유연하게 접거나 말 수 있는 휴대형 디스플레이의 상용화를 획기적으로 앞당길 수 있는 연구결과가 나왔다.
포스텍 포항가속기연구소(소장 고인수) 임규욱 연구원(포스텍 박사과정)은 ‘펜타센’ 기반 분자소자(몇개의 분자 층만을 이용해 만들어지는 저전압동작 소자)에서 금속 계면의 특이성을 발견하고 그 원인을 구명했다고 20일 밝혔다.
‘펜타센(C22H14)’은 벤젠 5분자가 붙어있는 방향족 고리로, 진공증착을 통해 유기반도체를 만들 수 있는 소재이다. 주로 트랜지스터나 발광 다이오드(LED), 레이저 등이 사용되는 휴대폰과 휴대형 비디오 게임기 등에 현재 널리 적용되고 있다.
그동안 펜타센층 위에 형성된 금 박막은 전류가 흘러들어가고 나오는 관문으로, 금 박막이 균일하게 형성되고 재현성이 좋다고 알려져 왔다. 그러나 원자힘현미경법(AFN) 등을 이용한 이번 연구에서는 성장조건에 따라 금 박막과 펜타센층이 심각한 변형을 일으키는 것으로 밝혀졌다. 이는 단 몇 개의 펜타센 분자만으로 구성된 나노분자소자 채널의 디자인을 대폭 수정해야함을 증명하는 연구결과이다.
이번 연구로 인해 분자소자, 유기물발광다이오드(OLED), 유기물전계효과트랜지스터(OFED) 등을 이용한 플렉시블 휴대형 디스플레이 개발 시기가 크게 앞당겨질 것으로 보인다.
임규욱 연구원은 “금 박막층과 펜타센 분자층 사이 전이영역이 소자 특성에 미치는 영향을 간과해온 기존 개념을 뒤집는 결과”라고 말했다.
이번 연구는 세계적인 과학전문지 ‘어플라이드 피직스 레터(Applied Physics Letters)’ 6월호에 정식 게재될 예정이다. 통상 논문을 투고한 지 2∼3개월 후 게재 허가를 받는데 이번 연구는 이례적으로 4일 만에 게재가 결정됐다.
포항=정재훈기자@전자신문, jhoon@
