한양대가 정재경 융합전자공학부 교수팀이 고무줄처럼 늘어나고 자유자재로 크기를 바꿀 수 있는 '스트레쳐블(stretchable) 트랜지스터' 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.
'접을 수 있는 스마트폰'으로 세계적인 관심을 받은 삼성 갤럭시 폴드, 화웨이 메이트X 등 폴더블폰에 사용된 플렉서블(flexible) 유기발광다이오드(OLED)는 폴더블, 롤러블을 거쳐 긍극적으로 스트레처블 디스플레이로 진화할 것으로 예상된다. 정 교수팀이 개발한 기술은 향후 디스플레이 분야에서 큰 의미를 가질 것으로 평가받는다.
통상적으로 플렉서블 디스플레이는 폴리이미드(polyimide)라는 고분자를 기판으로 사용, 구부리거나 두루마리처럼 둥글게 말수 있다. 하지만 폴리이미드는 매우 딱딱한 소재라서 자유롭게 늘리지 못한다는 한계가 있다.
이런 한계점을 극복하고자 정 교수팀은 폴리이미드 필름 위에 고성능 산화물 트랜지스터를 제작하고, 고무줄처럼 늘릴 수 있는 폴리에틸렌(Polyethylene)으로 기판을 만들어 기존 대비 3배가량 늘어나면서도 우수한 전기적 성능을 유지할 수 있는 방법을 제시했다.
또 깨지기 쉬운 기존 실리카 게이트 절연체를 지르코늄, 유기물 및 크로스링커가 조합된 새로운 하이브리드 폴리머로 대체해 내구성이 높아진 구조를 설계했다.
정 교수는 “이번 연구에서 발굴한 하이브리드 소재와 반도체 공정 개념은 향후 자유자재로 늘릴 수 있는 고무(Rubber) 기판 위에 직접 적용이 가능하다”며 “이를 통해 스트레쳐블 디스플레이 산업 뿐 아니라 태블릿 의류, 인간 피부 등 다양한 분야에서 향후 활용이 가능할 것”이라고 말했다.
연구결과는 소재분야 세계적인 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 (Advanced Functional Materials, IF = 15.6)'에 지난달 게재됐다. 해당 논문은 김정오 한양대 정보디스플레이학과 박사과정이 제1저자로 참여, 홍용택 서울대 교수가 공동저자로 참여했다.
