서울대 공대는 서울대 홍용택 교수, 정승준 박사, 인하대 양회창 교수, 장미 연구원으로 구성된 공동 연구팀이 잉크젯 프린팅 기반의 유기 트랜지스터 성능 향상 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 
서울대 측은 “이번 연구로 종이에 그림을 찍어내듯 연속공정 상에서 전자회로를 만들 수 있어 트랜지스터 모든 층을 인쇄공정을 이용해 제작할 수 있게 됐다”며, “차세대 디스플레이 핵심기술로 주목 받고 있는 유기 트랜지스터를 이용한 인쇄전자 응용 분야에 매우 획기적인 소식이 될 것”이라고 설명했다. 

유기 트랜지스터 소자의 성능은 유기 반도체 물질 자체의 성질뿐만 아니라 반도체 층과 게이트 절연막, 반도체 층과 소스/드레인 전극의 계면 특성에도 많은 영향을 받는다. 따라서 계면 특성 향상에 많은 연구진이 관심을 기울여 왔다. 

그러나 일반적으로 게이트 절연막과 소스/드레인 전극에는 두 가지 다른 물질을 이용한 계면 처리 방식이 요구되므로 추가적인 공정이 필요했다. 또 미세 패턴으로 형성되는 두 부분에 독립적인 처리를 하기에는 대량 생산이나 연속 공정 적용에 기술적인 어려움이 있었다. 

이에 공동 연구팀은 게이트 절연막과 소스/드레인 전극에 동시에 화학적으로 결합할 수 있도록 말단기능화 처리된 폴리스틸렌 물질을 이용했다. 그 결과 잉크젯 프린팅 공정으로 한 번의 표면 처리를 통해 두 계면의 성능을 동시에 향상시키는 결과를 얻었고, 이를 바탕으로 성능이 향상된 유기 트랜지스터 회로를 탄생시켰다.

한편 이번 연구 결과는 세계적인 학술지 <어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)>의 9월 14일자 Frontispiece Highlight 논문으로 게재됨과 동시에 학술지 전문 출판사 ’와일리(wiley)‘의 전체 저널 내 게재된 유기 전자 분야 연구 중 핫토픽(http://www.wiley-vch.de/util/hottopics/o-electronics)으로 선정됐다.

연구팀은 향후 본 기술을 글로벌프런티어 소프트 일렉트로닉스 사업단의 유연 신축성 전자회로 시스템 구현과 섬유 기반의 유연 디스플레이 기술에 적용할 계획을 밝혔다.

(사진설명:왼쪽부터)▲ <어드밴스드 머티리얼스> 표지 이미지로 실린 유기 트랜지스터 회로 제작 개념도 및 트랜지스터 단면 개념도, 서울대 전기정보공학부 홍용택 교수, 인하대 나노시스템공학부 양호창 교수