초박막 디스플레이의 유연한 특성
[대전=일요신문] 육심무 기자 = 안종현 연세대 교수·김수영 중앙대 교수 연구팀이 차세대 반도체 소재로 주목받는 이황화몰리브덴(MoS2) 트랜지스터를 기반으로 피부에 부착할 수 있는 얇고 유연한 디스플레이를 제작했다.
연구팀은 단단한 실리콘 및 산화물반도체 대신 이황화몰리브덴을 이용하여 높은 전기이동도를 갖는 고성능 반도체 트랜지스터를 제작함으로써, 매우 유연하고 얇은 OLED 디스플레이를 개발했다.
이황화몰리브덴은 원자가 한 겹으로 구성된 2차원 반도체 소재로 매우 얇고 유연하며 투명할 뿐만 아니라 전기이동도도 우수하나 대면적으로 제작할 때 발생하는 작은 결정입자, 불순물 등으로 전기이동도가 저하돼 OLED 디스플레이를 구동할 수 있는 트랜지스터로 활용하지 못했다.
연구팀은 공정방법을 변경해 고품질 이황화몰리브덴을 합성했고, 산화 알루미늄을 이황화몰리브덴의 앞뒤에 부착해 다른 소재와 접촉할 때 생기는 전기 저항을 획기적으로 감소시켰다.
그 결과 기존 트랜지스터보다 성능이 약 28배 향상되고 OLED 디스플레이를 성공적으로 구동할 수 있었다.
개발된 디스플레이는 두께가 6㎛(마이크로미터) 가량으로 머리카락보다 얇고 매우 유연하며, 90도 이상의 각도로 여러 차례 접거나 피부에 부착한 채 몸을 움직여도 안정적으로 작동했다.
안종현 교수는 “그동안 실질적으로 활용되기 어렵다고 여겨졌던 이황화몰리브덴 기반의 반도체가 플렉서블, 웨어러블 디스플레이에 적용될 수 있음을 증명한 것”이라며 “이 기술이 피부·옷에 부착하는 헬스 모니터링 시스템을 비롯해 의료·스포츠 등에서 다양하게 활용되길 기대한다”고 말했다.
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