유연 전자기기에서 전자소자에 가해지는
응력 자체를 줄이기 위해 유연 기판 내에
부드러운 물질 층을 삽입하는 방법 고안


전자기기에서 소자가 놓이는 기판 내부에 부드러운 물질 층을 삽입하여 딱딱한 물질을 구부릴 수 있게 만드는 유연 기판이 개발됐다.

과학기술정보통신부는 6일, 포스텍 정윤영 교수 연구팀이 부드러운 물질을 기판 내부에 삽입하여 응력(stress) 감쇄 효과를 일으키는 차세대 폴더블 전자소자 구현 기술개발에 성공했다고 밝혔다.

이번 연구 성과는 국제학술지 '사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)'에 국내 시각으로 5월 6일 자에 게재되었으며, 연구팀은 관련 기술로 국내 특허와 미국특허를 출원했다.

리서치앤마켓(Research&Market)에 따르면 유연 디스플레이 글로벌 시장 규모는 2019년 79.1억 달러에서 25.9%의 연평균 성장을 지속하여 2025년에는 315억 달러에 이를 전망이다.

유연 전자 기술에는 구부림에 강하면서도 전기/광학적 성능이 우수한 소재가 요구된다. 하지만, 유연성 구현을 위해 그동안 개발된 그래핀, 탄소나노튜브, 고분자 기반 소재들은 성능과 양산성이 기존의 딱딱한 물질들에 비해 많이 떨어진다는 한계가 있었다.

연구팀은 유연 전자기기에서 전자소자에 가해지는 응력 자체를 줄이기 위해 유연 기판 내에 부드러운 물질 층을 삽입하는 방법을 고안해 냈다.

응력 감쇄층이 삽입된 유연 기판의 경우, 일반 유연 기판보다 표면 변형률이 많이 감소하는 것은 물론, 기존의 딱딱한 소재를 이용하더라도 구부림에 의한 성능 저하가 없다.

연구팀은 이 사실을 이미 디스플레이 제품에 널리 사용되고 있는 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 소재를 이용한 실험으로 입증했다.

정윤영 교수는 “응력 감쇄형 유연 기판 기술을 활용하면 기존에 성능이 검증된 금속과 세라믹을 사용하여 유연 전자소자 구현이 가능하다“라며, “빠르게 성장하는 유연 전자기기 시장 지배력을 높이는데 큰 도움이 될 것으로 예상된다“라고 밝혔다.