영국 연구진은 그래핀 기반의 플렉서블 디스플레이를 최초로 개발하는데 성공했다.
전자장치 속에 그래핀을 결합한 플렉서블 디스플레이는 케임브리지 그래핀 센터(Cambridge Graphene Centre)와 Plastic Logic에 의해서 증명되었다. 이것은 트랜지스터 기반의 플렉서블 장치 속에 그래핀을 적용한 최초의 연구결과이다.
두 개의 조직 간의 협력은 그래핀 기반의 플렉서블 전자장치를 개발할 수 있게 되었다. 이런 프로토타입은 그래핀의 상업적 개발을 촉진할 수 있는 최초의 예이고, 그래핀과 그래핀과 같은 재료를 플레서블 전자장치로 구현할 수 있는 첫 번째 문을 열었다.
그래핀은 탄소 원자의 시트로 구성된 2차원 물질이다. 이것은 가장 강하고, 매우 가벼우며, 플렉서블한 재료이다. 그리고 그래핀은 헬스케이에서부터 전자장치까지 다양한 분야에 혁신을 불러올 수 있는 잠재력을 가진다.
새로운 프로토타입은 현재의 e-리더에서 사용되는 스크린과 유사한 전기영동 디스플레이다. 이것은 유리 대신에 플렉서블 플라스틱으로 만들어졌다. 기존의 디스플레이와 비교했을 때, 이 디스플레이는 용액 처리된 그래핀 전극을 가지는데, 이것은 Plastic Logic의 기존 장치 속에 존재하는 스퍼터링된 금속 전극 층을 대체할 수 있다.
그래핀은 인듐-주석 산화물을 대체한 기존의 세라믹보다 더 유연하고 금속 박막보다 더 투명하다. 매우 유연한 그래핀 층은 접을 수 있는 전자장치와 같은 다양한 제품에 사용될 수 있다. 그래핀은 더 효율적인 프린트 및 롤-투-롤(roll-to-roll) 제조 방법을 사용함으로써 용액 상태로 처리될 수 있다.
인치(150 ppi)당 150 픽셀을 가진 백플레인(backplane)은 Plastic Logic의 유기 박막 트랜지스터(Organic Thin Film Transistor, OTFT)를 사용해서 저온(100℃)에서 만들어졌다. 그래핀 전극은 용액으로 증착되었고, 백플레인으로 작동하기 위해서 마이크론 크기의 패턴이 형성되었다.
이런 프로토타입의 경우에, 백플레인은 저전력 전원과 높은 내구성을 가진 디스플레이를 만들기 위해서 전기영동 이미징 박막과 결합되었다. 다음 목표는 풀 컬러와 비디오 기능성을 가지도록 액정(LCD)과 유기 광발광 다이오드(OLED)를 결합하는 것이 될 것이다. 가볍고 플렉서블한 백플레인은 새로운 디지털 의료용 이미징과 몸짓 인식 분야의 센서로서 사용될 수 있을 것이다.
“우리는 최초의 그래핀 기반의 전기영동 디스플레이를 만들기 위해서 Plastic Logic과 협력을 해서 기쁘다”고 케임브리지 그래핀 센터의 Andrea Ferrari 교수가 말했다. “이것은 착용할 수 있고 유연한 장치를 완벽하게 구현하는데 중요한 역할을 한다. 효과적인 산학 협력은 그래핀이 산업에 적용하는데 큰 도움을 줄 수 있을 것”이라고 Ferrari 교수는 덧붙였다.
“그래핀의 잠재력은 잘 알려져 있지만, 산업용 프로세스를 개발함으로써 실험실에서 산업까지 그래핀을 적용할 수 있어야 한다”라고 Plastic Logic의 CEO인 Indro Mukerjee가 말했다. “이 연구결과는 이런 개발에 새로운 길을 열어줄 것이고, 차세대 플렉서블 및 접이식 전자장치를 곧 제조할 수 있게 할 것”이라고 Mukerjee가 언급했다. 이 프로젝트에 대해서는 영국 기술전략위원회(UK Technology Strategy Board)가 최근에 자금을 지원했다. 이 프로젝트의 목표는 12개월 이내에 첨단 OLED 기반의 풀 컬러 디스플레이를 구현하는 것이다.
그림. 그래핀이 결합된 액티브 매트릭스(Active matrix) 전기영동 디스플레이.
