신에너지·산업기술총합연구기구(NEDO) 사업의 일환으로 도쿄대학(東京) 양자상 일렉트로닉스연구센터
의 소메야 다카오(染谷隆夫) 연구진은 서브 펨토리터 수준의 초미량 액적의 제어가 가능한 잉크젯 인쇄 기
술에 의한 유기 트랜지스터 제조 프로세스를 개발했다. 횡방향 치수(채널길이)를 미세화하고, 잉크젯 헤드
나 전자기능성 잉크를 최적화함으로써 고효율 유기 트랜지스터 제조 프로세스 기술로의 응용이 가능하다.
유기 트랜지스터 소스 드레인을 구성하는 은전극의 선폭은 2 ㎛, 채널길이는 1 ㎛이다. 잉크젯의 토출
액적량은 0.5~0.7 펨토리터, 액적착탄(着彈) 후 직경 1~2 ㎛로, 종래 의 수 피코리터, 20~50 ㎛에 비해
훨씬 미세화가 가능해졌다. 소자 크기가 작아지면 응답 속도가 향상되어 전력을 절약할 수 있다. 또, 유연
한 유기 트랜지스터 게이트 절연막을 3 나노미터까지 박막화함으로써 구동 전압을 3V까지 저감했다. 잉크
젯 인쇄는 마스크를 필요로 하지 않는 온 디맨드(on-demand)성이 장점이었으나 미세화가 곤란한 점이
문제였다. 본 기술에 의해 미세화, 저전압화, 저소비 전력화가 실현될 수 있다.
연구진은 이 서브 펨토리터·잉크젯 인쇄 기술을 이용하여 본격적인 유기 트랜지스터를 제작하고, 실용
화 수준의 대면적 시트 소자를 개발할 예정이다. 의료용·산업용의 전자 인공피부, 방범용·개호용의 압
력감지 매트 등 다양한 분야에서의 응용이 기대된다.

■ 기술의 강점
이번에 개발한 기술은 종래 기술에 비해 다음과 같이 개선되었다.
1. 에너지 절약
종래의 잉크젯 인쇄 기술의 1/10이하(3V이하)의 전압으로 구동할 수 있다.
2. 서브 펨토리터의 잉크젯 기술을 이용해서 미세화가 가능종래 기술에서는 피코 리터 수준
이 한계였으나 본 기술에서는 서브펨토리터까지 미세화가 가능하다.
3. 플렉시블 유기 트랜지스터에 의한 시트 소자 실현 가능 신축성이 높은 소재에 의한
전자인공피부나 압력감지 센서 등의 제작이 가능해진다. 종래의 단결정 실리콘에서는 비용측면에서 실현이
어려웠던 제품들의 실용화·응용이가능하다.
연구진은 자유곡면에 붙이는 작업을 통해 대면적 시트 소자의 탁월한 응용을 선보일 예정이다. 전자 인공
피부와 같이 기존 소자에서는 실현되지 않던 분야에서 유기 트랜지스터의 돌파구를 열고 새로운 응용분
야를 개발하여 사업화·산업화를 추진할 계획이다.

KISTI Nano Weekly / NEDO
2009.02.24