▲ 기계연 김경식 책임 기술원이 롤 전사 기술 기반 Micro-LED 디스플레이 제조기술 공정에 대해 설명하고 있다.

한국기계연구원(원장 박상진)이 국내 산업 경쟁력 확보와 4차 산업혁명의 지속 가능성, 미래 신산업 성장의 기반이 되는 나노융합 장비기술 및 첨단 레이저 가공기술을 ‘나노코리아 2023·레이저코리아(동시개최)’에서 선보였다.

한국기계연구원은 7월 5~7일까지 일산 킨텍스에서 열린 ‘나노코리아 2023·레이저코리아2023’에 참가해 나노 롤 전사 기술 기반 Micro-LED 디스플레이 제조기술, Yarn 기반 극판 제조 장비(공정모듈)기술, 극초단 레이저 응용 유리소재 미세가공기술, 첨단 고출력 레이저 가공기술(용접, 절단 등) 등을 소개했다.

이번 전시회에서 기계연 나노융합장비연구부는 나노 롤 전사기술로 제조된 4인치급 컬러 패널을 선보였다. ‘나노 롤 전사 기반의 Micro-LED 디스플레이용 제조 기술’은 그래핀 및 각종 나노소재, 단결정 실리콘 박막 소자, 화합물 반도체 박막 소자 등을 유연한 폴리머 모재 위에 전사해, 고효율(효율 30%이상) 유연 태양전지, 신축성 micro-LED 디스플레이, 유연 단결정 실리콘 메모리 소자 등을 대량생산하는 원천 기술이다.

롤 전사 기술은 마이크로 LED를 전사 필름 위에 올리고 롤에 전사 필름을 부착한 후 굴려서 회로 기판 위에 옮기는 것이다. 마이크로 LED의 상용화를 위해서는 가격을 낮추고 시간을 단축시켜야 하는데 롤 전사 기술은 빠른 시간내에 대량의 마이크로 LED를 옮길 수 있다.

이번에 선보인 컬러 패널은 Kirigami 메타 회로 기판을 이용해 30% 신축성을 가지고 있고, 화소 밀도는 50 PPI로 향후 VR, AR 렌즈로 활용할 수 있다.

또 ‘Yarn 기반 극판 제조 장비(공정모듈)’를 소개했다. 장비는 실 타입의 리튬이온 배터리(LiB)용 극판 전처리 공정 장비로, 1단계 공정 모듈인 표면처리·코팅·건조가 가능하다. 나노역학장비연구실은 향후 2~3단계 모듈 확장을 통해 Yarn 기반 극판을 제조할 예정이다.

이 외에 나노융합장비연구부는 △실시간 보정형 롤투롤 디지털 노광 핵심기술 △나노임프린트 공정 기반 광소자 기술 △후먼 오감증강을 위한 고기능 음향 센서 및 초음파 센서 기술 등을 소개했다.

광응용장비연구실은 △극초단 레이저 기반 유리 미세 가공·접합·에칭 기술 △그린 레이저 용접 장비 및 용접품질 자동 검사 기술을, 부산기계기술연구센터 레이저기술실용화연구실은 △고강성 부품 제조 및 극한 환경 적용을 위한 레이저 절단 기술 △미래형 경량 수송기기 부품 제조를 위한 정밀 용접기술 등을 소개했다.

한편, 한국기계연구원은 지난 1976년 설립된 후 우리나라 기계산업을 비롯해 제조업의 성장 촉진에 앞장서고 있다. 스마트 제조, 3D프린팅 같은 첨단 기계 기술부터 지구를 위한 친환경 기계, 지속가능한 에너지 기계, 안전하고 삶의 질을 높이는 기계 등 첨단기술을 개발하는데 최선을 다하고 있다.

더불어 ‘인류의 미래를 위해 도전하는 국민 연구기관’으로 나아가기 위해 인류를 위한 수월성 연구 수행, 미래 기계기술 방향 제시, 국민과 함께하는 열린 연구 등을 추진해 국가 및 산업계 발전에 기여하고 있다.

▲ 한국기계연구원 나노융합장비연구부가 `나노코리아 2023` 전시회에 참가했다.