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차세대 광학재료로서의 공액계 고분자

전문가 제언: ○ 폴리아세틸렌이나 폴리파라페닐렌, 폴리티오펜 등으로 대표되는 π 공액고분자는 주쇄를 따라 1차원적으로 확대된 π 전자계를 갖고 있기 때문에 도전성 고분자로서 역할을 한다. 이들의 특징적인 전자․광기능 특성을 살려 전자 디바이스 재료로 개발되고 있다. 핸드폰용 소형전지, 콘덴서, 대전방지용 필름 등 주변 생활에서도 흔히 이용되고 있다. π 공액고분자에 새로운 특성을 부여하기 위해 새로운 분자설계 또한 매우 연구개발이 활발한 분야이다.

○ 최근에는 공액 고분자의 측쇄에 액정기(液晶基)를 도입한 액정성 공액고분자가 합성되고 있다. 액정성을 이용하여 고분자를 거시적으로 배향시켜 전기적 이방성과 직선 편광을 발현시킬 수 있게 되었다. 더 나아가 액정성과 나선구조를 함께 갖는 공액 고분자도 합성되고 있다. 액정성에서 나오는 직선 편광성과 나선구조에 기인하는 원편광 이색성을 이용하여 직선 편광 발광과 원편광 발광(카이랄 발광)을 갖는 새로운 발광재료이다. 즉 발광성과 액정성의 융합을 위한 고분자 설계와 제어에 대한 연구이다.

○ 공중합체형의 PEDOT(polyethylenedioxythiophene) 유도체 등과 발광특성이 우수한 방향족 공액 고분자에 나선구조를 부여하여 종래에 없던 발광 원편광 이색성을 나타내는 플라스틱 재료도 개발되었다. 합성한 나선상 공액 고분자는 다원적 편광성의 광 발광소자나 전계 발광소자로의 응용이 고려되고 있다. 액정성과 특이한 분자구조 및 π전자 공액을 포함하는 이 고분자는 고분자화학 분야에 머물지 않고 광․전자공학 분야에서도 학술적 가치가 있어 향후 플라스틱 일렉트로닉스를 여는 신규 재료의 하나로서 기대된다.

○ 고분자 발광재료의 발전은 고분자 전기 발광 소자의 상업화에 있어서 매우 중요한 부분을 차지하고 있다. 연구자들에 의해 다양한 구조의 고분자들이 개발되었고, 이러한 연구를 토대로 응용성을 갖춘 재료들이 나타나고 있다. 특히 고분자 전기 발광 소자에서 가장 문제시 되어왔던 소자의 수명 문제도 재료의 고순도화를 통해서 어느 정도 해결되고 있다.

저자: KAZUO AKAGI, JEONG YONGSOO
자료유형: 학술정보