신기현 교수 연구팀이 적외선 광소결 기법을 이용하여 기존 롤투롤 그라비어 공정에서 은(銀)전극의 전도성을 급격하게 향상시키는 기술을 구현했다.

건국대학교 공과대학 기계설계학과 신기현 교수 연구팀(유연디스플레이연속공정연구소)이 적외선 광소결 기법을 이용하여 기존 롤투롤(Roll to Roll) 그라비어 공정에서 은(銀)전극의 전도성을 급격하게 향상시키는 기술을 구현해 인쇄전자 산업 기술에 적극 활용될 수 있게 됐다.

이번 연구는 건국대가 2012년부터 2016년까지 독일 캠니츠공과대학(Chemnitz University of Technology)과 함께 수행하고 있는 한-독 대학 간 연계프로그램(과학기술국제화사업, 미래창조과학부 지원)의 주요 성과다.

이번 연구결과는 신기현 교수 연구팀과 캠니츠공과대학의 바우먼(R.R. Baumann) 교수 연구 그룹의 강현규 박사(건국대 96학번)가 저자로 참여해 네이처 퍼블리싱 그룹(Nature Publishing Group)이 발간하는 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)와 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 저널 오브 머터리얼즈 케미스트리(Journal of Materials Chemistry C)에 각각 2016년 10월 7일과 9월 19일자로 게재됐다.

기존 인쇄 전극 소결 기술은 열풍, 적외선, 광펄스, 자외선, 레이저 등의 공정을 이용해 전기전도성을 향상시켜왔으며 이번 연구에서는 이 기술 중 가격 및 효율 관점으로 유용한 적외선 모듈을 적용하여 기존 롤투롤 그라비어 인쇄 공정에 적용해 수십 분이 소요되는 공정을 10초 이내로 단축시켰다.

건국대 연구팀은 은 파티클의 종류에 따라 적외선 에너지가 미치는 영향을 광 에너지 관점의 이론적 접근 및 실험계획법 기반의 통계적 기법을 활용해 분석했으며, 적용된 소결 공정이 필름을 기반으로 하는 롤투롤 공정에 적용되었을 때 발생하는 웹의 장력 변화와의 관계성을 규명했다.

또 적용된 적외선 장비의 효용성은 기존 롤투롤 기반 공정과 비교했을 때 소결 시간, 소결 성능, 그리고 양산 관점에서 매우 우수한 결과임을 확인했다.

건국대학교와 독일 캠니츠공과대학은 최근 10여 년 동안 매년 단기 연구원 교류, 국제 공동 세미나, 국제 학술활동, 박사후연구원 파견 등을 수행했으며 롤투롤 기술 및 인쇄 전자 분야에서 글로벌 파트너로 긴밀한 협력관계를 유지해왔다.