▲ ETRI가 그래핀 투명 전극을 적용해 유연한 OLED 패널을 제작한 모습.(사진제공=ETRI)     © 한국건축신문

국내 연구진이 반도체 팹(Fab) 인프라와 디스플레이 연구 노하우를 활용, 최첨단 기술 개발을 적극 돕고 있다. 이로써 산학연 연계 시너지 효과를 높여 국내 소재·부품·장비 산업 분야의 생태계와 국가 경제를 활성화하는데 큰 도움이 되고 있다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 국가 연구수행을 통해 축적한 기술을 기반으로 정부출연연구기관의 역할을 다하기 위해‘유연(柔軟) 전자소자 일괄공정 플랫폼(FEPP : Flexible Electronics Prototype Platform)’을 구축, 큰 호응을 얻고 있다고 밝혔다.

연구원은 본 플랫폼을 통해 국내 최초로 대학 및 기업들의 요구사항에 맞는 유연 소자 시제품을 시범 서비스로 제작해 주고 향후 부족한 부분을 보완해 본격 서비스에 나설 계획이다.

◆ 차세대 디스플레이 등에 활용 가능한 미래형 핵심기술
유연 전자소자는 차세대 디스플레이, 웨어러블 디바이스 등에 활용이 가능해 전망이 밝은 미래형 핵심 기술이다.

그동안 국내 중소·중견기업이나 대학, 스타트업의 경우, 유연한 디스플레이와 관련해 아이디어가 있어도 이를 실제로 구현해 시제품을 만들어 상용화하기가 쉽지 않았다.

ETRI는 연구원이 갖춘 연구시설 및 인적 자원을 활용해 유연한 기판 및 금속 배선, 유연한 박막 트랜지스터(TFT) 회로, 유연 유기발광 다이오드(OLED) 등 기업이나 대학에서 직접 수행하기 어려운 핵심 공정과 시제품 제작을 돕는 시범서비스를 시행했다.

즉, 유연한 소재 위에 올라가는 각종 패널의 모듈들을 제작하는 것과 관련한 표준 플랫폼을 만들어 수요자 맞춤형으로 아이디어를 실현해 시제품 제작을 지원하는 셈이다.

연구원은 작년 한 해 동안 서비스 시범 적용을 위해 홈페이지 공모를 통해 선정된 3개 기관과 협업을 무료로 진행했다고 밝혔다.

이를 통해▲㈜한화에어로스페이스와 그래핀을 적용한 플렉시블 OLED 패널 제작▲한양대 전자시스템집적연구실(IELAB)과 내외부 보상용 능동형 유기발광다이오드(AMOLED) 픽셀 TFT 회로▲한양대 시스템통합회로연구실(SICLAB)과 기계적 스트레스에 강인한 유연/신축성 회로 구현을 위한 TFT 특성평가 회로 등의 결과물을 냈다.

㈜한화에어로스페이스는 자체 개발한 그래핀 신소재를 ETRI가 보유하고 있는 플렉시블 OLED 전자소자 기술에 적용해 다양한 특성을 평가해보면서 시제품 성능을 확인했다.

◆학교와 중소기업 제품 개발 지원에 도움 기대
한양대학교 IELAB 또한 OLED 디스플레이의 화소 특성을 개선하기 위해 새로운 화소 회로 기술을 개발코자 했다. 연구팀은 개발한 기술이 설계 수준에 그치지 않고 이를 실제로 구현하기 위한 방법을 찾아 ETRI 연구진과 시제품 제작, 평가를 통해 기술 구현 가능성을 성공적으로 확인했다.

아울러 한양대학교 SICLAB도 설계한 회로를 시제품으로 만들어보는 협업을 진행했다. 기존의 편평한 디스플레이 패널와 달리 플렉시블 디스플레이는 기계적 스트레스와 변형에 지속적으로 노출된다. 이러한 외부 환경에 보다 강인하게 견딜 수 있도록 설계한 회로를 실제로 제작해 보면서 관련 특성을 점검, 기술을 고도화할 수 있었다.

ETRI 이정익 실감소자원천연구본부장은“유연한 전자소자 제작 플랫폼을 구축해 서비스해주면서 연구원에서 개발된 유연 전자소자 기술을 국내 산학연 기관에 확산하는 게 목적이다. 이로써 국가 기술 및 산업 경쟁력 제고에 기여하고 연구원의 사회적 역할을 다하기 위해 힘쓰겠다”고 밝혔다.

㈜한화에어로스페이스의 박진성 수석도“유연 전자소자 제작 서비스를 통해 본 기업에서 개발한 소재를 상용화하는데 큰 도움을 받았고 앞으로 기업 매출이 크게 향상될 것이다”고 말했다.
한양대학교 권오경 교수(한국공학한림원 원장)도“학교, 스타트업, 중소·중견 기업들이 아이디어를 시제품 형태로 제작해 구현해볼 수 있는 좋은 기회였다. 정부출연연구원의 공공 역할과 사회적 책무를 다한 것에 감사하다”고 설명했다.

연구진은 올해도‘디스플레이 패널기술 국가연구실(N-Lab)’을 통해 소재·부품·장비 기업의 기술 개발을 지원할 수 있도록 프로그램을 발전시키고 서비스 체계를 안정화하면서 더욱 많은 기관들을 대상으로 플랫폼을 운영하기 위한 방안을 마련해나갈 계획이다.

이 연구는 과학기술정보통신부“스킨트로닉스를 위한 감각 입출력 패널 핵심기술개발”사업의 일환으로 진행되었으며 실바코코리아사에서 공정 플랫폼 활용을 위한 PDK(Process Design Kit) 구축에 적극적으로 협력했다.

ETRI는 향후에도 연구 개발에 매진하면서 중소중견기업이나 대학, 스타트업 등의 아이디어를 구현해 줌으로써 미래 연구개발에 대한 꿈을 지속적으로 실현시켜 준다는 계획이다.
/이민우 기자