조과학부에 따르면 포항공과대학교(POSTECH) 조길원 교수 연구팀은 기존 잉크젯 프린팅 공정기술에 비해 공정에 소요되는 시간과 비용을 크게 절감하는 동시에 고성능 유기반도체 박막 도포를 손쉽게 할 수 있는 새로운 기술 개발에 성공했다.

잉크젯 프린팅은 잉크를 분사하는 프린팅 공정으로, 용액화한 유기전자재료를 프린터 잉크로 사용해 기판에 인쇄하는 기술이다. 다양한 구조를 미세하게 패턴화할 수 있어 광범위하게 사용되는데, 특히 웨어러블 컴퓨터, 플렉서블 디스플레이, 일회용(disposable) 전자소자 제작 등에 필수적인 공정이다.

현재 잉크젯 프린팅 방식은 용액을 방울 형태로 노즐을 통해 분사하는 방식으로, 비접촉식인 탓에 원하는 위치에 정밀하게 도포하기에는 한계가 있었다.

조 교수 연구팀은 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 것.

연구팀은 유기용매의 방울 수를 조절하면 우물 모양 패턴의 크기와 깊이를 효과적으로 제어할 수 있고, 손쉽게 대면적화도 가능하다는 점을 밝혀냈다. 이렇게 만든 유기반도체 잉크는 건조 과정에서 결정화가 극대화되므로 성능이 보다 우수하다.

이 연구 성과는 재료분야 권위지인 ‘어드밴스트 펑셔널 머터리얼스’ 최신호에 표지논문으로 실렸다. 미래창조과학부의 지원 아래 수행된 이 연구에는 조 교수 외에도 곽동훈 포항공과대학교 박사와 이위형 건국대 유기나노시스템공학과 교수 등이 참여했다.