[뉴스에듀] 국내 대학 공동연구팀이 휘어니는 모니터, 접히는 스마트폰의 상용화에 '그린 라이트'를 켰다.

영남대 나노메디컬유기재료공학과 김세현 교수, 연세대 물리학과 임성일 교수, 인하대 나노시스템공학부 양회창 교수 연구팀이 공동으로 차세대 전자소자인 우기박막트랜지스터의 구동전압을 획기적으로 낮출 수 있는 '고분자브러쉬 나노박막 형성 기술'을 개발했다.

기존의 복잡한 장비와 공정 간소화로 비용 절감 효과까지 더한 이 기술은 특히 접었다 펴는 휴대폰, 종이처럼 말아서 가지고 다니는 태블릿 PC 등 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)뿐만 아니라 웨어러블 바이오센서(Wearable Bio sensor), RFID(radio-frequency identification tags), 스마트카드 등 다양한 소자구현에 활용됨으로써 관련 산업 발전에 기여할 것으로 기대된다.

유기박막트랜지스터의 상용화를 위해서는 일반건전지(1.5V)로도 구동시킬 수 있는 저전압 구동 전자소자 구현기술 확보가 필수. 그러나 현재까지 개발된 저전압 구현기술은 높은 공정비용과 소자 간 신뢰성 등의 문제로 상용화에 한계가 있었다.

이에 연구팀은 널리 쓰이는 유기반도체소재를 활용해 절연층 표면 위에서의 자기조립-결정화-박막형성 메커니즘을 규명하고, 최적화를 유도할 수 있는 고분자브러쉬 나노박막형성 기술을 개발함으로써 공정비용을 획기적으로 절감하고 제품의 신뢰성을 높인 것이다.

공동 연구를 진행한 영남대 김세현 교수(35)는 “저정전용량 절연층에서도 1.5V이내의 구동을 확보할 수 있는 유기박막트랜지스터 기술로, 반도체/절연층 계면을 최적화할 수 있는 고분자브러쉬 나노박막 형성 기술 및 저전력구동이 가능한 유기-무기하이브리드 절연층을 개발함으로써 차세대 소프트 전자소자의 구동전압을 획기적으로 낮출 수 있는 새로운 가능성을 연 것”이라고 연구 의의를 밝혔다.

연구팀의 신기술을 적용한 유기전자소자는 높은 유연성과 다양한 활용성으로 2020년 세계 시장규모가 420억 달러 규모로 성장할 것으로 전망되는 차세대 플렉서블 디스플레이 시장에서 중요한 위치를 차지할 것으로 기대된다.

이번 연구는 미래창조과학부의 글로벌프론티어사업[나노기반 소프트 일렉트로닉스 연구단(단장 조길원)]으로 수행됐으며, 연구결과는 재료과학 분야 세계적 학술지인 <어드밴스드 머티리얼즈>(Advanced Materials, 영향력 지수(IF) 14.829) 최신호 (26권, 2호, 1월 15일자) 표지논문으로 게재됐다.