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연구성과 사례
占쏙옙占쏙옙占쏙옙 암세포만 골라 쏘는 '방사선 암 치료기 핵심기술' 개발 |
占쏙옙占쏙옙占� 스마트 발광패키징으로 스스로 ‘빛’ 낸다 세계 최초 ‘OLED 패널 포스트 패터닝 기술’ 개발 |
#연구책임자 : 서남지역본부 나노·광융합기술센터 윤창훈 선임연구원
세계적으로 두터운 수요층을 갖고 있는 양주 바카디(BACARDI). 2013년 바카디는 반짝반짝 빛이 나는 패키징을 선보이며 같은 해 열린 디자인어워드에서 주목 받았다. 포장용기에서 화려한 빛이 뿜어져 나오는 바카디의 패키징은 단박에 시선을 사로잡았다. 장인이 수작업으로 LED칩을 포장용기에 심은 결과다. ‘빛’을 활용한 새로운 개념의 스마트 발광패키징. 스스로 빛을 내는 OLED 패널의 미래와 스마트패키징 시장의 성장 가능성을 동시에 보여준 사례로 꼽힌다.
■ ‘포스트 패터닝’ 위한 첫걸음
“OLED 소자 위주 연구를 하던 중 다른 분야의 연구자들과 세계 1등 기술을 개발하는 ‘생산기술 세계1등 사업’ 공모에 참여했어요. 당시 생기원 패키징기술센터 이창기 수석연구원, 광에너지융합그룹 임진석 수석연구원과 연결이 됐는데요. 이 수석연구원이 바카디의 빛나는 패키징 영상을 보여주며 국내 기술로 만들고 싶다고 했습니다. 양주 포장박스가 네온사인처럼 반짝거려 그 신선함에 놀랐습니다.”
나노·광융합기술그룹 윤창훈 선임연구원은 패키징에 OLED 기술을 적용하게 된 계기를 이렇게 설명했다. 당시 이 수석연구원은 기술적으로 한계가 있다며 난색을 표했는데, 그 말을 들으니 오히려 의욕이 생겼다.
패키징 자체에서 빛이 나오려면 광원이 있어야 한다. 바카디의 경우 패키징 광원은 ‘LED칩’인데, 문제는 이 칩에 원하는 글씨 혹은 모양을 패터닝 하는 것이 한 땀 한 땀 바느질 하듯 까다롭고 오래 걸린다는 점이었다. 그래서 윤 선임연구원은 발광 패키징 광원에는 ‘OLED 소자'가 가장 적합하다고 생각했다. OLED 소자는 별도의 칩 없이 전류가 흐르면 스스로 빛을 발산하기 때문이다. 점 광원 위주인 LED와 달리 점·선·면 광원 모두 사용 가능하고, 휘거나 구부려도 빛이 나와 다양한 형태의 패키징에 유리하다. 기존에도 OLED를 활용한 광원 제조 방식이 있었지만, 다양한 제품에 활용하기에는 값이 비싸다는 단점이 있었다.
“이전의 OLED 광원 제조 방식은 OLED 소자 완성 전에 전극으로 글씨 또는 모양을 새겨 넣는 패터닝 공정이 먼저 진행됩니다. 그래서 불이 꺼진 상태에서 육안으로 패턴을 확인할 수 있죠. 하지만 이 점이 기존 기술의 한계이기도 합니다. 일단 OLED 소자가 완성되면 패턴을 바꿀 수 없는 구조니까요. 따라서 기존 기술은 소품종 대량생산에 적합한 시스템이었어요. 저희는 미래 신산업에 맞는 다품종 소량생산용 기술을 개발하고자 했습니다.”
■ 다품종 소량생산 가능한 OLED 패터닝 기술
OLED 소자 완성 후에도 원하는 이미지를 패터닝 할 수 있는 기술. 이를 위한 도전은 이전에도 다양하게 시도된 바 있다. OLED 소자 위에 패터닝 된 ‘빛 가림 필름’을 붙이는 방법이 대표적이다. 하지만 이 방법은 전체 발광하는 OLED 소자의 특성상 필름으로 가려도 발광하기 때문에 전력 효율이 떨어진다. 또한 가린 부분에서도 미세하게 빛이 세어 나와 완전한 패터닝이라 보기 어렵다. 윤 선임연구원은 완성된 OLED 소자에 레이저를 이용해 ‘포스트 패터닝’함으로써 원하는 이미지를 전력효율 저하 없이 자유자재로 바꿀 수 있는 기술을 개발했다.
“다품종 소량생산 시대에서 OLED 소자 패터닝도 소비자의 기호에 따라 변해야 하는데, 기존 방식은 공정 구조상 한계가 있었습니다. 그래서 저희가 OLED 소자 완성 후 패터닝하는 기술, 즉 ‘패턴영역 표시 없는 OLED 포스트 패터닝 기술’을 개발한 것입니다.”
‘패턴영역 표시가 없다’는 것은 무슨 뜻일까. 윤 선임연구원은 ‘불을 켜기 전에는 어디서 빛이 나올지, 따라서 어떤 정보가 제공될지 미리 알 수 없다’는 의미라고 말한다. 육안으로도 패턴을 확인할 수 있었던 이전 방식과 달리 현미경으로 들여다봐도 미리 알 수 없는 것이다. 오직 불이 켜져야만 비로소 어떤 패턴인지 볼 수 있다. 발광 패키징의 심미성은 물론 ‘보안’ 영역에서도 중요한 의미를 가진 성과다.
■ 위조를 원천 차단해 보안 필요한 제품에 적용 가능
“양주는 위조주가 워낙 많기 때문에 패키징에서 보안도 중요합니다. 기존의 발광 패키징 기술은 육안으로 패턴을 볼 수 있어 위조가 쉽죠. 하지만 개발된 기술로 제작하면 포장을 뜯기 전까지는 패턴을 확인할 수 없어 위조 시도 자체를 원천 차단 할 수 있습니다.”
이 기술은 보안카드나 보안이 중요한 고 부가가치 제품에도 접목 가능하다고 윤 선임연구원은 덧붙인다. 빛을 활용한 독특한 브랜드 이미지를 제공할 수 있다는 점에서도 요긴하게 쓰일 전망이다.
이제 남은 과제는 실용화다. 윤 선임연구원은 스마트 발광패키징 시장에 관심 있는 기업과 함께 후속연구에 착수, 실용화에 힘쓰고 싶다는 바람을 전했다. 스마트 발광패키징이 패키징의 미래를 밝힐 날을 기대해본다.