TV나 컴퓨터, 스마트폰 등 다양한 기기의 디스플레이는 사용자에게 각종 정보를 제공하는 중요 장치로 최근 과학기술 발전으로 구부리거나 휘는 플렉시블(Flexible) 디스플레이, 투명 디스플레이에 대한 연구가 활발하다.
이러한 디스플레이 제조의 핵심 기술이 산화물 박막트랜지스터(Thin Film TransistorㆍTFT) 기술이며, 이는 유리 또는 세라믹 소재의 회로판 위에 진공 방식으로 만든 얇은 막을 이용해 제조된다.
산화물 박막트랜지스터는 진공 방식의 제조 과정을 거치기에 진공설비 설립 비용이 커 높은 제작비용이 차세대 디스플레이 개발의 한계로 지적돼 왔다.
이에 최리노ㆍ양회창 교수 공동연구팀은 진공 공정을 거치지 않고도 산화인듐(In2O3) 용액을 활용한 용액 기반 공정으로 디스플레이 제조 공정을 바꾸는데 성공했다.
또한, 용액 공정 시 리튬(Li)을 첨가해 250°C 이하의 저온에서도 전자가 활발히 이동하도록 전자의 이동도를 높여 스포츠 등 빠른 화면 전환을 선명하게 보여주는 고성능 차세대 디스플레이에 적용 가능한 기술을 개발했다.
이러한 저온 공정은 플라스틱 계열의 기판을 활용하는 차세대 투명 디스플레이나 플렉시블 디스플레이 구현에 한 발짝 다가섰다는 의미가 있다.
또한, 용액 기반 공정은 산화물 박막트랜지스터 제조비용을 크게 낮출 수 있어 디스플레이 제품 자체의 가격이 저렴해 질 수 있어 획기적 원가절감이 기대된다.
최리노ㆍ양회창 교수의 ‘플렉시블 디스플레이’ 구현의 핵심 기술 개발 내용을 담은 연구 논문 ‘Li-Assisted Low-Temperature Phase Transitions in Solution-Processed Indium Oxide Films for High-Performance Thin Film Transistor(리튬 유도 저온 상전이를 통한 용액공정 인듐 산화물 박막기반 고성능 박막트랜지스터)’는 자연과학 분야 최고 권위지 네이처(Nature) 자매지인 사이언티픽 리포트 온라인 판 최신호(4월 29일)에 게재됐다.
최리노 교수는 “용액 공정을 기반한 저가의 산화물 박막 트랜지스터 생산 가능성을 제시한 의미 있는 연구 결과”라며 “다양한 초고해상도 디스플레이 제조에 활용이 가능할 것”이라고 밝혔다.
한편, 최 교수는 이러한 리튬을 첨가한 고성능 산화물 박막 트랜지스터 저온공정 제작 기술을 지난해 9월 레이저장비기업인 코윈DST에 기술 이전을 완료해 연구의 산업적 가치도 인정받았다.
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