한양대학교가 디스플레이 검사장비 전문기업 ‘이엘피’와 함께 산화물 박막트랜지스터(TFT) 기반 마이크로 발광다이오드(LED) 패널 개발에 성공했다.이번 연구는 성균관대·서울대·한국전자통신연구원(ETRI)·한국광기술원 등이 공동 참여했으며, 2021년부터 진행된 산업통상자원부의 '초대형 마이크로 LED 모듈러 디스플레이 개발사업'의 연구비 지원을 받아 이뤄졌다.

마이크로 발광다이오드(LED) 패널은 유기발광다이오드(OLED) 이후 차세대 디스플레이로 꼽힌다. 이번 연구는 플렉시블 기판에 산화물 TFT만으로 마이크로 LED의 능동 구동을 구현한 첫 사례다. 기존 LED는 주로 TFT를 사용하지 않는 수동 구동 방식을 적용해왔지만, TFT를 활용한 능동 구동을 적용한 것이 특징이다.

능동 구동 방식은 각 화소마다 TFT를 배치해 화소를 제어하는 것으로, 적·녹·청(RGB)을 각각 구동하기 때문에 소비 전력이 낮고 고해상도를 구현하기 유리하다. 크로스토크에 의한 화질 저하를 방지하고, 색상 왜곡 차단, 발열 개선 효과도 기대된다. 또 산화물 TFT를 적용해 누설전류가 적어 소비 전력이 낮기 때문에 대면적 공정에 용이하다. 또 저온다결정실리콘산화물(LTPO) 대비 공정이 적어 비용 소모가 작다.

제작한 소자는 전자이동도가 30㎠/V·s 이상으로, 일반적인 산화물 TFT(10㎠/V·s)보다 3배 이상 빠르다. 전자이동도가 빠를수록 고성능을 구현할 수 있다. 연구진은 “이 기술이 타일형 확장 및 대면적 마이크로 LED TV 상용화에 유용할 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.