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도포형 유기반도체 재료의 합성

전문가 제언: ○ 현재의 화학 산업은 전자산업과 밀접하게 관계되어 있으며 근래에는 유기재료를 반도체에 응용하려는 연구가 활발하게 수행되고 있다. 유기 전자재료는 종래의 반도체에 비해 저온 프로세스로 제조할 수 있고 유연성, 내충격성을 가진 수지기판 상에 형성할 수 있으며 또한 인쇄법을 이용하고, 대면적 기판에 저비용으로 제조할 수 있는 이점이 있다.

○ 전자분야에서 유기분자의 이점을 살리려면 용액 프로세스는 필수적인 조건이며 유기합성은 이 문제 해결에 기여하는 중요한 기술을 제공한다. 유기반도체에 가용성기를 도입하면 비정형성 박막이 생성되는 경우가 많고 진공증착으로 얻어지는 저분자계의 박막에 비해 성능이 떨어지는 경우가 많다. 이 결점을 극복하기 위해 π전자계를 선택하고 도입하는 치환기를 사용하여 분자간의 상호작용을 억제하면 결정성 박막을 얻을 수 있다.

○ 저분자계 유기반도체는 분자 전체가 π공액계의 평면적인 구조이므로 유기용매에 대한 용해성이 현저하게 낮은 것이 많다. 따라서 일반적으로 진공증착을 사용하여 제막된다. 저분자계 유기반도체에 알킬기 등의 가용성 부위를 도입하면 가용화가 가능하나 액정성 분자가 되기 쉽기 때문에 저분자의 결정성박막에 비하여 성능이 낮은 경우가 많다. 이 결점을 보완하기 위해서는 저분자 반도체에 도입되는 가용성기의 위치와 종류를 선택하여 박막 중의 분자배열을 제어하는 방법을 사용한다.

○ 유기 반도체는 반도체의 전기적, 광학적 특성과 유기물의 우수한 제조 방법의 이점을 결합한 신소재로서, 특히 유기발광다이오드를 이용한 평판 표시소자 및 유기박막 트랜지스터를 이용한 flexible display 또는 RFID 등에 대한 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 유기소자에 대하여 많은 연구가 진행되고 일부 상업화가 되었으나 아직도 저비용, 경량화, 기능제고를 위한 개선분야는 무궁무진한 실정이므로 관련분야의 적극적인 관심이 요망되며 본고가 도포형 유기반도체 제조에 관한 유용한 참고자료가 될 것으로 사료된다.

저자: Yusuke Hashimoto et al
자료유형: 학술정보