재료ㆍ소자부터 구동기술 총망라
전기전자ㆍ재료ㆍ화공 융합연구

첨단 연구와 인재양성 거점- 대학 연구센터를 가다
KAIST 차세대플렉시블디스플레이융합센터

과학기술과 정보기술 발달이 가져올 미래의 중요한 변화는 `디스플레이가 딱딱하고 각진 기존의 틀을 버리고 `입거나 접거나 두를 수 있는 새로운 형태로 진화한다는 것이다. 디스플레이의 이러한 변화는 인류가 정보를 접하는 디지털기기의 형태를 옷, 장신구, 안경 등 변화무쌍한 형태로 바꿔놓을 전망이다. 생활 속에 각종 디지털 정보가 녹아드는 시대가 열리는 것. 이러한 기술 변화의 가장 큰 키워드는 바로 쉽게 구부려지는 `플렉시블 디스플레이다.

KAIST `차세대플렉시블디스플레이융합센터(센터장 최경철 전기및전자공학과 교수ㆍ사진)는 미래 성장동력 산업으로 꼽히는 차세대 플렉시블 디스플레이의 핵심 원천기술 개발과 고급 인력을 양성을 목표로, 차세대 플렉시블 디스플레이의 재료부터 소자, 구동기술을 망라하는 연구를 펼치고 있다. 2007년 교육과학기술부와 한국연구재단의 선도연구센터 공학분야(ERC)에 선정돼 KAIST 교수들을 중심으로 전기전자, 재료 및 화학공학 연구자들이 모여 융합연구를 하고 있다. KAIST 교수 10명과 고려대, 홍익대, 한국산업기술대 등의 교수들이 공동연구팀을 꾸렸다.

◇"디스플레이 새 애플리케이션 찾아라"=센터는 연구과제를 크게 두 개로 나눠, 발광 메커니즘이 다른 두개의 플렉시블 디스플레이 소자에 대한 핵심 원천기술부터 소자, 구동기술을 아우르는 연구를 하고 있다. 현재 플렉시블 디스플레이의 주류인 유기발광 플렉시블 디스플레이 기술과, 새로운 개념의 플렉시블 디스플레이 연구를 병행하고 있는 것.

최경철 교수는 "최근 디스플레이 연구는 새로운 디스플레이 개발을 통한 신 애플리케이션 창출에 노력이 집중되고 있다"며 "LCD, PDP 등 평판 디스플레이 기술을 응용한 플렉시블 및 투명 디스플레이 연구에 초점이 맞춰지고 있다"고 말했다.

국내 대표 연구자들이 모인 만큼 미래 디스플레이 구현에 한발짝씩 다가가는 연구성과가 속속 나오고 있다.

최경철 교수팀은 나노 크기의 은 입자에서 발생하는 표면 플라즈몬(금속 내의 자유전자가 집단적으로 진동하는 유사 입자를 말함)을 OLED(유기발광다이오드)에서 발생하는 빛과 결합시킴으로써 차세대 디스플레이 소자로 주목받는 OLED의 발광 효율을 기존보다 75% 이상 높이는 원천기술을 개발하는 데 성공했다. 최 교수팀은 마이크로 플라즈마를 이용한 플렉시블 디스플레이인 플렉시블 광자 발광 디스플레이 연구도 하고 있다. PET 플라스틱 기판과 유기재료를 사용한 플렉시블 디스플레이를 구현하는 데도 성공했다.

플렉시블 디스플레이 구현에 쓰이는 투명 플라스틱 필름 기판은 온도가 올라가면 늘어나는 열팽창이 커서 디스플레이나 태양전지 제작에 어려움이 있는데, 센터의 배병수 교수(KAIST)팀은 열팽창이 적은 투명 플라스틱 필름 기판을 개발해 문제를 해결했다. 플라스틱 기판 내부를 유리섬유직물로 보강해 유리에 가까운 열팽창 정도를 구현한 것. 연구팀은 이를 이용해 LCD나 AMOLED 구동에 사용되는 플렉시블 산화물 박막트랜지스터(TFT)와 플렉시블 박막 태양전지도 제작했다.

유승협 교수(KAIST)팀은 패턴된 인듐주석산화물(ITO) 투명전극 위에 전도성이 뛰어나고 굴절률이 낮은 전도성 고분자 물질을 코팅한 새로운 전극 구조를 제안해 기존 OLED에 비해 발광 효율을 25∼40%까지 높이는 연구결과를 내놓았다.

◇집단ㆍ장기 연구지원 효과 커=최 교수는 "디스플레이는 재료부터 공정방법, 구동기술 등을 개발하는데 물리, 화학, 전기전자, 재료, 공정 전문가들이 머리를 맞대야 하는 대표적인 학제 융합적인 분야인 만큼 집단연구 지원사업의 성격에 꼭 맞다"고 설명했다. 특히 9년이라는 장기간 지원을 받음으로써 국내에서 유일하게 플렉시블 디스플레이 기술을 장기적인 계획 하에 연구하는 대학 연구센터이기도 하다.

산업계와 긴밀한 공조는 필수다. 특히 지난해 LG디스플레이와 협력관계를 맺고 `LG디스플레이 산학협력센터를 설립, 연구센터의 연구결과를 바로 산업체에 적용하는 연구를 시작했다. LG디스플레이와 계약을 맺고 향후 5년간 산학 맞춤형 교육도 실시키로 했다. 산학협력 연구와 동시에 디스플레이 분야 핵심 전문인력을 양성해 산업체에 공급하는 거점 역할도 하게 된 것이다.

◇지원기간ㆍ규모ㆍ관리방식 개선 필요=한가지 주제를 여러 연구자들이 협력해 장기적으로 연구하는 것은 세계적인 연구성과를 내놓을 수 있는 효과적인 방법이다. 그러나 선도연구센터의 연구비와 기간에 대한 연구현장의 아쉬움은 크다.

최 교수는 "2008년부터 사업기간이 7년으로 단축되고 연구비 규모가 지난 20년간 연 10억∼12억원 수준에 머물러 있는데, 실제 실험을 통해 연구를 하는 연구센터에는 부족한 감이 크다"며 지원규모 확대가 필요하다고 밝혔다. 이어 "연구비 사용을 세부항목으로 나누고 변경사항을 일일이 보고하도록 하는 등 연구 외적인 관리부담을 줄이고, 연구성과 중심의 선진국형 연구관리체계를 도입할 필요가 있다"고 강조했다.

안경애 기자 naturean@dt.co.kr

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