KAIST, 피부에 붙이는 투명 디스플레이 기술개발

↑ KAIST 이건재 교수

국내 연구팀이 웨어러블 디스플레이용 고성능 투명 반도체를 만들 수 있는 기술개발에 성공했다.
KAIST 박상희, 이건재 교수 연구팀은 레이저 박리 기술을 활용해 기존 딱딱한 유리 기판에 제작된 투명한 고성능 전자소자를 유연기판으로 손상없이 떼어내 옮기는데 성공했다고 밝혔다. 피부에 부착 가능한 고성능 유연 디스플레이 구동회로를 구현한 것이다.
사물인터넷 시대가 도래하면서 웨어러블 스마트 디바이스의 중요성도 높아지고 있다. 가상·증강현실 분야와 관련해 피부 부착형 웨어러블 기기 적용이 가능한 차세대 투명 유연 디스플레이가 각광을 받고 있다.
기존 유연 디스플레이는 성능과 형태 등이 불완전해 상용화에 어려움이 따랐다. 유연하지만 고온에 약한 플라스틱 기판을 사용해 고온 공정에서 제작된 다른 디스플레이에 비해 성능이 떨어졌다. 불투명한 플라스틱 기판 위에 직접 제작을 하다보니 투명도가 낮은 문제도 있었다.
연구팀은 레이저 박리 기술을 활용해 고온 공정을 거쳐 제작된 고성능 반도체 산화물을 떼어내 초박막 유연 기판 위에 전사하는 공정을 개발했다. 고온열처리가 가능한 유리 기판 위에 레이저에 반응하는 희생층을 만들어 준 후 산업계에서 사용하는 반도체 공정으로 산화물 반도체 구조를 만들었다.
기판으로부터 분리한 반도체 소자를 머리카락 두께의 25분의 1에 불과한 투명한 초박막 유연기판에 전사해 유연하고 투명한 고성능 산화물 기반 디스플레이 구동회로를 구현했다. 연구 성과는 세계적인 과학 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈’ 7월호 표지논문으로 게재됐다.
이건재 교수는 “기존 디스플레이 제조 공정을 그대로 이용할 수 있다는 것이 큰 장점”이라며 “레이저 박리를 통해 유연 기판에 전사하는 기술은 소자의 종류나 크기에 제한 없이 적용 가능하기에 웨어러블 전자기기 실용화 가능성을 앞당길 것으로 기대된다”고 연구의의를 밝혔다.
[이영욱 기자]