얇고 휘어지는 특성을 가진 플렉시블(flexible) 디스플레이 등을 만드는데 필요한 새로운 유기 반도체 소재를 국내 연구진이 개발했다.
교육과학기술부와 한국연구재단은 최동훈 고려대 교수 연구팀이 셀레늄(Se) 등으로 구성된 5각형 고리모양 분자구조인 ‘셀레노펜(selenophene)’을 섞어 유기 트랜지스터용 고분자 물질을 만드는데 성공했다고 13일 밝혔다.
이 유기 물질은 용액 상태에서 인쇄하듯 찍어내거나(프린팅) 회전력을 이용해 얇게 펴는(스핀 코팅) 등 용액공정이 가능한 소재다. 이 원료를 사용하면 얇은 박막 형태이면서 잘 휘어지는 트랜지스터를 만들 수 있다. 또 이 신소재로 제작한 유기박막트랜지스터는 기존 무기박막트랜지스터에 비해 전하 이동도가 2~3배 더 빠른 것으로 확인됐다.
트랜지스터에 유기물을 사용하면, 실리콘과 같은 무기물 트랜지스터에 비해 제조 공정이 간단할 뿐 아니라 보다 쉽게 얇고 유연한 트랜지스터를 만들 수 있다.
하지만 지금까지 용액공정을 통해 제작된 유기박막트랜지스터들은 무질서한 분자배열 때문에 무기트랜지스터보다 전자의 흐름이 원활하지 않은 것이 단점이었다. 최 교수 연구팀은 특수 제작한 고분자 물질을 사용해 휘어지고 얇으면서 전자 흐름도 좋은 유기트랜지스터의 가능성을 제시했다.
최 교수는 “새로운 유기 고분자 반도체 물질은 차세대 디스플레이 부품 소재는 물론, 센서와 스위치 등에도 사용될 수 있을 것”이라고 설명했다.
한편 이 같은 연구 성과는 미국 화학학회지 최근호에 실렸다.
양종석기자 jsyang@etnews.com
