제작비·시간 1/100 미세 금속배선 기술…KAIST 양민양 교수팀
| 기사입력 2011-05-26 10:16
【대전=뉴시스】박병립 기자 = KAIST(총장 서남표)는 기계공학과 양민양 교수팀이 고품질·고전도성을 갖는 미세 금속배선을 기존 제작비 100분의 1 수준으로 저렴하게 제작하는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.
또 이 금속배선을 플렉시블 디스플레이용 필름에 적용하는 기술도 함께 개발했다.
플렉시블 디스플레이 미세 금속배선 제조는 노광이나 진공증착, 도금과 같은 고가의 복잡한 방법이 적용돼 왔다.
최근에는 잉크젯, 롤투롤(Roll to Roll)과 같은 인쇄방법이 시도되고 있으나 전극으로 요구되는 특성인 전기 전도성, 전극 품질, 정밀도와 생산성 또는 제조 원가를 충족시키는 데 한계가 있었다고 연구진은 전했다.
양 교소팀은 이러한 문제를 광촉매 자가 생성을 이용한 광열화학 반응과 새로운 패턴전사 방식으로 해결했다.
연구팀은 고가의 금속 나노입자 잉크를 대신해 금속원자가 녹아있는 유기물로부터 2~3㎚(나노미터)의 극미세 은 나노입자 광촉매를 자가 생성 시킨 후 레이저를 사용한 광화학반응을 유도함으로써 유연한 금속배선을 제조했다.
특히 레이저를 이용해 고체상태의 패턴을 고분자 필름에 전사하는 방법인 레이저유도 패턴접착전사법(Laser Induced Pattern Adhesive Transfer)을 개발해 폴리에스터(PET)와 같이 열에 약한 유연한 필름에도 적용할 수 있도록 했다.
이 방법으로 10㎛이하의 미세한 은 금속배선을 비저항 3.6μΩ·㎝의 높은 전도도로 PET, PI, PEN등 다양한 재질의 고분자 필름에 성공적으로 형성했으며 높은 신뢰성도 검증했다.
양 교수는 "유연한 금속배선 제조에 있어 기존의 은 나노입자 잉크를 사용하는 방법과 비교해 원가를 100의 1 수준으로 절감했고 제조 속도를 최대 100배 이상 향상시켰다"며 "플렉시블 디스플레이뿐 아니라 태양전지와 같은 차세대 유연 전자 소자 제조에 획기적인 변화를 가져올 것"이라고 말했다.
KAIST 양 교수와 강봉철 박사과정 학생이 주도한 이번 연구결과는 그 우수성을 인정받아 광학분야의 세과학저널인 네이처 포토닉스(Nature Photonics)지 2011년 4월호 뉴스 앤 뷰즈(News and Views)에 선정됐고 국내 및 국제 특허 출원을 완료했다.
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