▲ 액정형 유기반도체 패터닝을 통한 유기박막트랜지스터 제조 공정.

디스플레이를 고효율, 저가격, 대면적으로 제조가 가능한 액정형 유기트랜지스터 제조기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국화학연구원(원장 김재현)은 고성능화학소재연구그룹의 김윤호 박사와 가재원 박사가 ‘액정디스플레이 기술을 적용한 고성능 유기트랜지스터 패턴제조 기술’ 개발에 성공했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적 권위의 어드밴스드 머티리얼(Advanced Materials)에 게재됐다.

현재 디스플레이의 핵심부품으로는 실리콘 기반 무기박막 트랜지스터가 활용되고 있으나 최근 제작비용이 낮으면서 유연한 유기박막 트랜지스터에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 그러나 기존 실리콘 기반 무기박막 트랜지스터에 비해 전하이동도가 낮아 상용화에는 어려움이 있었다.

김윤호 박사팀이 개발한 액정형 유기트랜지스터 제조기술을 유기박막 트랜지스터 소자에 적용한 결과, 기존에 사용되는 공정으로 제작한 소자 대비, 6배 이상 뛰어난 전하이동도를 가지는 소자를 제작할 수 있었다. 추후 공정의 최적화에 따라, 10배 이상 전기적 특성이 증가하는 효과가 있을 것으로 기대되고 있다.

또한 기존 용액공정에 비해, 추가적인 용매를 사용하지 않고 액정형 유기반도체가 가지는 고유한 액정의 흐름성을 이용해 대면적 패터닝을 하고, 물성을 높일 수 있는 단순한 공정 기술로서 소자 제조단가 인하에 기여할 것으로 평가되고 있다.

김윤호 박사는 “우리나라가 보유한 세계최고의 액정 배향제어기술을 토대로, 대면적에 걸쳐 높은 전하이동도를 가지는 유기트랜지스터를 만들 수 있는 원천기술을 개발하였다는 점에서 큰 의미가 있다”며 “이번 연구는 디스플레이 분야 뿐 만 아니라, 유기반도체가 사용되고 있는 유기논리회로, 유기태양전지 등 다양한 유기전자소자 개발에 기여할 수 있는 플랫폼 기술”이라고 연구의의를 밝혔다.

한편 유기박막 트랜지스터 부품시장은 2018년까지 10억달러(1조1천억원)로 성장할 것으로 기대되고 있다.