4일 [미래창조과학부]는 휘어지고 늘어나는 디스플레이에 응용될 수 있는높은 수준의 전하이동도를 갖는 플라스틱 반도체 재료가 개발됐다고 밝혔다.
[전하이동도]는 반도체 속의 하전입자(전기적으로 +, - 전하를 가진 입자) 이동도로,하전입자 속도를 외부 전기장으로 나눈 값이다.
이는 차세대 디스플레이 구현에 있어 중요한 역할을 한다.
이로 인해 플렉서블 스마트폰에 사용되는아몰레드(AMOLED) 디스플레이에도 적용 가능해 질 전망이다.
요즘 나온 [플렉서블 디스플레이] 스마트폰은[휘어지는] 정도로 완전히 구부리거나 휴지 두루마기 처럼 말 수 있는 정도는 아니다.
하지만 이번 재료 개발로 인해향후 휘어지고 늘어지는 [플렉서블 디스플레이] 개발 속도를 내는데 큰 영향을 줄 것으로 기대된다.
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 대부분의 전하이동도가 5이하로 아몰레드 등 차세대 디스플레이에 적용하는 데 한계가 있었다.
아몰레드 디스플레이 구동을 위해서는 10이상의 전하이동도가 필요하다.
이에 연구팀은 지난 1월 4.97의 전하이동도를 갖는 플라스틱 반도체 재료 개발에 이어 이번에는 12의 전하이동도를 갖는 세계 최고 수준의 플라스틱 반도체 재료를 개발했다고 밝혔다.
액정 디스플레이는 보통 약 0.5정도의 전하이동도면 구동이 가능하다.하지만 아몰레드 디스플레이 구현을 위해서는 10이상의 전하이동도가 필요하다.
이번 연구의 핵심은 이동도를 높이기 위해반도체 플라스틱 구조를 전략적으로 설계한 데 있다.
한편, 이번 디스플레이 핵심재료 개발은 <김윤희> 경상대학교 화학과 교수 연구팀과 <정대성> 중앙대학교 화학과 교수 연구팀이 [미래창조과학부]와 [한국연구재단]이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심공동연구)과 글로벌프론티어사업 등의 지원으로 수행됐다.
연구결과는 화학분야 국제학술지 미국화학회지(JACS) 9월 23일 자에 게재됐다.
연구팀은 이번 개발한 원료물질 등에 대해 4건의 국내특허를 출원한 상태다.
산업계에서는 접히고 늘어나고 휘어지는 완벽한 수준의 플렉서블 디스플레이를2017년 경의 미래 디스플레이로 전망하고 있다.
이번 고이동도 특성을 갖는 핵심재료 개발로소자 최적화 등의 연구가 이뤄지면 플렉서블 디스플레이 상용화 시기가 앞당겨 질 수 있을 것으로 예상된다.
-김윤희 경상대학교 화학과 교수