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눈물을 이용한 비침습형 인체 모니터링으로 스마트 콘택트렌즈가 주목받고 있는 가운데, 이를 구성하는 단위 소자들 간의 인터커넥트를 위한 렌즈상의 전도성 박막 패턴에 대한 연구가 활발해지고 있다. 이러한 융합된 플랫폼상에서는 2 차원적인 소자 간의 연결뿐이 아니라, 서로 다른 높이를 가진 컴포넌트들을 연결하는 ...

눈물을 이용한 비침습형 인체 모니터링으로 스마트 콘택트렌즈가 주목받고 있는 가운데, 이를 구성하는 단위 소자들 간의 인터커넥트를 위한 렌즈상의 전도성 박막 패턴에 대한 연구가 활발해지고 있다. 이러한 융합된 플랫폼상에서는 2 차원적인 소자 간의 연결뿐이 아니라, 서로 다른 높이를 가진 컴포넌트들을 연결하는 3 차원 패턴의 형성이 필수적이게 된다. 또한 콘택트렌즈라는 특수한 기판 특성 때문에 전도성 패턴의 유연성이 보장되어야 하며 반복적인 기계적 스트레스를 극복할 수 있어야 한다. 기존의 리소그래피와 메탈 증착을 통한 곡면으로의 패터닝 방식은 공정이 복잡하고 특히 TFT 와 같은 디바이스가 아닌 수백 μm 두께를 가진 칩과 같이 기판과의 큰 단차를 가진 컴포넌트에 대해서는 패터닝이 어려운 한계점을 가지고 있어 이를 극복할 수 있고 높은 공정 효율을 얻을 수 있는 스프레이 프린팅 방법을 모색하였다. 본 연구에서는 솔루션 형태의 정밀 프린팅 방식인 electrospray 와 Ag/AgNW composite 잉크를 이용해 렌즈상 패터닝 형성에 최적화된 공정을 개발하였으며, 결과적으로 3 차원 구조를 갖는 유연 전도성 패턴을 형성하였다. 잉크 formulation 과 electrospray 조건을 제어했으며, 평면 기판에서의 패터닝 이후 전방위 곡면을 이루는 콘택트렌즈 상으로의 전사를 위해 굽힘 테스트를 진행하였고 그 결과를 정량적으로 제시하였다. 현실적으로 평면 C 자형 플렉서블 기판 위에 3 차원 인터커넥션을 제작하여 렌즈상으로 전사를 함으로써, 단차가 존재하는 부분을 300 μm까지 극복하면서 전기적 신호의 연결이 확보된 인터커넥트를 성공적으로 구현하였다.

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