국내 연구진이 무기물 반도체 전자소자를 이용해 동영상을 구동할 수 있는 유연전자소자를 개발했다.

한국기계연구원(원장 최태인) 나노역학연구실 김재현 박사팀은 반도체 소자를 유연성이 뛰어난 폴리머 기판 위에 전사해 고성능의 유연전자소자를 양산하는 기술을 개발했다고 26일 발표했다.

김재현 박사팀은 두께 0.05~10 마이크론 두께의 반도체 박막 소자를 롤 스탬프에 부착시켜 이를 유연한 인쇄판 위에 옮기는 롤투플레이트(Roll to plate) 전사 방식을 이용했다. 이번에 개발된 기술은 전하이동도가 기존 유기물 소자보다 최소 10배에서 최대 100배 이상 빠른 무기물 반도체 소자를 이용한 것이 특징이다.

김재현 박사는 "산화물 반도체 트랜지스터 소자를 신축성이 높은 고무기판 위에 전사해 고성능 유연 트랜지스터를 구현했다"고 설명했다.

두께가 800nm 수준인 이 박막 트랜지스터 소자는 5%의 변형률과 100회 이상의 반복시험에도 트랜지스터의 전기적인 성능을 그대로 유지했다.

기존 유기물을 활용한 유연전자소자는 전하이동도가 낮아 e북이나 일회성 RFID 등 정지된 화면에만 구현 가능한 반면, 이 기술을 이용하면 HD급 동영상 구동 및 고속 데이터 처리가 가능하다.

유연전자소자는 
▲연필 두께에 감을 수 있을 만큼 정교한 고성능 유연 디스플레이 
▲접거나 감을 수 있으면서도 효율이 20% 이상인 고효율 유연 태양전지 
▲인체에 부착 가능한 고성능 유연 컴퓨터 등 활용처가 다양해 향후 차세대 유연 전자제품을 생산하는 데 기반 기술이 될 수 있을 전망이다.

김재현 박사는 "현재 고성능 유연 전자 시장은 실리콘 반도체 및 디스플레이 산업에 이은 차세대 성장 동력 산업으로 주목받고 있다"며 "2021년 442억 달러 규모로 성장해 현재의 메모리 반도체 세계 시장에 견줄 수 있는 큰 시장을 형성할 것으로 기대된다"고 말했다.