건국대 연구팀, 중수소 신소재 개발 …차세대 디스플레이 발전 기여

재료 분야 권위지 연구 게재
디스플레이 안정성 향상 기대

건국대학교 이위형 교수 연구팀이 중수소를 활용한 새로운 소재 기술 개발에 성공했다.

건국대는 25일 이 교수 연구팀이 노스웨스턴대학교 이정훈 박사, 충남대학교 구자승 교수와 공동으로 이같은 연구 성과를 거뒀다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난달 27일 재료 분야 대표 권위지인 'Advanced Functional Materials'에 온라인 게재됐다.

왼쪽에서부터 임수환 학생(건국대), 이위형 교수(건국대), 이정훈 박사(노스웨스턴대), 김민송 학생(충남대), 구자승 교수(충남대).건국대학교

연구에는 이 교수와 충남대 구자승 교수가 교신저자로 참여했으며, 노스웨스턴대 이정훈 박사가 제1 저자로 참여했다. 건국대 임수환 학생과 충남대 김민송 학생이 공동 제1 저자로 연구에 기여했다. 연구팀은 과학기술정보통신부와 산업통상자원부 지원을 통해 기술 개발에 나섰다.

연구팀은 이번 연구가 차세대 디스플레이 기술 안정성과 성능 향상에 기여할 것으로 기대하고 있다. 중수소는 차세대 디스플레이 기술에서 전자 소자의 성능과 안정성을 높이는 데 중요한 역할을 하기 때문이다.

그간 활성층에 중수소를 직접 도입하는 방식은 생산 비용이 높다는 점이 단점으로 지목돼왔다. 연구팀은 이 같은 한계를 극복하고자 중수소를 포함한 절연성 고분자(PMMA, PS)를 유기 반도체와 혼합해 새로운 방식의 상분리 구조를 대안으로 제시했다. 이를 통해 활성층에 중수소를 직접 도입하지 않아도 고이동도와 열적 안정성을 비롯해 지속적인 전압에 따른 성능 안정성을 동시에 개선할 수 있었다.

실험 결과 중수소 기반 고분자 블렌드 소자는 기존 범용 고분자보다 뛰어난 전기적 특성과 고온 환경에서의 안정성을 가진 것으로 나타났다. 또한 장시간 전압을 가했을 때도 성능이 유지됐다.

건국대학교 제공

학계에서는 해당 기술이 기존 제조 공정과도 호환되며 저비용으로 고성능과 내구성을 확보할 수 있다는 점에서 크게 주목하고 있다. 특히 유연성과 내구성이 중요한 응용 분야에서 큰 영향을 미칠 것으로 보고 있다.

세종대 관계자는 "이번 연구로 디스플레이 산업을 넘어 전자 소자의 성능을 재정의하는 계기가 마련될 것으로 보인다"고 밝혔다.

이지은 기자 jelee0429@asiae.co.kr