김도환 교수, 'VR·AR' 기기의 극적 성능향상 길 열어

한양대 김도환 화학공학과 교수팀은 내구성이 우수한 ‘유기반도체 겔(Gel)’을 세계 최초로 개발했다고, 한양대가 7월 11일 밝혔다. 또한, 김 교수팀은 이를 활용해 고해상도 유기전자회로와 올레드(OLED) 마이크로디스플레이 제작에도 성공했다. 해당 기술이 상용화될 경우 낮은 해상도로 인해 사용자에게 멀미와 어지러움을 유발했던 가상‧증강현실(VR‧AR) 기기의 성능이 크게 개선될 것으로 기대된다. 

▲가상/증강현실 구현을 위한 고내성
유기반도체 겔 기반 초고해상도 OLED
마이크로디스플레이 모식도

유기반도체는 저온에서 용액공정이 가능한 차세대 반도체로 플렉서블‧스트레쳐블 전자기기 등에서 각광을 받고 있다. 하지만 실리콘 반도체와 달리 물리적 충격에 약하고 유기용매에서 불안정해 연속적인 용액공정 및 기존 포토리소그라피 패턴 공정을 이용하기 어려운 한계점을 가지고 있다.
이런 한계를 극복하고자 김 교수팀은 유기반도체와 실리카네트워크 간의 ‘3차원 초밀도 엉킴구조’를 유도하는 소재변환기술을 통해 내구성이 뛰어난 유기반도체 겔을 세계 최초로 개발했다. 이를 통해 기존 유기반도체의 한계를 극복하고 연속적인 용액공정과 포토리소그라피 공정을 동시에 적용시켜 초고해상도 적층형 유기전자소자를 제작했다.
김 교수팀이 개발한 소재변환기술은 향후 다양한 유기반도체에 적용할 수 있다는 점에서 학술적으로도 큰 의미를 가진다.
 
김 교수는 “이번에 개발된 유기반도체 겔 변환기술은 연속적 용액공정 및 상용화된 반도체 공정을 유기반도체에 직접 적용해 차세대 OLED 마이크로디스플레이 및 뉴로모픽 유기전자회로 등 초고해상 유기전자소자를 구현할 수 있다는 점에서 임팩트가 매우 클 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구는 삼성전자 미래기술육성센터의 삼성미래기술육성사업 지원으로 숭실대 이호진, 서강대 강문성 교수팀과 함께 수행됐다. 연구결과는 재료과학 분야 세계적인 학술지 「Advanced Materials」 7월호에 표지논문으로 게재됐으며, 관련 기술로 5건의 국내외 특허를 등록 및 출원한 상태다.