전자기기에서 소자가 놓이는 기판 내부에 부드러운 물질 층을 삽입해 딱딱한 물질을 부드럽게 구부릴 수 있게 만드는 새로운 개념의 유연기판이 개발됐다.

포스텍 정윤영교수 연구팀이 부드러운 물질을 기판내부에 삽입해 응력 감쇄 효과를 일으키는 차세대 폴더블 전자소자 구현 기술개발에 성공했다고 과학기술정보통신부는 밝혔다. 이 내용은 과기정통부의 글로벌프론티어사업 지원으로 수행된 연구의 성과로 저명한 국제학술지 '사이언티픽 리포츠' 6일(한국시간)자에 게재됐으며, 연구팀은 관련 기술로 국내 특허와 미국 특허를 출원했다.

글로벌 시장조사기관인 리서치&마켓에 따르면 웨어러블 디바이스 및 폴더블폰 기기 등 유연 디스플레이 세계 시장 규모는 2019년 79억1000만 달러에서 25.9%의 연평균 성장을 지속해 2025년에는 315억 달러에 이를 것으로 예상된다.

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웨어러블 기기에 응용되는 유연 전자 기술은 구부림에 강하면서도 전기·광학적 성능이 우수한 소재가 요구되지만, 그동안 개발된 그래핀, 탄소나노튜브, 고분자 기반 소재들은 성능과 양산성이 기존의 딱딱한 물질들에 비해 많이 떨어진다는 한계가 존재했다.

이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 유연 기판 내 부드러운 물질 층을 삽입하는 방법을 고안했다. 응력 감쇄층이 삽입된 유연 기판의 경우, 일반 유연 기판에 비해 표면 변형률이 크게 감소되는 것은 물론 딱딱한 소재를 이용하더라도 구부림에 의한 성능 저하가 없다는 사실을, '인듐 주석 산화물'소재를 이용한 실험을 통해 입증했다.

정윤영 교수는 "시간과 비용이 많이 드는 새로운 유연물질의 개발과정을 획기적으로 보완할 수 있는 응력 감쇄형 유연 기판 기술은 기존에 산업계에서 성능이 검증된 금속과 세라믹을 사용해 유연 전자소자 구현이 가능한 만큼, 빠르게 성장하는 유연 전자기기 시장 지배력을 높이는데 큰 도움이 될 것으로 예상된다"고 밝혔다.