본 기술은 하부 상으로 물을, 상부 상으로 클로로포름에 녹인 폴리(3-헥실)티오펜(P3HT) 용액을 배치하고 그 위에 클로로벤젠 용매 첨가제를 띄운 2상 딥코팅용 조성물과, 이 용액에 기판을 침지했다가 회수해 반도체 고분자 박막을 형성하는 방법입니다.
딥코팅은 균일한 유기 반도체 필름을 얻기에 유리하지만 저장조를 채우는 데 다량의 고분자 용액이 필요해 대량 생산이 어려운 문제가 있었습니다. 2상 딥코팅은 안정한 2상을 이루는 용매 쌍이 필요한데, π-공액 고분자를 녹이는 용매 대부분이 1.1 g/cm3 이상의 고밀도여서 적합한 하부 지지 용매를 찾기 어려웠고, 환경 독성이 있는 할로겐화 용매 사용량을 줄이는 것도 과제로 남아 있었습니다.
본 기술은 재사용 가능한 물을 하부 지지층으로 사용해 고분자 용액 사용량을 크게 줄이고, 비점 50~200℃의 용매와 증발 속도를 늦추는 클로로벤젠 첨가제로 고분자 결정화를 촉진합니다. 그 결과 표면이 균일하면서 분자 정렬성과 결정화도, 전하 이동도가 향상된 박막을 얻을 수 있습니다. 유기 전계효과 트랜지스터, 플렉서블·웨어러블 전자소자, 대면적 유기 센서 제조 공정에 적용될 수 있어 소량의 고분자 용액만으로 고성능 유기 반도체 박막을 양산할 수 있습니다.
본 발명은 교육부의 상분리가 조절된 MOF/공액고분자 혼성박막 기반의 고성능 기체센서 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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