영남대와 포스텍 공동 연구팀이 차세대 플렉시블 디스플레이 상용화를 앞당길 수 있는 기술을 개발했다.
김세현 영남대 화학공학부 교수 연구팀과 박찬언 포스텍 교수 연구팀은 최근 `고성능의 나노 패터닝(박막에 형상을 구현하는 공정) 유기반도체 공정기술` 개발에 성공했다고 23일 밝혔다.
이 기술은 고성능 유기반도체를 나노미터 간격으로 집적하는 기술이다.
유기반도체는 실리콘과 같은 무기반도체와 달리 가볍고 유연해 다양한 전자소재에 응용이 가능하다.
저렴한 비용으로 대량 생산이 가능해 차세대 전자소재 개발에 필수 요소로 주목받고 있다.
하지만 낮은 성능과 집적 기술의 한계로 인해 상용화에 어려움이 있었다.
연구팀은 고성능 유기 반도체 결정을 구현했다. 동시에 이를 나노 단위로 패터닝 할 수 있는 공정 기술도 개발했다.
연구팀은 액체가 폭이 좁고 긴 관에 존재할 때 관을 타고 상승하는 `모세관 현상`에 착안해 공정방법을 연구했다.
나노미터 간격 패턴을 가지고 있는 몰드를 제작해 모세관 형태를 만들고, 반도체 용액을 채우기 위한 틀로 사용했다.
하부 기판과 나노구조 패턴이 있는 몰드 사이에 유기반도체 용액이 나노 크기의 모세관을 타고 상승하며 자연스럽게 나노 크기의 단결정이 생성되는 것을 확인했다.
그 결과 50나노미터 유기반도체 단결정이 50나노미터 간격으로 정렬된 대면적의 유기반도체를 제작했다.
김세현 교수는 “이번 연구결과가 유기반도체의 상용화에 있어 중요한 이슈인 고성능 유기 반도체 생성 및 미세 패터닝 작업을 일원화시켰다는 점에서 의의가 크다”고 말했다.
그는 또 “유기반도체 상용화를 위한 기술이 한 단계 더 나아간 만큼 플렉시블 디스플레이나 전자종이, 입을 수 있는 센서, 메모리, 배터리 등 차세대 전자소재에 광범위하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 했다.
이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 주관하는 중견연구자지원사업 및 신진연구자지원사업으로 수행됐다. 연구결과는 재료과학분야 세계적 학술지 `어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)` 최신호 표지논문으로 게재됐다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
