마이크로LED 집적도 높이는 연잎 응용 접착제 나와

전도성 접착제가 초소형 전자소자의 연결을 도와 고밀도 집적을 가능케 한다. 사진제공=한국연구재단

국내 연구진이 물을 튕기는 연잎을 응용해 마이크로LED 같은 전자 회로 집적도를 높여주는 기술을 개발했다.

한국연구재단은 김태일 성균관대 고분자공학부 교수 연구진이 삼성전자와 함께 초소형 전자소자를 고밀도로 집적할 수 있는 전도성 접착제를 개발했다고 13일 밝혔다.

반도체는 소자 크기가 마이크로(100만분의 1) 단위로 작아지면 소자 간 거리와 전극이 작아져 배열과 전극 연결이 매우 어렵다.

금속와이어나 전도성 필름을 이용하는 패터닝 방식은 고온과 고압에서 진행해 기판이 변형될 수 있어 유연한 기판에는 이용할 수 없다.

연구진은 고분자 접착제와 나노금속입자로 만든 전도성 접착제를 개발해 이 문제를 해결했다. 접착제는 연잎이 물을 튕기는 특성에서 아이디어를 얻었다. 접착제 표면에서 젖는 성질을 조절해 소자와 전극 표면에 따라 서로 접촉하거나 떨어질 수 있게 만들었다.

그리고 이 접착제로 머리카락 굵기보다 작은 마이크로LED 수천 개를 유연기판에 집적해냈다. 신용카드보다 작은 기판에 60만개 마이크로LED를 배열하는 수준으로, 상용기술보다 집적도를 20배 넘게 높였다.

특히 공정 온도와 압력은 섭씨 100도와 1기압 이하로 낮춰 기판에 미치는 물리적 영향도 최소화했다. 그 결과 수천 개가 넘는 초소형 마이크로LED를 99.9%가 넘는 고수율로 대면적에 전사했다.

이 연구 결과는 국제학술지 ‘첨단 재료(Advanced Materials)’에 지난달 16일 표지논문으로 게재됐다.

박응서 머니투데이방송 MTN 선임기자