국내연구진, '접고 늘일 수 있는 디스플레이' 핵심재료 개발

[OSEN=정자랑 기자]국내 연구진이 휘어지고 늘어나는 차세대 디스플레이에 응용될 수 있는 플라스틱 반도체 재료를 개발했다. 미래창조과학부(이하 미래부)는 경상대학교 화학과 김윤히 교수 연구팀과 중앙대학교 화학과 정대성 교수 연구팀이 이에 관련한 연구결과를 미국 화학학회지(JACS) 9월 23일 자에 게재했다고 5일 밝혔다.

차세대 디스플레이 구현을 위해서는 전하이동도(반도체 속의 하전입자의 이동도)가 높으면서 가공성이 좋은 소재를 개발하는 것이 중요한데, 최고 수준의 전하이동도를 갖는 플라스틱 반도체 재료를 국내 연구진이 개발한 것이다.

최근 국내외 연구자들에 의해 무기물 실리콘 반도체의 높은 공정 비용과 낮은 유연성을 극복하고 접거나 늘어나는 유기발광다이오드(OLED), 유기태양전지 등에 활용할 수 있는 전도성 유기물 재료를 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

하지만 기존 유기물을 이용한 박막트랜지스터는 전하이동도가 대부분 5이하로 아몰레드(능동형 유기발광 다이오드) 등 차세대 디스플레이에 적용하는 데 한계가 있었다. 아몰레드 디스플레이 구동을 위해서는 10이상의 전하이동도가 필요하기 때문이다.

이에 연구팀은 지난 1월 4.97의 전하이동도를 갖는 플라스틱 반도체 재료를 개발한데 이어, 이번에는 12의 전하이동도를 갖는 세계 최고 수준의 플라스틱 반도체 재료를 개발했다.

이 개발로 향후 디스플레이는 물론 태양전지, 센서, 라디오파 인식장치(RFID), 생물인식기기 등 다양한 분야에 응용가능할 것으로 기대된다.

이번 연구의 핵심은 이동도를 높이기 위해 반도체 플라스틱 구조를 전략적으로 설계한 데 있다고 연구진은 설명했다.

한편, 이번 연구는 미래부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심공동연구)과 글로벌프론티어사업 등의 지원으로 수행됐으며, 화학분야 국제학술지 미국화학회지(JACS) 9월 23일 자에 게재됐다. 한편 연구팀은 관련 원료물질 등에 대해 4건의 국내특허를 출원한 상태다.