KAIST, 디스플레이용 퀀텀닷 균일 코팅 기술개발

한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 김형수 기계공학과 교수팀이 커피링 얼룩 자국이 남지 않는 균일 코팅 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 커피링은 커피 방울이 고체 표면 위에서 마를 때 액적(물방울) 표면의 증발률 차 때문에 얼룩이 남는 현상을 말한다.

퀀텀닷 코팅 결과 비교
퀀텀닷 코팅 결과 비교

커피링은 잉크젯 프린팅 기술로 유연 재료에 균일한 코팅을 하는데 장애 요소다. 최근 잉크젯 프린팅 기술은 단순 패턴 인쇄를 넘어 차세대 에너지 및 디스플레이를 포함한 전기·전자 소자 융복합 생산시스템 기술에 활용되고 있다.

그동안에는 커피링을 없애기 위해 계면활성제를 사용하거나, 마랑고니 효과를 활용했다. 마랑고니 효과는 표면장력 크기가 일정하지 않을 때 발생한다. 흔히 알려진 '와인의 눈물' 현상이 대표적인 예다.

AIST 기계공학과 김형수 교수
AIST 기계공학과 김형수 교수

김 교수팀은 액적이 증발하는 공간을 한시적으로 밀폐시켜 커피링을 완전히 소멸시키는 방법을 개발했다. 이 기술은 증발율이 다른 두 액체를 혼합해 증발시키고, 밀폐된 공간에 갇힌 휘발성 증기가 연속적으로 '용질성 마랑고니 효과'를 일으켰다. 용질성 마랑고니 효과는 완전히 섞일 수 있는 서로 다른 유체가 만날 때 발생한다. 이를 통해 커피링을 완전히 없앴다.

교수팀은 현재 관련 기술을 특허 출원했고 유연 디스플레이 소자에 적용하는 연구를 진행하고 있다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com