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유연성 있는 유기 전자소자재료의 과제

전문가 제언: ○ 유연성 있는 전자소자는 발광다이오드나 광전지 다이오드, 또는 집적회로용 TFT 등의 전자소자에 고분자기판을 도입함으로써 기존의 유리 또는 스테인리스스틸기판 등에 비해 경량, 가요성, 투명성, 박막, Roll to Roll의 대량 생산에 의한 가격 경쟁력과 같은 장점을 이용하기 위한 것으로 전자산업을 크게 혁신시켜 나가고 있다.

○ 유연성 있는 고분자기판의 전자소자는 그러나 단점으로 내열성 한계에 의한 소자 가공온도의 제약, 온도나 습도 및 응력에 따른 치수 안정성 부족, 수증기나 산소에 대한 큰 투과율, 그리고 내구성 부족이 있다.

○ 특성에 맞는 응용으로 단점에 대응할 수 있으나, 고분자기판은 주위 습기에 노출 시 치수 안정성을 비롯한 성능 저하로 투과차단 박막이 필요하다. 이에는 Al, 알루미나, Si 산화물 등 무기 박막의 단일층이 사용되었으나, 무기막 표면의 거칠음과 깨지기 쉬운 성질에 대한 보완책으로 고분자 평활층 사용과 무기층과 유기층의 교호적층법이 있다.

○ 미국의 비영리 독립 연구소인 RTI International 소속의 저자는 본문에서 고분자기판의 투과차단 박막으로 유일한 실용대책인 깨지기 쉬운 무기재료의 사용은 파괴변형이 0.5~1.0%에 불과하여 적은 구부림 반경에서 고성능 OLED의 경우 관심의 대상이 됨을 지적하였다. 대책으로 무기박막 상 10nm 크기의 미세 균열결함도 찾아내는 산소 플라스마 식각시험법을 소개하여 더 높은 고품질을 기대할 수 있게 되었다.

○ 유연성 있는 전자소자용 기판재료에는 본문에서 강조하는 고분자 외에 비슷한 두께인 100~125㎛의 스테인리스스틸기판도 상당한 경쟁상대로 버티고 있다. 매우 높은 소자 가공온도, 수증기 및 산소 투과성이 거의 없다는 점, Roll to Roll에 의한 대량 생산성 외 기계적 견고성은 우수하여 고성능의 대형 면적의 실리콘 반도체의 태양전지와 능동형 매트릭스의 OLED에 적합하여 응용별 생산규모별 시장별 주의 깊은 종합 비교가 필요할 것이다.

저자: Jay Lewis
자료유형: 학술정보