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유기물질로 만든 박막 트랜지스터 고질적인 문제점 해결
제목 유기물질로 만든 박막 트랜지스터 고질적인 문제점 해결
등록일 2012-10-12 등록자 홍유진 조회수 3525
첨부파일 10-12(금)조간보도자료(유기물질로 만든 박막 트랜지스터 고질적인 문제점 해결).hwp 다운로드 미리보기

<자료문의>
☎ 02-2100-6829, 교과부 기초연구지원과장 최도영, 사무관 송영동
☎ 052-217-2531, 울산과기대 나노생명화학공학부 오준학 교수
☎ 052-217-2920, 울산과기대 친환경에너지공학부 양창덕 교수
□ 국내 연구진이 유기물질로 만든 박막 트랜지스터(유기박막 트랜지스터)의 고질적인 문제점(전자 · electron와 정공 · hole 이동도의 불균형)을 간단한 열처리로 해결함에 따라 더욱 저렴하면서도 가벼운 휘어지는 디스플레이 상용화를 앞당길 것으로 전망된다.
 ○ 울산과기대(UNIST) 오준학 교수(37세), 양창덕 교수(39세)가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 △중견연구자지원사업(핵심연구) △기초연구실육성사업 △글로벌프론티어사업의 지원으로 수행되었고, 재료과학분야의 권위 있는 학술지인 ‘Advanced Functional Materials’지 최신호(10월 10일자) 표지논문으로 게재되었다.(논문명: Inversion of Dominant Polarity in Ambipolar Polydiketopyrrolopyrrole with Thermally Removable Groups)
□ 유기박막 트랜지스터는 기존의 실리콘으로 만든 트랜지스터(무기박막 트랜지스터)와 달리, 충격에 강하고 종이처럼 얇고 자유자재로 구부릴 수 있는 장점이 있다.
    또한 기존의 진공공정보다 경제적인 용액공정으로 만들 수 있어 현재 LCD와 PDP를 이을 미래 디스플레이(Flexible Display)와 같이 다양한 곳에 활용될 차세대 트랜지스터로 주목받고 있다.
 ○ 이러한 유기박막 트랜지스터의 특성을 좌우하는 유기반도체재료는 크게 단극성 반도체*와 양극성 반도체로 나뉜다. 단극성 반도체로 만든 전자회로는 전력손실이 높고, 구동속도와 안정성이 떨어지는 단점이 있다. 이 단점은 단극성 반도체인 p형과 n형 반도체를 상보회로에 함께 넣어 해결할 수 있으나, 복잡한 제조과정과 비용이 문제점으로 제기되었다.
    * 단극성 반도체 : 전자와 정공의 2개 전하 운반체 중 하나를 통해 전류가 흐르는 것. n형 반도체는 전자를, p형 반도체는 정공을 전하 운반체로 사용함
 ○ 반면에 양극성 반도체는 전자와 정공을 모두 구동전하로 활용하고, 단극성 반도체에 비해 간편해 하나의 패턴 공정으로 전자회로를 제조할 수 있다. 그러나 양극성 고분자 반도체에서는 전자와 정공의 이동도가 불균형하여 반도체와 전극 층을 만들기 위해 반드시 추가 공정이 필요했다.
□ 오준학, 양창덕 교수 연구팀은 간단한 열처리로 고분자 재료의 보호기(protecting group)인 t-BOC(tert-butoxycarbonyl) 작용기를 제거한 후 고분자 사슬간의 수소결합을 유도하여 전자와 정공의 이동도를 제어하는 기술을 개발하였다.
 ○ 우선 용액으로 제조된 유기박막 트랜지스터는 정공의 이동도가 전자보다 약 5배 높지만, 박막을 열처리하자 고분자 사슬간의 수소결합이 유도되어 에너지 준위 변화가 생겨서 전자의 이동도가 정공보다 최대 10배가량 증가하는 것을 확인하였다. 즉 간단한 열처리로 양극성 고분자 반도체에서 주된 전하 운반체의 극성(主極性: 주극성)을 조절할 수 있게 되었고, 양극성 고분자의 전하 이동도 불균형을 해소할 수 있게 되었다.
□ 오준학 교수는 “이번 연구는 하나의 고분자 반도체를 이용하여 p형과 n형 반도체 특성을 모두 구현할 수 있는 간단한 방안을 제시했다는 점”에서 학술적 의의가 크며, “현재 고성능 양극성 고분자를 개발 중에 있으며, 이러한 기술은 향후 더욱 저렴하면서도 가볍고 유연한 전자기기 제조를 앞당길 수 있을 것”이다. “특히 유기전자회로를 이용하는 휴대폰, 컴퓨터와 같은 정보통신기기와 1인 가구의 증가로 인한 전자제품 소형화에 크게 기여할 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.

 

출처표시_공공누리 공공저작물 자유이용허락
교육부(이)가 창작한 「유기물질로 만든 박막 트랜지스터 고질적인 문제점 해결」 저작물은 공공누리 출처표시 조건에 따라 이용할 수 있습니다.
유기물질로 만든 박막 트랜지스터 고질적인 문제점 해결
제목 유기물질로 만든 박막 트랜지스터 고질적인 문제점 해결
등록일 2012-10-12
등록자 홍유진 조회수 3525
첨부파일 10-12(금)조간보도자료(유기물질로 만든 박막 트랜지스터 고질적인 문제점 해결).hwp 다운로드 미리보기

<자료문의>
☎ 02-2100-6829, 교과부 기초연구지원과장 최도영, 사무관 송영동
☎ 052-217-2531, 울산과기대 나노생명화학공학부 오준학 교수
☎ 052-217-2920, 울산과기대 친환경에너지공학부 양창덕 교수
□ 국내 연구진이 유기물질로 만든 박막 트랜지스터(유기박막 트랜지스터)의 고질적인 문제점(전자 · electron와 정공 · hole 이동도의 불균형)을 간단한 열처리로 해결함에 따라 더욱 저렴하면서도 가벼운 휘어지는 디스플레이 상용화를 앞당길 것으로 전망된다.
 ○ 울산과기대(UNIST) 오준학 교수(37세), 양창덕 교수(39세)가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 △중견연구자지원사업(핵심연구) △기초연구실육성사업 △글로벌프론티어사업의 지원으로 수행되었고, 재료과학분야의 권위 있는 학술지인 ‘Advanced Functional Materials’지 최신호(10월 10일자) 표지논문으로 게재되었다.(논문명: Inversion of Dominant Polarity in Ambipolar Polydiketopyrrolopyrrole with Thermally Removable Groups)
□ 유기박막 트랜지스터는 기존의 실리콘으로 만든 트랜지스터(무기박막 트랜지스터)와 달리, 충격에 강하고 종이처럼 얇고 자유자재로 구부릴 수 있는 장점이 있다.
    또한 기존의 진공공정보다 경제적인 용액공정으로 만들 수 있어 현재 LCD와 PDP를 이을 미래 디스플레이(Flexible Display)와 같이 다양한 곳에 활용될 차세대 트랜지스터로 주목받고 있다.
 ○ 이러한 유기박막 트랜지스터의 특성을 좌우하는 유기반도체재료는 크게 단극성 반도체*와 양극성 반도체로 나뉜다. 단극성 반도체로 만든 전자회로는 전력손실이 높고, 구동속도와 안정성이 떨어지는 단점이 있다. 이 단점은 단극성 반도체인 p형과 n형 반도체를 상보회로에 함께 넣어 해결할 수 있으나, 복잡한 제조과정과 비용이 문제점으로 제기되었다.
    * 단극성 반도체 : 전자와 정공의 2개 전하 운반체 중 하나를 통해 전류가 흐르는 것. n형 반도체는 전자를, p형 반도체는 정공을 전하 운반체로 사용함
 ○ 반면에 양극성 반도체는 전자와 정공을 모두 구동전하로 활용하고, 단극성 반도체에 비해 간편해 하나의 패턴 공정으로 전자회로를 제조할 수 있다. 그러나 양극성 고분자 반도체에서는 전자와 정공의 이동도가 불균형하여 반도체와 전극 층을 만들기 위해 반드시 추가 공정이 필요했다.
□ 오준학, 양창덕 교수 연구팀은 간단한 열처리로 고분자 재료의 보호기(protecting group)인 t-BOC(tert-butoxycarbonyl) 작용기를 제거한 후 고분자 사슬간의 수소결합을 유도하여 전자와 정공의 이동도를 제어하는 기술을 개발하였다.
 ○ 우선 용액으로 제조된 유기박막 트랜지스터는 정공의 이동도가 전자보다 약 5배 높지만, 박막을 열처리하자 고분자 사슬간의 수소결합이 유도되어 에너지 준위 변화가 생겨서 전자의 이동도가 정공보다 최대 10배가량 증가하는 것을 확인하였다. 즉 간단한 열처리로 양극성 고분자 반도체에서 주된 전하 운반체의 극성(主極性: 주극성)을 조절할 수 있게 되었고, 양극성 고분자의 전하 이동도 불균형을 해소할 수 있게 되었다.
□ 오준학 교수는 “이번 연구는 하나의 고분자 반도체를 이용하여 p형과 n형 반도체 특성을 모두 구현할 수 있는 간단한 방안을 제시했다는 점”에서 학술적 의의가 크며, “현재 고성능 양극성 고분자를 개발 중에 있으며, 이러한 기술은 향후 더욱 저렴하면서도 가볍고 유연한 전자기기 제조를 앞당길 수 있을 것”이다. “특히 유기전자회로를 이용하는 휴대폰, 컴퓨터와 같은 정보통신기기와 1인 가구의 증가로 인한 전자제품 소형화에 크게 기여할 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.

 

출처표시_공공누리 공공저작물 자유이용허락
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