노용영 교수.

아주경제 이한선 기자= 신문 인쇄기법을 이용해 휘는 디스플레이를 대량 생산하는 기술을 국내연구진이 개발했다.

미래창조과학부는 노용영 동국대학교 융합에너지신소재공학과 교수팀이 유연 디스플레이, 입는 컴퓨터 제작을 위한 새로운 박막유기반도체 형성기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

바-코팅이라는 이 기술은 별도의 장비 없이 간단한 공정으로 고성능 박막유기반도체를 신문 인쇄방식으로 제작할 수 있어 시간과 비용을 낮출 것으로 기대된다.

이번 연구는 미래부가 추진하는 글로벌프론티어 사업 나노기반 소프트 일렉트로닉스 연구단 지원으로 수행돼 재료과학분야의 세계적 학술지인 어드밴스드 머티리얼즈 21일자에 표지논문으로 게재됐다.

유연 디스플레이는 휘어질 수 있어 가볍고 깨지지 않으며 다양한 디자인으로 제조가 가능한 디스플레이를 말한다.

기존의 유연 디스플레이 제조방식은 딱딱한 전자제품의 제조공정을 그대로 답습해 비용과 시간이 많이 소모되는 한계가 있었다.

노 교수팀은 유연 디스플레이를 제조할 때 쓰이는 전자소재들을 잉크화하고 바코팅이라는 코팅법을 이용해 한 번의 도포로 대면적 유기반도체 박막을 코팅할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다.

바-코팅 공정을 이용하면 유기반도체 박막에 고속으로 균일하게 코팅이 가능하고 기존 공정으로 개발된 소자에 비해 2~10배 높은 성능을 나타낸다.

연구팀은 수십 마이크로 지름의 와이어가 감겨 있는 코팅바를 이용해 반도체 용액을 수평방향으로 밀면서 기판위에 도포하는 방식을 이용했다. 감겨져있는 와이어들의 사이로 채워지는 반도체 용액의 양과 농도 등은 필름 두께 및 질에 영향을 준다.

반도체 층과 절연체 층을 연속으로 코팅해 1440 트랜지스터 어레이를 개발해 높은 전하 이동도 및 25% 미만의 낮은 소자 편차를 보이는 것을 확인했다.

양방향성 반도체 물질을 이용해 유기전자회로를 패터닝 없이 제작한 링 오실레이터는 기존 스핀코팅으로 제작된 소자에 비해 같은 조건에서 2배 이상의 빠른 속도를 보였다.

이번 성과는 간단한 공정으로 제조단가가 낮아져 유연 전자기기의 가격경쟁력 확보에 기여할 것으로 기대된다.

노 교수는 “향후 바코팅 인쇄공정을 활용하면 유연 디스플레이나 입는 컴퓨터를 마치 신문을 인쇄하듯이 제조할 수 있게 돼 인쇄 전자소자의 대량생산 가능성을 열 것으로 예상한다”고 밝혔다.

어드밴스드 머티리얼즈 지 21일자 표지 이미지.