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구미 금오공과대학교 기계시스템공학과 강봉철(사진·37) 교수 연구팀이 구리 단일층 투명터치패널 기술 개발에 성공했다.강 교수 연구팀은 고전도 미세 구리전극을 상온에서 쉽게 제조할 수 있는 방법을 찾아내 이를 구리 단일층 투명터치패널로 만들었다. 이번 연구는 카이스트 양민양 교수 연구팀과 한국화학연구원 최영민 박사 연구팀이 참여했다. 전자 제품에 많이 사용되는 구리는 제품이 소형화됨에 따라 미세한 크기로 구리배선을 만드는 공정이 요구돼왔다. 기존 구리배선은 도금 또는 반도체 제조 공정을 이용해 제작돼 왔으나 복잡한 제작과정과 유해한 오염물질을 다량 배출하는 문제가 있었다. 또한 높은 공정온도를 요구하기 때문에 열에 취약한 플라스틱 필름을 기반으로 하는 유연(플렉서블) 전자기기 제작에는 한계를 나타냈다. 무엇보다 쉽게 산화되는 성질 때문에 일반 대기환경에서는 제작이 불가능해 진공상태에서 제작되는 과정에 높은 비용이 수반됐다. 강 교수 연구팀은 일반 구리소재와 달리 나노입자상의 구리는 낮은 온도에서도 쉽게 녹는 현상을 이번 연구에서 확인했다. 이러한 원리를 바탕으로 저렴한 광통신용 레이저를 사용해 원하는 부분만 순간적으로 용융, 응집시켜 산화 없이 연속적인 구리막을 형성할 수 있음을 실험적으로 규명했다.이는 구리나노입자에 광흡수 반응의 강도를 낮추고 지연시켜 깊고 균일한 소결반응을 유도하게 된다. 이러한 방법은 산화 반응을 최소화 하면서 소결반응을 안정화시키기 때문에 높은 전도성과 품질을 확보할 수 있다. 강 교수는 "고 전도성, 고 정밀, 고 품질을 갖는 구리 배선전극을 기존 유리 기판 뿐만 아니라 내열성이 낮은 플라스틱 필름 기판에도 제작할 수 있게 됐다"며 "공법의 산업적 활용성을 입증하기 위해 희토류가 필요 없는 새로운 개념의 구리 단일재료의 단일층 투명 터치 구조를 고안했고, 개발한 공정을 1회만 사용해 투명터치 패널을 제작할 수 있었다"고 말했다. 그는 "이번 연구에서 개발한 구리기반 투명터치 패널을 실제 생산에 적용한다면 모바일·웨어러블 기기 시장의 제조 혁신에 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.이번 연구 결과는 최근 재료 및 화학분야의 세계적 권위지인 케미스트리 오브 머트리얼즈 '온라인판'에 실렸다.구미/김기환 기자 khkim5113@hanmail.net |
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입력 : 2016년 07월 28일
