일본산업뉴스요약

기술로 미래 개척 (2)
전자디바이스를 인쇄로
인쇄기술로 르네상스를
산업기술총합연구소 플렉시블 일렉트로닉스 연구센터 우시지마 히로부미(牛島洋史) 센터장

-- 21세기의 일렉트로닉스 --
스마트폰, 텔레비전, 카 내비게이션 등 우리들의 주변은 전자 디바이스로 넘쳐나고 있다. 그러한 디바이스의 대부분은 포토리소그래피라고 불리는 기술로 제조되고 있다. 이 기술은 진공을 많이 사용하여, 일단 기판 전체에 막을 만든 후에 불필요한 재료를 제거하는 방법이다. 때문에 재료의 이용 효율이 낮아 결코 친환경적인 프로세스라고는 할 수 없다.

사회의 지속 가능성을 지향하는 21세기에 있어서 빠뜨릴 수 없는 일렉트로닉스 제품 제조의 성(省)에너지화∙성(省)자원화는 긴급한 과제라고 할 수 있다. 그와 같은 배경에서 최근 10년 간은 인쇄에 의한 디바이스 제조기술이 주목을 받아 왔다.

인쇄로 제조하는 이점은 제조 비용의 삭감에 그치는 것이 아니라, 포토리소그래피 기술로는 제작이 어려운 플라스틱 필름을 기본 자재로 사용하는 유연한 디바이스 제조도 가능해진다. 그렇기 때문에 얇고 가볍고 구부려도 망가지지 않는 디바이스, 즉 플렉서블 일렉트로닉스 실용화도 기대되고 있다.

-- 온고지신 --
기존의 그래픽 인쇄의 경우는 30㎛(마이크로는 100만 분의 1)보다도 정밀한 패턴을 만들기 어렵다는 점, 선 폭이나 막 두께의 차이를 억제하는 것이 어렵다는 점, 액체인 잉크를 사용하기 때문에 인쇄 형성된 패턴의 단면이 장방형으로 되기 어렵다는 점 등, 디바이스를 제조하기 위해서는 많은 과제가 있었다.

우리들은 잉크 용매를 급속하게 흡수하는 실리콘 고무를 인쇄판에 사용함으로써 전사 시에 빠르게 잉크의 점도를 대폭으로 증대시켜서 이들 문제를 해결하고 있다. Screen Offset 인쇄법이나 부착력 콘트라스트 평판인쇄법과 같은 새로운 인쇄기술을 개발하였다. 이들 새로운 인쇄 기술을 이용하여, 세계에서 처음으로 플라스틱 필름 상에 박막 트랜지스터 어레이나 각종 센서를 인쇄로 형성하는 것도 성공하였다.

-- IoT 사회 --
인쇄에 의한 디바이스 제조기술은 포토리소그래피에 의한 기존 디바이스 제조와 비교하여 제조장치가 현격하게 싸기 때문에 일렉트로닉스 분야에 대한 신규 참여가 용이하다는 특징도 함께 가지고 있다. 그래서 우리들은 신규 인쇄 기술을 산관(産官) 협력을 통해 장치화하여, 연계처 기업에서 인쇄 장치로서 시판하는 시도도 함께 시행하고 있다.

또한 인쇄로 제조하는 디바이스를 신축 가능한 소재 위에 만들어 넣어 웨어러블 디바이스로 하기 위한 기술 개발에도 착수하였다. 다가오는 IoT사회를 대비하여 ‘사람에게 친근한 일렉트로닉스’의 개발을 도모하고 있다.

  -- (3)에 계속 --