본문 시작
다양한 유기 전자재료 및 그들의 무기물과의 나노 복합체를 개발하고 이를 트랜지스터, 태양전지, 가스센서, 터치 센서 등 다양한 차세대 전자소자에 응용하는 연구를 수행하고 있다. 그래서 기존 전자소자의 한계를 뛰어넘는 가볍고 유연하며 충격에 강한 차세대 웨어러블, 플렉시블 유기전자소자의 핵심 기술을 확보하려 한다. 특히 유기 전자재료를 개질하거나 새롭게 디자인 하므로써 재료의 기능성을 극대화 하여 전자소자의 성능 및 안정성을 향상시키는 데에 중점을 둔다. 본 연구실은 기존 무기물 실리콘 기반 전자산업을 대체할 수 있는 인쇄공정 기반 재료 및 공정을 개발하여 저비용/고효율 차세대 전자소자를 구현하는 것을 목표로 본 연구실의 연구결과들이 미래의 혁신적인 유기전자소자 산업의 발전에 기여할 것으로 기대하고 있다.
유기태양전지 연구
최근 유기태양전지 분야에서는 고효율의 유기태양전기를 구현하기 위해 P형의 전자 주개 물질 (p-type electron donating material)과 n형의 전자 받개 물질 (n-type electron accepting material)의 신물질을 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 유기태양전지에서 광활성층의 나노 스케일의 모폴로지 제어는 효율을 향상시키기 위한 중요한 요소로 작용하고 있다. 광흡수로 생성된 엑시톤의 원활한 분리와 분리된 전하의 효과적인 수송을 위해서는 벌크 헤테로 정션 (bulk heterojunction)을 통하여 전자 주개와 받개 사이의 계면을 최대한으로 늘리고 두 물질을 적당한 상분리 하여 전자 주개와 받개의 연속적 통로를 확보하는 것이 필수적이다.
유기태양전지에서 광활성층의 모폴로지 및 계면을 제어하는 것은 태양전지의 초기 효율뿐 아니라, 유기 태양전지의 열적 안정성을 향상시켜 광전환 효율을 유지하는 것에 매우 중요한 영향을 미친다. 따라서 본 연구그룹에서는 상용화제(compatibilizer), 공정 첨가제(processing additive) 등의 첨가제 사용, 가교화, 공액 고분자의 분자 구조의 변화, 열처리 등의 방법을 통해 활성층의 모폴로지 및 계면 제어를 연구하고 있다.
유기박막트랜지스터 연구
웨어러블 전자소자는 휴대하기 편하고, 유연하며, 가볍고 대면적화하기 쉬운 장점을 가지고 있어 언제 어디서나 정보를 수집할 수 있는 유비쿼터스 시대에 대응하는 차세대 기반기술 산업이다.
웨어러블 전자소자의 구동소자로서 패널 내부 픽셀의 전기적 신호를 제어하는 박막트랜지스터 또한 유연하고 저비용 공정이 가능하며 플렉시블 기판과의 적합성이 우수해야 하는데 이런 점을 고려해 본다면, 유기 반도체 물질을 활성층으로 사용하는 유기박막트랜지스터가 플렉시블 디스플레이의 구동소자로 적격이다.
또한, 유기박막트랜지스터의 전하 이동은 유기반도체와 절연층의 계면에서 일어나기 때문에 절연층의 특성은 유기박막트랜지스터의 성능에 직접적인 영향을 미치게 된다. 따라서 플렉시블 유기박막트랜지스터를 구현하기 위해서는 계면 접합성을 위한 적절한 표면에너지와 낮은 표면조도, 계면 트랩을 유발하는 극성 작용기 배제, 높은 절연 특성과 높은 유전 상수를 가지는 고분자 절연층의 도입이 필요하다. 또한 소자 집적화를 위하여 잉크젯과 포토리소그라피 등을 이용한 절연층의 패터닝이 요구되고 있다. 본 연구그룹에서는 실리콘 기판 및 플라스틱 기판, 나노 와이어 기판 위에 다양한 고분자 절연층을 도입하여 유기박막트랜지스터를 제작하고 이에 대한 특성 평가 및 절연층 내의 계면 트랩에 대한 연구를 진행하고 있다.
구성원
- 안태규 교수
- 최보성 (학부연구원)
연구실 출신 졸업생
- 박세진 (석사졸업, (주)에이엠트리)
- 채존영 (학사졸업, 코스맥스엔비티, 이천)
- 이호승 (학사졸업, 디엠에스, 용인)
- 장준영 (학사졸업, Willtec, 오사카)
- 이문현 (학사졸업, 성균관대 석사 졸업, 엔게인, 판교)
- 오정현 (학사졸업,중앙대 석사 졸업, 에코프로)
- 정세진 (학사졸업, ㈜케이씨필)
- 김재영 (학사졸업, 고려대 석사과정 재학)
- 전인하 (학사졸업, 큐슈공업대학 석사졸업, 도쿄일렉트론)
- 정선영 (학사졸업, 건국대 석사과정 재학)
- 최건오 (학사졸업, 교통대 대학원 재학)