국내 연구진이 환경친화적 공정을 통해 유연한 디스플레이용 플라스틱 반도체 재료를 개발했다. 향후 플라스틱 반도체를 이용한 소자의 대량생산 공정 개발에 기여할 것으로 기대된다.

경상대학교(총장 권순기) 자연과학대학 화학과 김윤희 교수와 중앙대학교 화학과 정대성 교수 연구팀은 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업(핵심공동)과 글로벌프론티어사업 등의 지원으로 이번 연구결과를 수행했다.

이는 국제학술지 『어드밴스드 머티리얼스』(Advanced Materials) 7월 8일자 온라인판에 게재되었다. 연구팀은 관련 원료물질 등에 대해 3건의 국내특허를 출원한 상태다.(논문명: A novel diketopyrroloppyrrole random copolymers : high charge carrier mobilty from environmentally benign processing)

현재 유연성이 떨어지는 실리콘 등 무기물 반도체와 달리 플라스틱 같은 유기물 재료는 접거나 늘일 수 있어 발광다이오드, 박막트랜지스터, 태양전지 등의 활용범위를 넓힐 수 있는 소재로 주목받고 있다.

하지만 유기물 박막트랜지스터는 환경적 규제를 받는 할로겐 용매를 사용하여 연구하는 것이 대부분이고 비(非) 할로겐 용매를 사용하는 경우에는 아몰레드같은 차세대 디스플레이에 적용하기에는 전하이동도(5 이하)가 낮았다.

연구팀은 할로겐 용매 대신 상업적 공정에 허가되어 있는 유기용매인 테트랄린을 이용해 전하이동도 5 이상인 플라스틱 반도체 재료를 설계, 박막 트랜지스터를 만드는 데 성공했다.

주사슬과 곁사슬 사이에 선형의 지방족 사슬을 넣는 한편 주사슬을 구성하는 단위체 일부를 다양화하여 임의로 배치, 불규칙성을 제공하여 테트랄린에도 잘 녹도록 하고 전하이동도도 높인 것이다.

친환경적인 생산공정을 통해 일정 수준의 전하이동도를 달성할 수 있음을 보여준 이번 결과로 향후 박막 트랜지스터 제작 등 실제 공정에의 응용 가능성을 높였다는 설명이다.

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