신문처럼 돌돌 말아 쓰는 디스플레이, 달력처럼 벽에 붙이는 TV 등에 이용되는 유기전자소자의 필수 기술이 개발됐다.
박찬언 포스텍 교수(화학공학과)와 장재영 박사과정 연구팀은 내열성이 뛰어난 고리형 올레핀 고분자를 절연층으로 이용해 대기 중에서도 안정적인 성능을 유지하는 상보적 유기전자 회로를 구현하는데 성공했다고 23일 밝혔다.
박찬언 교수팀은 그동안 대기 중에서 불안정하게 작동했던 유기전자 회로의 n형 유기반도체의 성능을 120일 이상 안정적으로 유지시키는데 성공했다. 유기반도체로 제작된 상보적 인버터가 대기 중에서 이 같은 성능을 보인 것은 매우 이례적이다.
지금까지 유기박막트랜지스터 중에서도 n형 유기반도체는 실리콘 반도체에 비해 성능이 떨어질 뿐 아니라 그 동작수명이 짧아 유기전자소자의 필수 소자인 상보적 인버터를 안정적으로 구현하는데 어려움이 있었다.
연구팀은 높은 유리 전이온도(181도)를 가지는 고리형 올레핀 고분자를 절연체로 사용하고, 유리 전이온도보다 낮은 온도에서 자기 조립하는 특성을 갖는 n형 유기반도체를 도입, n형 유기박막트랜지스터를 제작했다. 이 트랜지스터는 공기 중에서도 큰 안정성을 갖는다는 것을 실험을 통해 입증했다.
연구팀이 개발한 유기박막트랜지스터는 특별한 보호막 처리 없이 120일 이상 성능을 유지할 수 있으며, 실제 상용화 단계에서 생산단계 단축, 생산비용 절감 등의 효과가 있을 것으로 기대된다.
박찬언 교수는 “이번 연구결과로 유기전자회로의 상용화를 앞당기게 될 수 있을 뿐 아니라 원천기술 확보에서도 우리나라가 훨씬 유리한 고지에 설수 있을 것”이라고 밝혔다.
이번 연구는 한국연구재단의 국가지정연구실(NRL) 사업과 코오롱의 지원으로 이뤄졌다.
한편 연구성과는 신소재 분야 세계적인 권위지인 `어드밴스드 펑셔널 머터리얼스(Advanced Functional Materials)` 23일자 표지논문을 통해 소개됐다.
◇용어설명
상보적 인버터=p형 반도체로 제작된 트랜지스터와 n형 반도체로 제작된 트랜지스터 두개를 직렬로 연결한 전자소자로써, 입력 전압의 반대 전압을 출력하는 기능을 수행한다. 모든 전자회로를 구성하는데 기본이 되는 핵심 부품이다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.co.kr
