초록 ▼

□ 연구개요
이 연구의 목표는 신축성 전자 시스템의 높은 기계적 안정성 및 내구성을 위한 이종 소재 접합용 신개념 접착 소재 및 공정 개발임. 최근 들어 차세대 디스플레이, 배터리, 센서 등 다양한 정보전자 산업 분야에서 소자 신축성에 대한 요구는 점차 높은 수준에 도달하고 있음. 이는, 웨어러블 정보전자 기기의 구성 및 용도, 장기적 사용의 관점에서, 단위 소자의 우수한 특성 외에도 일상생활에서 발생하는 다양한 외부 물리적 자극에 대응, 기기의 기계적 안정성, 내구성 확보가 제품화에 있어 필수적인 요소임.
기존에는 주로

□ 연구개요
이 연구의 목표는 신축성 전자 시스템의 높은 기계적 안정성 및 내구성을 위한 이종 소재 접합용 신개념 접착 소재 및 공정 개발임. 최근 들어 차세대 디스플레이, 배터리, 센서 등 다양한 정보전자 산업 분야에서 소자 신축성에 대한 요구는 점차 높은 수준에 도달하고 있음. 이는, 웨어러블 정보전자 기기의 구성 및 용도, 장기적 사용의 관점에서, 단위 소자의 우수한 특성 외에도 일상생활에서 발생하는 다양한 외부 물리적 자극에 대응, 기기의 기계적 안정성, 내구성 확보가 제품화에 있어 필수적인 요소임.
기존에는 주로 단일 센서 소자 또는 단일 재료 (전극, 반도체, 유전체, 기판) 등의 연구가 주를 이루고 있음. 신축성 전자에 적용이 가능한 접착 소재는 보고된바 없음. 본 연구를 통해 기존에 개발된 전자 소재 및 전자 소자들의 신축성 기판 위에 집적화하는 과정에 필요한 계면 소재 및 공정을 개발하고 이를 이용하여 신축성 전자 시스템의 기계적 안정성을 혁신적으로 개선할 수 있는 새로운 메커니즘을 제시하고자 함. 이를 위해 구체적으로는 다음의 4가지 요소 기술들을 개발하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 다양한 고분자, 금속, 세라믹 등과 높은 접착 에너지를 갖는 신축성 계면 소재 기술 개발. (Nature Nanotechnology 2022) - 과제연구목표
(2) 접착 소재의 기계적 특성 (모듈러스, 인장률)을 독립적으로 조절할 수 있는 소재 기술 개발. (Nature Nanotechnology 2022) - 과제연구목표
(3) 신축과정에서 저항이 변화지 않는 전극 소재 개발 (Science 2022) – 과제연구목표 이외
(4) 고무처럼 변형이 가능한 신축성 인쇄회로기판 개발 (Science 2022) - 과제연구목표
(5) 신축성 봉지막 개발 (Nature Nanotechnology 2023) – 과제연구목표 이외
(6) 신축성 자가치유 기판 개발 (Nature Communictions, Under review – 과제연구목표)

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
(1) 스마트워치와 같은 헬스케어 및 웨어러블 전자소자는 이미 우리 실생활에 깊숙이 들어와 있다. 하지만 기존의 딱딱한 전자소자를 입었을 때는 사람들이 불편함을 느끼고, 피부와의 불안정한 접촉으로 인해 생체 신호를 정확하게 읽어낼 수 없다는 문제점이 있다. 본 연구에서 개발한 액체금속입자 네트워크 기반의 신축성 인쇄회로기판을 이용하면 형태가 자유롭게 변하고 늘어날 수 있으며 기존의 실리콘 기반의 고성능 전자소자를 구현할 수 있다. 이로써 기존의 웨어러블 전자소자의 불편함을 해결함과 동시에 생체 신호를 더욱 정확하게 읽을 수 있고 다양한 신호를 정확하게 분석함으로써 다양한 질병에 적절하게 대응할 수 있다.
(2) 기존 Free-form 디스플레이는 구불구불한 전극의 사용으로 인해 해상도가 낮다는 문제가 있다. 본 연구에서 개발한 액체금속입자 네트워크는 스트레처블 디스플레이에 적용이 가능할 것으로 생각되며 궁극의 고해상도 스트레처블 모바일 디스플레이도 구현할 수 있을 것으로 기대된다.
(3) 또 기존 산업계에서 사용하는 전자소자의 제작 과정을 그대로 이용할 수 있기 때문에 새로운 공정을 개발하지 않고도 손쉽게 신축성 전자소자를 제작해 낼 수 있다. 이를 바탕으로 신축성 전자소자 분야에서 선두적 위치를 확보할 수 있을 것으로 기대한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• (1) 연구개발성과의 관리 ... 11
• (2) 활용 계획 ... 11
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 12
• 끝페이지 ... 26