UHD보다 더 선명한 디스플레이 개발 가능해진다(11.25)

김용성 표준연 박사팀, 산화물 소재 활용해 난제 풀어

 

 

▲ 김용성 박사가 제일원리계산법을 통해 비정질산화물의 불안정성을 분석하고 있다.<사진=한국표준과학연구원 제공>

국내 연구진이 초고화질(UHD) 이상의 초고해상도 디스플레이 개발 가능성을 열었다.

 

한국표준과학연구원(원장 강대임)의 김용성 박사팀이 비정질 산화물 소재를 활용한 디스플레이 개발의 난제인 구조적 불안정성 문제를 해결하는 원리를 발견하고 산소 주입을 통해 안정화 방법을 제시했다고 25일 밝혔다.

 

초고해상도의 대면적 디스플레이를 제작하기 위해서는 트랜지스터의 고속 동작이 필수. 비정질 산화물 소재는 기존의 다결정 실리콘 소재보다 최대 속도가 10배 이상 빨라 전 세계 디스플레이 개발 회사들이 집중하고 있는 소재다.

하지만 비정질 산화물 소자는 전류가 흐를 때 구조적으로 불안정해진다는 한계가 있어 개발이 어려웠다.

 

연구팀은 비정질 산화물의 원자구조 분석결과 불안정한 결합의 인듐이 존재하는 것을 확인하고 산소 주입을 통해 불안정성을 제거해 구조적 안정성을 확보했다.

 

또 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비정질 산화물에 전류가 흐를 때 통상적으로 알려진 금속-산소간의 결합이외에 금속 간의 결합을 생성하는데 이러한 결합이 불안정성을 유발한다는 것을 밝혀냈다.

 

이번 연구는 미래창조과학부(장관 최양희)에서 지원하는 나노소재개발사업 '산화물, 화합물 반도체 나노입자 물성 계산 및 데이터베이스(DB) 구축’'연구수행을 통해 이뤄졌다. 성과는 네이처 자매지인 엔피지 아시아 머터리얼즈(NPG Asia Materials, IF：9.902, JCR : 상위 5.5 %)) 온라인판 14일자에 실렸다. (논문명 : Under-Coordinated Indium as an Intrinsic Electron Trap Center in Amorphous InGaZnO4)

 

김용성 박사는 "이번 연구 성과를 통해 초고화질(UHD)급 이상의 디스플레이 대량생산의 가능성을 열게 되었으며, 또한 풀에이치디(Full HD)급 보다 해상도가 최대 16배 이상 뛰어난 디스플레이 제작이 가능하게 될 것"이라고 연구 의의를 설명했다.

 

▲ 인듐-금속 간 결합에 따른 전자의 분포 구조.<이미지=한국표준과학연구원 제공>