본 기술은 폴리사이오펜을 클로로포름 등 고밀도 염소화 양용매에 녹여 하부에 두고, 그 위에 아세토니트릴 또는 디메틸술폭시드 비용매를 띄워 2상 용액을 만든 뒤 기판을 담갔다 끌어올려 박막을 얻는 비용매 플로팅(FNS) 공정입니다. 상부 비용매가 하부 용액으로 서서히 확산되며 고분자 결정화를 유도합니다.
유기 전계효과 트랜지스터는 유연·착용형 전자기기로 주목받고 있으나, 용액 공정으로 만든 고분자 박막은 결정성이 낮아 전하 수송 성능이 제한되는 문제가 있었습니다. 딥코팅 등 기존 인쇄 공정만으로는 공액 고분자의 결정 성장과 나노구조를 정밀하게 제어하기 어려운 한계가 존재했습니다.
본 기술은 양용매와 비용매의 한센 용해도 파라미터 차이(5.5~7.7)와 3~12시간의 숙성 시간을 조절해 확산 속도와 P3HT 나노피브릴 성장을 제어하며, 비용매의 끓는점으로 박막 두께도 조정할 수 있습니다. 그 결과 결정도와 전계효과 이동도가 향상된 반도체 고분자 박막을 유리·실리콘·플라스틱 기판 위에 형성합니다. 플렉서블 디스플레이 구동 회로와 인쇄형 유기 트랜지스터 제조에 적용될 수 있어 저비용 용액 공정으로도 고성능 소자를 구현할 수 있습니다.
본 발명은 교육부의 상분리가 조절된 MOF/공액고분자 혼성박막 기반의 고성능 기체센서 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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