■ 제 6회 IWFPE를 통해서 얻을 수 있는 것과 주된 참석자는.

IWFPE는 국제적인 행사로 주로 세미나를 비롯한 최신 논문 발표 등으로 이루어진 학회다. 그래서 영어로 모든 진행이 이뤄지고 있고, 국외 발표자만도 35명이다. 국제적인 인쇄전자 및 플렉서블 학회들은 ICFPE(2014년10월, 북경), LOPEC(2014년5월, 뮌헨), PE유럽(2014년4월, 베를린) 등 많은 학회가 있고 저마다 성격이 다르다. 유럽지역의 학회 같은 경우, 관련 기업들이 주변에 산재한 관계로 전시품들이 꽤 앞선 기술로 구현돼 있어 볼만하다.

이번 IWFPE는 발표자들이 내노라하는 전문가들이어서 한 세션도 놓치기 싫을만큼 구성이 알차다. 내가 연구하고 있는 분야가 OTFT인데, 처음 접해본 연구방법이나 물질들이 소개돼 있어 굉장히 흥미로운 발표도 있다. 이번 학회는 연사에 신경을 많이 써서, 듣는 사람들이 듣고 싶어 하는 연구 동향이 들어가 있어서 어떤 학회보다 훌륭하다고 생각한다.

주로 와서 발표하는 사람들은 기업의 연구소장님, 대학교수 등의 관련 전문가들이고, 듣는 사람들은 석박사 과정에 있는 학생들을 비롯해서 관련기업 대표들의 참석이 높다고 알고 있다.

IWFPE 자체는 플렉서블과 프린티드 관련된 것이라서 매년 비슷한 아이템인 조명, 터치, 태양전지 등이 업데이트되는 최신 동향들을 계속 볼 수 있다는 의미가 있다. 최근에는 웨어러블에 대한 것들이나 인체와 가까워지는 형태로 발전이 돼가고 있다. 아이와치, G와치, 기어 들도 나오고 있는데, 프린팅으로 대량에 빠르고 플렉서블한 것들이 사람들과 가까워지는 방향으로 바뀌어 가고 있는게 아닌가하는 생각이 든다.

■ 이번 학회에서 주로 다룬 내용은

키노트발표자 세 분이 다룬 내용이 OLED 조명, ITO를 대체할 투명전극, OLED조명 광추출법, 등을 주제로 발표했다.

▲ 박성수 LG화학 상무가 발표한 OLED 조명이 구현할 수 있는 곡선 디자인의 조명기기들..

LG화학 쪽에서 준비하고 있고 개괄하고 있는 부분은 프린팅까지는 아니고, 플렉서블한 OLED를 준비하고 있다. 데모사진에서도 보면 알 수 있듯이 디자인이 플렉서블로 구현되면서 ‘감성조명’이 가능해졌다.

문제는 가격이다. 현재는 메인 조명 시장에 들어가지 못하고 있는 이유도 가격인데, 당분간은 증착으로 사이즈를 키워 가격을 낮춰 시장 진입을 하고, 인쇄전자 기술이 발달하기를 기다리고 있는 것 같다.

ITO를 대체할 빛을 통과시키면서 전기를 통과시켜주는 재료는 많이 있다. ITO는 깨지기 쉬워서 플렉서블 등 차세대 재료로는 맞지 않을 뿐 아니라, 희토류로 매장량이 향후 50년 안팎이라는 말이 있어서 신재료 및 신소재에 대한 요구는 충분하다.

OLED나 OPV(organic photovoltaic, 유기태양전지)들은 유기 전도막에 대한 요구가 많아서, 단순히 전도만 시키는 것이 아니라, 전자와 홀들이 이동해서 넘어갈 때 에너지 레벨이 잘 맞아야하기 때문에 유기재료들이 훨씬 잘 맞고 있고, 지금까지는 PEDOT:PSS(Poly(3,4-EthyleneDiOxyThiophene):PolyStyrene Sulfonate, 전도성고분자)를 메인으로 쓰는 유기전도막이 쓰였다. 이것을 업그레이드 할 수 있는 재료를 브래들리 박사가 소개해 줬다.

재료가 광흡수 하는 양을 줄여서 많은 빛을 밖으로 내보내, 조명역할을 할 수 있도록 혹은 반대로 OPV같은 경우 더 많은 빛을 받아 전기로 변환할 수 있는 빛이 많도록 구조화 하는 방법에 대한 연구도 진행되고 있다.

투명전극의 가장 핵심은 전도성이 높으면서 투과성이 높은 것이다. 기존 메탈메쉬나 CNT, AgNW는 터치 분야에서 관심이 많고, OLED나 OPV는 메탈메쉬나 AgNW를 기본으로 하고 그 위에 유기물을 올려야 한다. 유기물을 올릴 때 표면거칠기(Roughness)가 굉장히 중요하다.

그게 잘 안 맞으면 소자가 제대로 동작을 못하거나 침처럼 돼있는 돌기가 올라오면 디바이스 특성에 영향을 줄 수 있어 극복하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 단정적으로 얘기하기는 어렵지만, 유기전도막을 연구하게 될 개연성이 높아지고 있다.

▲ 파나소직에서 발표한 새로운 개념의 광 추출법. .

파나소닉에서는 OLED조명 중에서 특수한 광추출 관련된 BLES(Build-up Light Extraction Substarate)컨셉에 대해 아주 재미있는 발표를 했다. 태양전지도 종류가 CIGS나 실리콘 타입 등 여러 가지인데, 여기서는 OLED와 컨셉이 같은 OPV를 소개하고 있다. OLED가 전기를 받아서 빛을 내 주는 개념이라면, OPV는 반대로 빛을 받아서 전기를 발생시켜 주는 원리다.

최근에는 페로브스카이트 타입이라고 하는 재료를 쓰는 경우에 효율이 굉장히 올라간다고 학계에서는 알려져 있다. ITO 대체 재료로 동등 이상의 특성을 나타내는 인쇄된 전극은 면저항, 단위면적당 밝기, 전압, 효율 등이 모두 동등이상이고, 현재 50%이상의 광추출 능력이 있다고 발표했다.

이렇게 말하면 ITO는 끝났다고 쉽게 생각하는 분들이 나오는데, ITO 없으면 디스플레이 제품 하나도 못 만든다. CES같은 경우 일본에서는 잉크젯으로 해서 TV도 만든걸 보여주는데, 솔루션 공정, 용액공정 기술을 어느정도 가지고 있다는 의미다.

재료나 이런 부분은 일본에서 많이 돼있지 않나 하는 생각이 든다. 단순히 픽셀 하나하나를 구현하는 것이 아니라 조명은 대면적을 해야 하니까 균일성이 중요해서 이 분야에 있는 분들은 고려해야 할 것이다.

■ 관계자에게 한말씀.

인쇄전자는 하나의 기술일 뿐 마법은 아니다. 지금의 높은 기대가 반갑지만 순식간에 가격이 낮아지고, 대량생산 할 수 있는 기술이 아니라 이를 현실화 하기 위해서는 재료나, 공정 등에 대한 깊은 연구가 필요하다. 이게 될까? 라는 고민이 아니라, 어떻게 되게 만들까?를 고민하는 단계라는 의미다.

이를 위해서는 기업입장에서는 쉽게 적용할 수 있는 분야부터 공략을 해서 수익을 창출하고, 고기술분야로 확대해 점차 사업영역을 다각화 할 수 있을 것이다. 우리와 같은 연구자들은 이런 수준 높은 학회에서 활발한 정보교류와 논문발표등을 통한 정보수집으로 서로의 연구를 한결 수월하게, 혹은 다양한 시각에서 접근할 수 있도록 돕는 역할을 해야 할 것이다.