경희대 차세대디스플레이센터(ADRC) 이수희 박사과정 학생과 장진 교수팀은 플라스틱 기판에서 이동도와 신뢰성이 높은 옥사이드(산화물) 반도체 박막트랜지스터(TFT)를 개발했다고 12일 밝혔다.
현재 기업이 양산하는 옥사이드 TFT는 구조에 관계없이 약 10㎠/Vs 이동도를 구현한다. 유기발광다이오드(OLED) TV와 고해상도 액정표시장치(LCD)에 주로 적용되지만 이동도가 저온폴리실리콘(LTPS) TFT보다 현저히 낮은 게 단점이다.
장진 교수팀은 ES(Etch Stopper) 방식 TFT 구조에서 산화물 반도체 층을 여러 영역으로 나누면 70㎠/Vs 수준의 높은 이동도가 발생하는 것을 실험으로 증명했다.
실험에서 수십 개 TFT로 이뤄진 링 발진회로(Ring Oscillator)를 이용했다. 링 발진회로는 TFT 이동도가 증가하면 구동 주파수가 증가하므로 TFT 이동도가 증가하는 것을 확인했다고 장진 교수팀은 설명했다.
이동도가 높은 TFT는 전압이 늘거나 줄 때 측정한 전류에 차이가 없다. 반경 1㎜까지 수천번 기판을 구부려도 특성이 변하지 않아 플라스틱 OLED의 기판 TFT로 적합하다고 봤다. 기존 옥사이드 TFT 공정을 그대로 이용할 수 있는 게 장점이다.
이번 연구는 산업부와 국내 기업이 공동 지원한 미래 디스플레이 핵심기술개발(KDRC) 사업으로 진행했다. 재료분야 국제 학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials) 최근호 온라인에 `Top Interface Engineering of Flexible Oxide Thin-Film Transistors by Splitting Active Layer`라는 제목으로 게재됐다.
배옥진 디스플레이 전문기자 withok@etnews.com
