오늘은 나노가공기술에 대해 알아보겠습니다. 나노란 10억분의 1크기 정도입니다. 우리나라는 제조업 기반의 기업들이 많이 있습니다. 이 제조업 기반의 기업들은 R&D를 통해 새로운 제품을 만들어 내어 수익을 창출하는데요. 신기술일수록 그리고 최첨단 기술일수록 고부가가치 산업을 이끌어냅니다.
그 중에서도 최근 몇몇 기업에 의해 주도되고 있는 나노임프린트 기술을 알아보겠습니다. 나노임프린트 기술이란 ‘프레스’ 가공기술을 뜻합니다. 임프린트란 거푸집으로 찍어내듯이 생산되는 공정을 말하구요. 이 나노임프린트 기술은 기존의 CD나 DVD 제조에 사용되던 기술인 서브마이크로미터와 비슷하지요. 특히 서브마이크로미터 기술의 핫 엠보싱(hot embossing) 부문에 해당되구요. 핫 엠보싱 기술이란 고분자를 기반으로 하는 마이크로 소자 기술을 말합니다. 이 기술을 응용하면 다양한 형태의 마이크로 구조물과 재료를 활용할 수 있지요.
원래 프레스 기술은 몰드의 표면원자가 전사 기판 위에 고분자 재료를 분자로 변환시킨 기술입니다. 10나노미터 몰드를 제작해서 전사재료로 이용하지요. 그런데 이러한 기술을 다시 원자 및 분자 수준에서 새롭게 변환한 기술이 바로 나노가공기술인데요.
그중 나노임프린트 기술은 차세대 기술로 각광받고 있습니다. 예를 들면 이종접합 재료나 부품 등에도 사용되구요. LCD 플랫 패널 디스플레이 소재나 도광판, 금속 와이어 편광판 등에도 사용됩니다. 연료전지, 태양전지의 디바이스에 당연히 이용이 되구요.
디스플레이 분야를 먼저 살펴볼까요? 이 분야에서는 휴대폰 액정부터 시작해서 텔레비전 패널까지 모두 적용이 가능합니다. 그래서 이제는 사출성형이 더 이상 제조라인에서 이용되지 않기도 하구요. 여기서 사출성형이란 플라스틱에 열을 가해 가소화시켜 용융수지를 금형에 사출한 후 냉각하여 제품으로 성형하는 생산공정을 말합니다. 이러한 사출성형 공정을 나노임프린트 공정이 이제 대체하고 있습니다. 제조 시 별도의 편광 필름을 부착할 필요가 없기 때문입니다.
패널의 해상도가 높아지면 단위 화소당 빛을 낼 수 있는 면적이 줄어드는데요. 이때 LED를 쓰면 소비전력이 높아지는 단점이 있습니다. 가전제품을 보면 대부분 2등급이지요. 효율이 떨어진다는 얘기입니다. 따라서 나노 임프린트 기술을 이용하면 소비전력이 낮아지고 개구율도 높일 수 있습니다. 일석이조의 효과지요.
TV 외에도 나노임프린트 기술은 디지털 카메라, 휴대용 전자기기 등 광학부품과 LED, 태양전지 등에 이용되기도 하며 의학 분야에서는 세포배양 시트나 항원항체반응 검출 시트 등의 소재로 활용된다고 합니다. 반도체는 물론이고 향후에는 에너지 디바이스, 바이오 디바이스 등 새로운 제품에도 적용이 가능하다고 하니 관심이 있으신 분들은 관련 기술에 대해 자주 찾아보시는 것도 좋을 듯합니다.