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대면적 유기반도체 제작 길 열렸다

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대면적 유기반도체 제작 길 열렸다

2015.05.06 18:00
홍용택 서울대 전기정보공학부 교수(왼쪽)와 하제욱 연구원. - 서울대 제공
홍용택 서울대 전기정보공학부 교수(왼쪽)와 하제욱 연구원. - 서울대 제공

홍용택 서울대 전기정보공학부 교수팀은 제난 바오 미국 스탠퍼드대 교수팀과 공동으로 대면적 유기 반도체 박막을 만드는 핵심 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

 

최근 유기발광다이오드(OLED)를 적용한 디스플레이 장치 등 유기물 기반 전자소자가 크게 주목받고 있다.

 

하지만 유기반도체 소자를 만들 때 소자들 사이의 간격을 좁혀 밀도를 높이면서 품질의 차이는 없도록 균일하게 만들기가 어려웠다. 쉽게 말해 반도체 소자 100개를 만들면 그중 20~30개는 기능이 떨어지기 때문에 대면적 유기반도체 박막을 만들어도 불량품이 많아지는 것이다.

 

유기반도체 소자 사이는 독립적으로 유지하면서 전극(동그라미 안쪽 긴 막대와 짧은 막대) 사이 채널에는 반도체 박막을 형성하는 기술 모식도. - 서울대 제공
유기반도체 소자 사이는 독립적으로 유지하면서 전극(동그라미 안쪽 긴 막대와 짧은 막대) 사이 채널에는 반도체 박막을 형성하는 기술 모식도. - 서울대 제공

연구진은 특수 표면 처리를 통해 반도체 소자 사이를 단절시켜 불량품은 줄이면서도 소자 내부는 정밀하게 제작할 수 있도록 했다. 간단한 공정을 거쳐 원하는 영역에만 유기반도체 박막을 형성할 수 있게 한 것이다.

 

특히 유기반도체 소자는 액체 상태의 유기물을 이용해서 만들기 때문에 결정 구조를 잘 만들면 전류를 흘려보내는 성능이 향상된다.

 

실험 결과 원하는 결정 구조를 정밀하게 만드는 데 성공했고, 소자들 간의 성능 차이도 1%밖에 안 될 정도로 균일한 것으로 확인됐다.

 

홍 교수는 “유기반도체 박막 결정성을 높이면서도 대면적에 손쉽게 패턴을 만드는 기술”이라며 “프린팅 공정을 적용해 생산할 수 있기 때문에 대면적 전자회로를 지금보다 낮은 비용으로 생산할 수 있게 될 것”이라고 말했다.

 

이번 연구 결과는 ‘미국 국립과학원회보(PNAS)’ 4월 20일자 온라인판에 게재됐다.

 

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