김 교수팀이 개발한 기술은 향후 세계 디스플레이 시장의 대세가 될 플렉서블 디스플레이 개발의 원천기술에 해당한다. 플라스틱 소재·필름 등을 기판으로 사용하는 플렉서블 디스플레이는 LCD·PDP를 잇는 차세대 트렌드로 꼽히고 있다. 김 교수는 "전 세계가 플렉서블 전자제품 개발에 열을 올리고 있는 상황에서 이번에 개발된 기술은 플렉서블 연구의 원천기술이라고 볼 수 있다"고 밝혔다.

더욱이 플렉서블 연구가 유기물에서 무기물 반도체 나노입자를 이용한 기술로 흐름이 바뀔 경우, 우리나라가 플렉서블 연구를 선점하는 효과를 얻을 수 있다.

이번에 성공한 기술 개발의 주요 내용은 용액상태의 무기물 반도체 나노입자를 이용해 트랜지스터 활성층 형성 온도를 150도 이하로 낮춘 것. 이에 따라 트랜지스터를 플라스틱 기판 위에서 제작할 수 있게 만들어 기존 실리콘 반도체 기판 위에서 하던 작업에 비해 대규모 작업과 비용절감을 가능하게 했다. 김상식 교수는 "트랜지스터를 제작하기 위해서는 800~900도에서 반도체 결정을 만들어 내는데 이번 연구를 통해 이를 150도 이하로 낮춰 플라스틱 기판 위에서의 작업을 가능하게 했다"며 "실리콘 반도체 기판 위에서의 작업에 비해 더 큰 면적에서의 작업이 가능하고, 비용도 절감된다"고 설명했다.

또 부패가 일어날 수 있는 유기물 반도체 트랜지스터의 문제점을 극복하기 위해 김 교수팀은 무기물 반도체 나노입자를 이용해 프린트 제작을 가능하게 했다. 더욱이 용액상태의 무기물 반도체를 이용하기 때문에 플라스틱 기판 위에서 프린트 제작이 가능하다.

김 교수는 "기존의 복잡한 반도체 공정과는 달리 공정에 필요한 물질들을 용액화해 이를 잉크젯 프린터에 주입, 기판에 프린팅하는 방법"이라며 "고가의 고진공 장비 등이 필요하지 않기 때문에 생산성 향상과 원가절감을 기대할 수 있다"고 말했다.

김 교수팀은 향후 플렉서블 디스플레이, 전자종이, 스마트 카드 등에 응용될 수 있는 이번 연구성과에 대한 국내외 특허 3건을 출원 중이다. 미국 응용물리학회지와 미 전자공학 학회지에도 각각 1편씩 게재됐다.

물론 이 기술이 산업적으로 활용되기 위해서는 플렉시블 디스플레이에 들어갈 메모리 소자, 논리소자, 광소자 등을 개발해야 한다. 김 교수는 "논리소자나 메모리 소자 등도 무기물 반도체 플렉서블 소자 형태로 제작할 수 있도록 연구 중"이라고 밝혔다.