차세대 플렉서블 디스플레이의 상용화를 앞당길 수 있는 기술을 개발됐다.

영남대는 23일 화학공학부 김세현 교수 연구팀이 ‘고성능의 나노 패터닝(박막에 형상을 구현하는 공정) 유기반도체(반도체로서의 성질을 가진 유기화합물) 공정기술’ 개발에 성공했다고 밝혔다.

기술개발은 포항공대 박찬언 교수 연구팀과 공동으로 진행됐다. 유기반도체는 실리콘과 같은 무기반도체와 달리 가볍고 유연해 다양한 전자소재에 응용이 가능하다. 

그러나 유기반도체는 낮은 성능과 집적 기술의 한계로 인해 상용화에 어려움이 있었다. 이에 연구팀은 고성능의 유기 반도체 결정을 구현함과 동시에 이를 나노 단위로 패터닝 할 수 있는 공정 개발의 필요성에 중점을 두고 연구를 진행했다.

연구팀은 “액체가 폭이 좁고 긴 관에 존재할 때 관을 타고 상승하는 ‘모세관 현상’에 착안해 공정방법을 연구했다. 나노미터 간격의 패턴을 가지고 있는 몰드를 제작해 모세관의 형태를 만들고, 반도체 용액을 채우기 위한 틀로 사용했다”면서 “하부 기판과 나노구조 패턴이 있는 몰드 사이에 유기반도체 용액이 나노 크기의 모세관을 타고 상승하며 자연스럽게 나노 크기의 단결정(결정 전체가 일정한 결정축을 따라 규칙적으로 생성된 고체)이 생성되는 것을 확인했다. 그 결과, 50나노미터의 유기반도체 단결정이 50나노미터 간격으로 정렬된 대면적의 유기반도체를 제작할 수 있었다”고 말했다.

 김 교수는 “이번 연구결과가 유기반도체의 상용화에 있어 중요한 이슈인 고성능 유기 반도체 생성 및 미세 패터닝 작업을 일원화시켰다는 점에서 의의가 크다”고 평가하며 “유기반도체 상용화를 위한 기술이 한 단계 더 나아간 만큼 플렉서블 디스플레이나 전자종이, 입을 수 있는 센서, 메모리, 배터리 등 차세대 전자소재에 광범위하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 

한편 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 주관하는 중견연구자지원사업 및 신진연구자지원사업으로 수행됐다.