HOME > Community > Device News

양극성 반도체 제조 비용 낮추는 ....

목록
글쓴이 최고관리자 등록일 12-10-12 10:49
조회 1,852
    전하 이동도 불균형 해소…플렉서블 디스플레이 상용화 앞당겨
     
    국내 연구진이 유기물질로 만든 박막 트랜지스터(유기박막 트랜지스터)의 고질적인 문제점을 간단한 열처리로 해결했다. 더욱 저렴하고 가벼운 플렉서블 디스플레이 상용화를 앞당길 것으로 전망된다.

    울산과기대(UNIST) 오준학 교수, 양창덕 교수가 주도한 연구팀은 전자(electron)와 정공(hole)의 이동도가 달라 불균형한 상태를 열처리를 통해 해소하는데 성공했다.

    연구팀은 고분자 사슬간의 수소결합을 유도해 전자와 정공의 이동도를 제어하는 기술을 개발했다.

    용액으로 제조된 유기박막 트랜지스터는 정공의 이동도가 전자보다 약 5배 높다. 유기박막 트랜지스터의 박막을 열처리하자 고분자 사슬간의 수소결합이 유도돼 에너지 준위 변화가 생겼다. 연구팀은 결과적으로 전자의 이동도가 정공보다 최대 10배 가량 증가하는 것을 확인했다.



    유기박막 트랜지스터는 기존의 실리콘으로 만든 트랜지스터(무기박막 트랜지스터)와 달리, 충격에 강하고 종이처럼 얇고 자유자재로 구부릴 수 있는 장점이 있다.

    또한 기존의 진공 공정보다 경제적인 용액공정으로 만들 수 있어 현재 LCD와 PDP를 이을 미래 디스플레이(Flexible Display)와 같이 다양한 곳에 활용될 차세대 트랜지스터로 주목받고 있다.

    유기박막 트랜지스터의 특성을 좌우하는 유기반도체재료는 크게 단극성 반도체(전자나 정공 중 하나의 전하 운반체에만 전류가 흐르는 반도체)와 양극성 반도체로 나뉜다.

    단극성 반도체로 만든 전자회로는 전력손실이 높고, 구동속도와 안정성이 떨어지는 단점이 있다. 이 단점은 단극성 반도체인 p형과 n형 반도체를 상보회로에 함께 넣어 해결할 수 있으나, 제조과정이 복잡하고 비용이 많이 들었다.

    반면, 양극성 반도체는 전자와 정공을 모두 구동전하로 활용하고, 단극성 반도체에 비해 간편해 하나의 패턴 공정으로 전자회로를 제조할 수 있다. 그러나 양극성 고분자 반도체에선 전자와 정공의 이동도가 불균형해 반도체와 전극 층을 만들기 위해 반드시 추가 공정이 필요했다.

    연구팀은 간단한 열처리를 통해 양극성 고분자 반도체에서 주된 전하 운반체의 극성(주극성)을 조절할 수 있게 됐고, 양극성 고분자의 전하 이동도 불균형을 해소했다.

    오준학 교수는 "이번 연구는 하나의 고분자 반도체를 이용해 p형과 n형 반도체 특성을 모두 구현할 수 있는 간단한 방안을 제시했다는 점에서 학술적 의의가 크다"며 "현재 고성능 양극성 고분자를 개발하고 있으며, 상용화될 경우 더욱 저렴하면서도 가볍고 유연한 전자기기 제조를 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다.

    오 교수는 "특히 유기전자회로를 이용하는 휴대폰, 컴퓨터와 같은 정보통신기기와 1인 가구의 증가로 인한 전자제품 소형화에 크게 기여할 것으로 기대한다"고 덧붙였다.

    이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 ▲중견연구자지원사업(핵심연구) ▲기초연구실육성사업 ▲글로벌프론티어사업의 지원을 받았으며, 재료과학분야 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈'지 10월 10일자 표지논문으로 게재됐다.
    [이 게시물은 최고관리자님에 의해 2013-04-04 22:11:44 Free Board에서 이동 됨]

    Comments