본 기술은 스핀 코팅으로 형성한 P3HT 폴리사이오펜 박막 위에 한계성 용매인 메틸렌 클로라이드와 양용매인 톨루엔을 2:1로 섞은 2성분 용매를 스핀 캐스팅하여, 박막을 이미 형성된 상태에서 후처리하는 기술입니다. 용해도 조절만으로 분자정렬성과 결정화도를 높인 뒤 금 전극을 증착해 전계효과 트랜지스터를 구성합니다.
용액 공정으로 만든 전도성 고분자 박막은 결정화도가 낮아 사슬 간 전하 수송이 방해받고 전하 이동도가 떨어지는 문제가 있었습니다. 이를 개선하기 위한 열적 어닐링이나 용매 증기 어닐링은 공정 시간이 길고 박막 손상 위험이 큰 한계가 존재했습니다.
본 기술은 박막을 부분적으로만 녹이는 혼합 용매에 직접 노출시켜 고분자 사슬이 재배열되도록 유도하므로, 고온 열처리 없이 단시간에 결정화도와 전하 이동도를 끌어올립니다. 처리 후 박막은 44.5 nm에서 40.4 nm로 얇아지면서도 평균 전계효과 이동도 3.5×10^-3 cm2/Vs를 나타냅니다. 열에 약한 플렉시블 기판 위의 유기 박막 트랜지스터 제조에 적용될 수 있어 저온 공정 라인에서도 소자 성능을 확보할 수 있습니다.
본 발명은 미래창조과학부의 π-전자분자의 자기조립을 이용한 고성능 유기전자소자의 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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