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어러 43 특집 플렉서블과웨어러블 웨어러블유기화학센서기술동향및전망 신을용, 노용영 / 동국대학교 요약차세대모바일기술의새로운형태인웨어러블디바이스는현재많은 ICT분야의기업뿐만아니라스포츠관련기업들까지다양한제품을출시하고있다. 본기고문에서는이러한시점에서웨어러블디바이스용유기전자소자에대한기술동향을정리하고이에대한향후전망에대해서논의하고자한다.

1 어러 43 특집 플렉서블과웨어러블 웨어러블유기화학센서기술동향및전망 신을용, 노용영 / 동국대학교 요약차세대모바일기술의새로운형태인웨어러블디바이스는현재많은 ICT분야의기업뿐만아니라스포츠관련기업들까지다양한제품을출시하고있다. 본기고문에서는이러한시점에서웨어러블디바이스용유기전자소자에대한기술동향을정리하고이에대한향후전망에대해서논의하고자한다. 특히다양한환경을모니터링할수있는웨어러블디바이스형태의화학감지센서에대한소재, 소자및공정기술에대한기술동향에대해서보고하고자한다. I. 서론 1차모바일혁명이라고도명명된스마트폰기술의발전은 2009 년아이폰출시이후폭발적인증가세를보이며크게성장해왔으며이제성숙기에접어들었다. 현시점에서향후스마트폰을대체할수있을것으로예상되는차세대모바일기술로플렉 시블 (flexible) 또는웨어러블 (wearable) 디바이스를꼽을수있다. 이러한새로운형식의디바이스시장은삼성전자, 애플, 구글등과같은 ICT분야의기술선도기업뿐만아니라나이키, 리복, 아디다스같은스포츠관련기업들까지포함하는다양한영역에서혁신적인아이디어를표현하는제품들이출시되고있다 [1]. 웨어러블디바이스는사용자가이동중에자유롭게사용하기위해신체나의복에착용할수있도록작고가볍게개발된차세대 PC 이다. 웨어러블디바이스는스마트폰과같이휴대하는형태의제품으로안경, 시계, 팔찌형태의디바이스를 포터블 (portable) 로패치와같이피부에직접부착할수있는형태의 어태처블 (attachable) 그리고인간의신체에직접이식하거나복용하는형태의 이터블 (eatable) 의세가지로분류된다 [2]. 웨어러블디바이스는단어그대로 착용하는전자기기 를뜻한다. 하지만단순히액세서 2015 년 4 월 43

172 특집 : 플렉서블과웨어러블 리처럼전자기기를몸에착용하는것이아니라사용자신체의가장가까운위치에서사용자와소통할수있는전자기기이다. 웨어러블디바이스의장점은주변환경에대한상세정보나개인의신체변화를실시간으로끊이지않고지속적으로수집할수있다는것이다 [3]. 그리고웨어러블디바이스를잘적용할수있는것은바로사물인터넷 (IoT) 과의융합이잘이루어진다고볼수있다.

2 172 특집 : 플렉서블과웨어러블 리처럼전자기기를몸에착용하는것이아니라사용자신체의가장가까운위치에서사용자와소통할수있는전자기기이다. 웨어러블디바이스의장점은주변환경에대한상세정보나개인의신체변화를실시간으로끊이지않고지속적으로수집할수있다는것이다 [3]. 그리고웨어러블디바이스를잘적용할수있는것은바로사물인터넷 (IoT) 과의융합이잘이루어진다고볼수있다. 올해열린 CES2015 에서는기존의 손목 중심의트렌드가전신으로확대되었다. 스마트반지, 스마트벨트, 스마트양말등손가락부터시작해허리, 발끝까지웨어러블이점령하지않은신체부위가없었다 [4]. 이렇게점차우리의몸전체로전자기기들을착용할시기가먼미래의이야기가아니다. 웨어러블디바이스를이용하면우리는다양한정보를얻을수있다. 그중에서화학센서분야는앞으로미래에살아가면서우리에게많은도움이될분야 이고웨어러블디바이스에적용가능하다. 우리의생활환경에는대단히많은종류의위험한가스가존재하고있다. 최근일반가정, 업소, 공장에서의가스사고, 탄광, 화학플랜트등에서의폭발사고및오염공해등이잇따르고있다. 인간의감각기관으로는위험가스의농도를정량화하거나종류를거의판별할수없다. 이에대응하기위해물질의물리적, 화학적성질을이용한가스센서가개발되어가스의누설감지, 농도의측정기록, 경보등에사용되고있다. 기존의가스센서는화학센서의일종으로가스의흡 탈착에의해발생하는산화물반도체의표면현상을이용하였다. 그리고최근에는유기반도체를이용한센서들도많이연구되고있다 [5]. 유기전자재료및소자에대한연구는 1970 년대공액계전도성고분자 (conjugated conducting polymer) 의발견으로최근급속히발전해왔다. 최 Wearable Devices Glove One Prototype Wearable Phone Bounce Imaging Oakley Airwave Sphero SMART helmet InteraXon s Muse MYO Armband Emotiv s EPOC Brain Signal Recoder Telepothy One Reebook Check Light Apple iring Concept Recon Jet LUMO back Logbar Ring Mindwave < 그림 1> 웨어러블디바이스종류 [LG display] 44 방송과미디어제 20 권 2 호

3 웨어러블유기화학센서기술동향및전망 173 고의성능을가지는유기전자소자개발을위해소자에사용되는다양한유기화합물들의화학적, 광학적, 전기적특성들의최적화에관한연구가광범위하게진행되었다. 유기전자제품에필수적인재료인유기반도체는지난 30년간큰주목을받고있고실리콘과같은기존의무기반도체에상업대안으로나타났다. 무기재료와는달리유기반도체는쉽게특정요구를충족하기위해작용기의혼입또는물리적조건의조작에의해맞출수있는물리적, 화학적특성을갖는다. 유기박막트랜지스터 (organic thin-film transistor, OTFT) 는최근수십년간과학적연구분야에서많은관심의대상이되고있다. 저가및제조의용이성등의잠재력으로인해유기박막트랜지스터는정확한결과를제공할수있는저렴한단일사용또는일회용장치에대한열망이있을수있는센서응용분야에서사용하기에적합하다. 이미유기박막트랜지스터를통한센서에대한연구가최근몇년동안많이증가하고있다. 유기박막트랜지스터는저비용의단순한소자제작공정, 소자의유연성, 저전력구동, 생체상호적합성등과같은많은장점으로인하여플렉시블 (flexible) 디스플레이, 전자태그 (RFID), 화학 바이오센서와같은응용분야에서많은각광을받고있다. 유기박막트랜지스터를이용한화학 바이오센서는감지하고자하는타겟 (target) 물질의화학적정보를미세한농도에서도타겟물질의특정작용그룹과유기반도체간에물리 화학적작용에의해선택성높게전기적신호로변환하여매우정확하게특정화학물질을감지해낼수있다. 센서가검출물질에의해유도된게이트 (gate) 전압의작은변화가채널전류의변화로이어질수있는센서및증폭기의조합이기때문에트랜지스터기반의센서는 일반적으로높은감도를갖는다. 그래서트랜지스터를기초로한센서는소형화가능성, 고감도, 높은처리량을포함하여많은장점을가지고있다. 유기박막트랜지스터기반의센서는빛감지센서, 인공피부, 환경모니터링, 식품안전감지등다양한응용분야를가지고있음을인정받고있다 [6-9]. 기본적인유기박막트랜지스터는크게유기반도체층 (organic semiconducting layer), 절연체층 (gate dielectric layer), 세개의전극 (gate, source, drain) 으로구성되어있다. 게이트전압이인가되면전자또는정공이절연체층에접한유기반도체층에축적이되게되고, 문턱전압 (threshold voltage) 이상의게이트전압이인가되면전자또는정공이유기반도체층을통하여이동하게됨으로써소스와드레인전극사이에전류가흐르게된다. 일반적인유기박막트랜지스터의전류가게이트전압에민감하게반응하는소자라면, 유기박막트랜지스터센서는유기반도체층이타겟화학물질에노출이될때도핑 (doping) 이나트랩핑 (trapping) 메커니즘에의해서채널전류가변하게되는소자라고할수있다. 유기반도체는일반적으로공액-분자 (conjugated-molecular) 구조를가지고있으며무기물의상대적인부분과유사한전자및광학적특성을가지고있다. 고분자반도체와단분자반도체를포함하는유기반도체는많은센싱응용분야에성공적으로사용되고있다. 고분자반도체는일반적으로파이-접합 (π-conjugate) 백본 (backbone) 과사이드체인이함유되어있어이러한물질들의용해성이증가하여용매에쉽게녹는다. 그러므로대부분의고분자를기본으로하는소자는용액공정으로쉽게제작할수있다. 본질적으로전도성고분자는널리고유의전하수송특성덕분에 2015 년 4 월 45

4 174 특집 : 플렉서블과웨어러블 Cu R a n < 그림 2> 유기화학센서로사용되는유기반도체물질 센싱응용분야에서사용되고있다. 최근에펜타센 (pentacene), P3HT(poly(3-hexylthiophene)), PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) : poly(-styrene sulfonic acid)), 구리프탈로시아닌 (CuPc), PTAAs(polytiarylamines) 등의상당수유기반도체들이다양한화학센서에적용되었다 [6,7]. (< 그림 2> 참조 ) 본장에서는웨어러블유기화학센서의최근기술동향과전망에대해소개하려한다. II. 본론 1. 유기화학가스센서전세계적으로화학관련산업체에서안전사고가빈번하게발생하고있으며, 국내또한화학가 스누출및폭발로인한인명피해가지속적으로일어나고있다. 국가적차원에서도국민의안전을위해체계적으로대응하려는제도를마련하고있다. 최근화학및바이오센서연구가활발히진행되고있으며, 특히인체및환경에유해하고위험한화학가스에대한센서연구가많이이루어지고있으며, 실용화되고있는데기존의센서들은제작비용, 전원공급, 이동성같은측면에서여전히많은제약을가지고있다. 이를극복하기위한대안으로저전력구동, 높은전하이동성, 용액공정을통한저비용소자제작및유연하고초소형으로제작이가능하여차세대전자기기들과의융합성의잠재력을지니고있는유기소재를이용한플라스틱트랜지스터센서개발이큰각광을받고있다 (< 그림 3> 참조 ). 그래서먼저유기트랜지스터센서가어떠한원리로이루어지는지먼저살펴보았다 [6]. 46 방송과미디어제 20 권 2 호

웨어러블유기화학센서기술동향및전망 175 < 그림 3> (a) 인쇄공정을이용한화학센서 [US San Diego/Daniel Kane] (b) Flexible sensor[anowerk, Heath group, caltech], (c) Flexible organic RFID 기반의산소 sensor [Tokyo university] Gate Gate

Gate Insulator Drain Gate Gate Substrate Substrate < 그림 4> 전형적인유기박막트랜지스터구조 (a) Top-gate/Top-contact, (b) Top-gate/Bottom-contact, (c) Bottom-gate/Top-contact, (d) Bottom-gate/Bottom-contact 1)

5 웨어러블유기화학센서기술동향및전망 175 < 그림 3> (a) 인쇄공정을이용한화학센서 [US San Diego/Daniel Kane] (b) Flexible sensor[anowerk, Heath group, caltech], (c) Flexible organic RFID 기반의산소 sensor [Tokyo university] Gate Gate Source Gate Insulator Organic Semiconductor Substrate Drain Source Gate Insulator Organic Semiconductor Substrate Drain Source Organic Semiconductor Gate Insulator Drain Source Organic Semiconductor Gate Insulator Drain Gate Gate Substrate Substrate < 그림 4> 전형적인유기박막트랜지스터구조 (a) Top-gate/Top-contact, (b) Top-gate/Bottom-contact, (c) Bottom-gate/Top-contact, (d) Bottom-gate/Bottom-contact 1) 유기박막트랜지스터의원리 < 그림 4> 는전형적인유기박막트랜지스터소자구조를보여준다. 크게상부게이트 (top-gate) 와하부게이트 (bottom-gate) 구조로나눠지고, 유기반도체층이소스 (source) 와드레인 (drain) 전극과의관계에서어느위치에있느냐에따라상부접촉 (top-contact) 과하부접촉 (bottom-contact) 으로나눠진다. 대표적으로 < 그림 4(C)> 에나타난하부게이트상부접촉 (bottom-gate/top-contact) 유 기박막트랜지스터소자구조를살펴보면소스와드레인두전극이유기반도체층위에있고절연체층아래에게이트전극이있다. 게이트전압을인가하면유기반도체층채널에전하들이축적되고, 문턱전압이상의게이트전압이인가되면드레인과소스사이에축적된전하가이동하여전류가흐르게된다. 게이트전압을인가하지않았을경우반도체층은부도체상태를보이게되는데이때를 off 상태라고부르며, 게이트전압이인가되어전하가 2015 년 4 월 47

6 176 특집 : 플렉서블과웨어러블 < 그림 5> 유기박막트랜지스터의파라미터 (a) 전송특성곡선 (Transfer characteristic) (b) 출력특성곡선 (Output characteristic) 채널사이를이동하게되는상태를 on 상태라고부른다. 직접회로에서의미있는스위치역할을할수있는트랜지스터가되기위해서는 on/off ratio 가최소한 10 6 이넘어야한다. 즉 off 상태일때누설전류가없어야좋은스위치역할을하는트랜지스터라고볼수있다. 또다른매우중요한요소는인가된게이트전압에대한드레인전류의크기를결정하는전하의이동도 (carrier mobility) 이다. 전하이동도는전하가얼마나그레인경계 (grain boundary) 에서트랩 (trap) 되지않고신속하게채널을통해이동하느냐에달려있고, 이를위해유기반도체의분자구조와분자간의 π-π 중첩도를높이는것이아주중요하다. < 그림 5(b)> 출력 (output) 그래프를살펴보면낮은드레인전압에서는직선비례모양의그래프형태 (linear region) 를보이고, 높은드레인전압에서는더이상전류가증가하지않는모양의그래프형태 (saturated region) 를보이게된다. L = 채널길이, W = 채널폭, C i = 유전상수, V T = 문턱전압, μ = 이동도인데, 직선영역 (linear region) 에서는 < 그림 5(a)> 전송 (transfer) 그래프의기울기를이용하여바로전하의이동도를구할수 있다. 또한 V D > (V G -V T ) 에서전류가증가하지않는모양의그래프형태 (saturated region) 의전하이동도를구할수있다. 2) 유기박막트랜지스터를이용한화학센서의원리타겟물질 (analyte) 이유기반도체층에노출이될때유기박막트랜지스터에는몇몇신호의변화가일어난다. 상당수유해타겟물질은극성물질인경우가많아서, 이러한타겟물질이유기반도체층에노출이되면게이트전압인가에의해형성된국소장 (local field) 과서로영향을주고받게되어채널의전류량의변화를가져오게된다. 또한타겟물질이유기반도체층속의어느위치에침투하여노출되느냐에따라서도이동하는전하들이겪게되는트랩의분포가달라질수있으며나아가유기반도 48 방송과미디어제 20 권 2 호

7 웨어러블유기화학센서기술동향및전망 177 < 그림 6> 유기박막트랜지스터를이용한화학센서의구조 [10] 체층의다수혹은소수캐리어의도핑효과등을야기할수있다. 몇가지가능한메커니즘을살펴보면 < 그림 6> (1) 유기박막트랜지스터의소스와드레인전극사이의채널의길이가길수록 ( 그레인크기보다채널길이가훨씬더길어그레인경계가많을수록 ) 그사이를이동하는전하들이채널의물리 화학적상태에영향을크게받게된다. 특히전하들이채널속을이동할때반도체층의그레인경계에서상당수트랩되는데, 타겟물질이유기반도체층에노출되면이러한전하의트랩확률이더커지게되어소스와드레인사이에이동하는전하들이줄어들게되고전류를감소시키게된다. 이러한현상은주로극성타겟물질에서나타난다. (2) 소스와드레인사이채널길이가짧을수록 ( 특히유기반도체의그레인이큰결정성물질이거나그레인경계가적을수록 ) 그레인경계에서의영향보다는금속전극과유기반도체층사이의전하주입여부가더큰영향을주게된다. (3) 또다른현상은산화 환원능 력이상대적으로큰타겟물질이유기반도체층에노출될때는도펀트 (dopant) 로작용하여전류레벨을낮추거나높일수도있다. 예를들어전자를끌어당기는그룹이달린타겟물질이 p-type 의반도체층에노출되면도펀트로작용하고, n-type 의반도체층에노출되면트랩으로작용하게된다. 타겟물질이반도체층에노출될때전류의증감폭도중요하지만, 전류의변화가뚜렷한것이더중요하다. 다시말하면, 대부분유기박막트랜지스터는타겟물질에노출되면일반적으로전류가감소하는데, 유기반도체층에첨가물 (chemical additive) 을소량섞으면전류를증가시킬수도있다. 이러한경우감지기로서오히려더유용하게사용될수있다. (4) 전하이동을지배하는또다른중요한요소는유기반도체층속의타겟물질노출위치이다. 게이트전압이인가될때전극사이를이동하는대부분의전하들은절연체층과인접한반도체층의안쪽부분이다. 대부분의전하들은인가된게이트전압보다낮은상태에서축적이되고이동 2015 년 4 월 49

8 178 특집 : 플렉서블과웨어러블 하게된다. 즉타겟물질이얼마만큼그레인경계에폭넓게노출되고, 유기반도체층을침투하느냐가트랜지스터의전류를변화시키는정도에영향을주게된다. 위에서언급한바와같이채널속을전하가얼마나잘이동하고, 타겟물질에노출되었을시이동전하가얼마나간섭을받게되는지가센서 (sensor) 로서가장중요한요소라고볼수있다. 뿐만아니라타겟물질에노출되기전의유기박막트랜지스터의성능이절대적으로높은것보다지속적으로균일하고신뢰성있게성능을나타나는것이감지기로써매우중요하다고볼수있다. 유기박막트랜지스터기본성능의신뢰성이확보된다면타겟물질에의한전류가소폭변하더라도게이트전압의조절에의한신호증폭이가능하다는것이단순한저항기센서보다큰장점이라고볼수있다. 또한저항기센서의타겟물질노출에의한단순한전류상태변화를넘어서, 트랜지스터센서의경우에는문턱전압의변화, turn on 전압의변화, 전하이동도등다양한신호변화를통하여보다정밀하게타겟물질을감지할수있다 [6,9,10]. 2. 유기화학센서기술동향및전망유기화학센서에관한연구를몇가지살펴보면트렘블리 (Tremblay) 는 n-type 반도체를이용하여암모니아 (ammonia) 가스가노출될때유기박막트랜지스터의전류가증가함을보고하였다. 또한 Kong 은 p-type 의유기반도체에전자가풍부한테트라싸이아풀버렌 (tetrathiafulvalene, TTF) 유도체를섞어서전자끌어당기기그룹이달린트라이나이트로톨루엔 (trinitrotolunene, TT) 에노출이될때유기박막트랜지스터의전류가증가함을보 고하였다. 펜타센, P3HT 유기반도체는프로판올 (propanol), 아세트산 (acetic acid) 과같은극성용매에뚜렷한반응을보였으며 [6], 펜타센을이용하여알코올종류인펜타놀 (1-pentanol) 과고약한냄새가나는암모니아를검출하는연구결과도보고하였다 [7.11]. P3HT 는제조공정이간단하고이미상용화되어있는물질로서 ph센서의제조에있어서변환활성물질로서널리연구되어왔다. Bartic 은 P3HT 를이용하여 ph sensor 를검출하는연구를보고하였으며, Scarpa 는 P3HT 를이용하여 ion sensor 를제작해 a +, K +, Ca 2+ 를검출하는센서를제작하여보고하였다 [12,13]. Jeong 은 P3HT 기반의 OFET 를이용하여암모니아를 10ppm 미만의농도를검출하는연구를보고하였다 [14]. Li는나노구조로규칙배열된 P3HT(rr-P3HT) 를이용하여아세톤 (acetone), 톨루엔, 부탄올 (butanol), 마취제의일종인클로로포름 (chloroform) 등 10가지의타겟물질을검출하는연구를발표하였다 [15]. CuPc 필름은톨루엔, 아세트산에틸 (ethyl acetate), 메탄올등용매들의극성정도에따라다양한반응을보이는것으로보고되었으며, 극성이큰용매일수록더큰반응을보였다 [6]. Li는 CuPc 를기반으로한 OFET를이용해독가스로알려진황화수소 (hydrogen sulfide(h 2 S)) 를 100 ppm 이하의단위로검출하는연구를보고하였다 [16]. α,ω- 디헥실섹시싸이오펜 (dihexylsexithiophene, DHα6T) 는 1- 부탄올가스검출센서에대해서연구가많이진행되었고, 부탄올이노출되면전류의 on/off 레벨이 20% 정도변하는것으로보고되고있다 [6]. 이밖에도 p-type 유기반도체인 DDFTTF(5,5 -bis-(7-dodecyl-9h-fluoren-2-yl)-2,2 - bithiophene) 를이용하여 Rebert 는유기반도체의표면을개선시켜 TT(2,4,6-trinitrotoluene) 을 50 방송과미디어제 20 권 2 호

웨어러블유기화학센서기술동향및전망 179 40ppm 이하로검출하는센서를연구하여보고하였다 [17]. Wedge는비정질반도체인 PTAAs (polytriarylamines) 를반도체층으로사용하여아세톤, 메탄올, 프로판올 (propanol), 독성가스인 DMMP(dimethyl methylph-osphonate) 를고감도로검출하는연구를보고하였다 [18].

9 웨어러블유기화학센서기술동향및전망 ppm 이하로검출하는센서를연구하여보고하였다 [17]. Wedge는비정질반도체인 PTAAs (polytriarylamines) 를반도체층으로사용하여아세톤, 메탄올, 프로판올 (propanol), 독성가스인 DMMP(dimethyl methylph-osphonate) 를고감도로검출하는연구를보고하였다 [18]. 최근 2015년 3월포항공대의오준학교수가 KAIST와공동연구를통해 P3HT 유기반도체를이용하여새집증후군의주범인톨루엔이나인체에치명적인메탄올등을정확하게검출하는플렉서블한화학센서를개발하였다. 반도체표면에특정물질을선택적으로모을수있는컨테이너분자로구성되도록해센서의감응도와선택도를기존센서보다 10배이상향상시킨결과를보고하였다 [19]. 3. 웨어러블유기화학센서전망화학센서의응용분야가점차다양해지고있으며, 가까운미래에는건물의실내공기질을높이기위한센서, 미래형자동차연비향상을위한센서, 차내공기를쾌적하게유지시키기위한센서, 차량배기가스센서, 대기환경문제해결을위한대기감시센서, 위험물및폭발물감지센서, 인체질병진단센서, 식료품부패도측정센서등과같은친환경, 고감도생활밀착형센서에대한관심도가급증할것으로보인다. 특히미세전자기계시스템 (MEMS) 센서시장이웨어러블등사물인터넷시대를맞이해다시높은성장세를이어갈것으로보인다 년에는 93억개규모로시장이확대될것이라는관측이다. (< 그림 7> 참조 ). MEMS-based Sensor/Actuator Growth Worldwide Market ($B) $14 $12 $10 $8 $6 $4 Sales ($B) CAGRs Sales = 9.8% Units = 23.4% F CAGRs Sales = 11.7% Units = 14.0% $4.4 $4.2 $6.2 $7.1 $7.02 $ B $8.0 Units (B) $9.2 $10.8 $11.3 $ B Worldwide Units (B) $2 2 $0 Source: IC Insights F 15F 16F 17F 18F 0 < 그림 7> MEMS 기반의센서시장 [2014 IC Insights] 2015 년 4 월 51

10 180 특집 : 플렉서블과웨어러블 유기박막트랜지스터를이용한센서는유기물의특성을이용하여 Roll to Roll 프린팅공정, 잉크젯 (inkjet) 공정으로저렴하게공정할수있어경쟁력이뛰어나며, 자동차, 항공, 우주, 로봇, 건축, 의료등산업전반에걸친모든분야에서새로운시장을창출할가능성이상당히크다. 현재시중에판매되고있는센서의비용을생각하면유기화학센서는인쇄공정을통한저가생산이가능하여용도에따라 1회용의용도로제품적용이가능하다. 국내외기업및연구기관의센서개발동향을살펴보면대기중의저농도가스감지및건물내고농도가스감지를위한뛰어난기술력을보유하고있는일본의 Figaro, EU의 City Technology 등의기업들은고전적방식의화학가스센싱방법을유지한채초소형저전력특성향상에주력하고있다. 유기센서소자의개발과더불어 RFID 같은칩이탑재되어수집된데이터를자동으로송수신하고이를제어할수있는유비쿼터스센서플랫폼의개발또한중요하다. 국내의가스센서에대한연구는정부출연연구소, 대학, 기업연구소등많은기관에서유기소재, 카본소재및나노소재를이용하여다양하게진행되고있다. 다양한웨어러블디바이스들이출시되고있어프로스트앤설리번한국지사가발표한 Wearable Electronics Enabled by Sensor 에따 르면 2014 년웨어러블센서시장수익은 1억 8천만달러였으며 2020 년에는 8억달러에달할것으로예측됐다. III. 결론 최근유기전자재료및소자에대한연구가매우활발히이루어져왔다. 하지만현재유기화학센서에대해보고된논문들을보면검출하는가스나화학물질에비해센서에사용되는유기반도체가한정적인것을볼수있다. 그래서다양한가스및화학물질을감지하기위한센서를만들기위해서는유기반도체물질의연구가먼저필요할것으로보인다. 그리고웨어러블디바이스에적용되기위해서는센서부분도휘어져야겠지만, 센서에서나오는정보를표기할디스플레이나전송할 RFID 같은부분, 또센서를작동시키는배터리부분까지모두웨어러블이적용되어야가능할것으로보인다. 가까운미래에는인간의코에해당하는 E-nose 의디바이스적용시장이확대될것으로보인다. 그렇게되면위험물질이나유해가스, 음식물안전감지, 자동차배기가스등을감지하는시스템으로우리에게더욱가까이적용될것이다. 52 방송과미디어제 20 권 2 호

웨어러블유기화학센서기술동향및전망 181 참고문헌 참고문헌 [1] 강석희, 플렉시블 / 웨어러블일렉트로닉스최신연구동향, 대한용접 접합학회 2014 [2] 전황수, 차세대 PC 웨어러블디바이스시장및개발동향, 정보통신산업진흥원 2014 [3] 김대건, 웨어러블디바이스동향과시사점, 정보통신정책연구원 2013 [4] 토픽브리핑 CES2015의 IoT, 웨어러블,

3, 234, 2014 [9] P. Lin et al. Adv. Mater. 24, 34, 2012 [10] T. Someya et al. Adv. Mater. 22, 3799, 2010 [11] H. -W. Zan et al. IEEE. Sens. Jour. 12, 3, 2012 [12] C. Bartic et al. Sens. Actuators. B. 83, 115, 2002 [13] G.

11 웨어러블유기화학센서기술동향및전망 181 참고문헌 참고문헌 [1] 강석희, 플렉시블 / 웨어러블일렉트로닉스최신연구동향, 대한용접 접합학회 2014 [2] 전황수, 차세대 PC 웨어러블디바이스시장및개발동향, 정보통신산업진흥원 2014 [3] 김대건, 웨어러블디바이스동향과시사점, 정보통신정책연구원 2013 [4] 토픽브리핑 CES2015의 IoT, 웨어러블, 스마트카트렌드 ITWorld 2015 [5] 유광수, 가스센서의종류와개발동향, 전기전자재료, 제 17권 1호 2004 [6] 공호열, 유기박막트랜지스터 ; 화학가스센서, 화학세계 2013 [7] C, Liao et al. Poly. Rev. 53, 3, 2013 [8] D. Elkington et al. Electronics. 3, 234, 2014 [9] P. Lin et al. Adv. Mater. 24, 34, 2012 [10] T. Someya et al. Adv. Mater. 22, 3799, 2010 [11] H. -W. Zan et al. IEEE. Sens. Jour. 12, 3, 2012 [12] C. Bartic et al. Sens. Actuators. B. 83, 115, 2002 [13] G. Scarpa et al. Sensor. 10, 2262, 2010 [14] J. W. Jeong et al. Sens. Actuators. B. 146, 40, 2010 [15] B. Li et al. ano. Lett. 8, 11, 2008 [16] X. Li et al. Sens. Actuators. B. 176, 1191, 2013 [17] M. E. Roberts et al. Chem. Mater. 20, 7332, 2008 [18] D. C. Wedge et al. Sens. Actuators. B. 143, 365, 2009 [19] M. Y. Lee et al. Adv. Mater. 27, 1540, 2015 필자소개 신을용 년 : 한밭대학교전자공학과전자공학전공학사 년 : 한밭대학교전자 제어공학과전자공학전공석사 년 ~ 현재 : 동국대학교융합에너지신소재공학과박사과정 - 주관심분야 : 유기전자, Organic thin-film transistor, OTFT-based gas sensor 노용영 년 : 광주과학기술원신소재공학과박사 년 ~ 2007 년 : University of Cambridge, 캐빈디쉬연구소박사후연구원 년 ~ 2009 년 : 한국전자통신연구원선임연구원 년 ~ 2012 년 : 한밭대학교화학공학과조교수 년 ~ 현재 : 동국대학교융합에너지신소재공학과부교수 - 주관심분야 : 유기전자및인쇄전자용소재및소자 2015 년 4 월 53

유기 발광 다이오드의 전하주입 효율 향상을 통한 발광효율 향상 연구

유기 발광 다이오드의 전하주입 효율 향상을 통한 발광효율 향상 연구 - i - - ii - - iii - - iv - - v - - vi - 그림차례 - vii - - viii - - 1 - 5). - 2 - - 3 - 유기발광다이오드 ( 고분자또는저분자 ) 무기발광다이오드 (p-n junction LED) - + cathode ETL EML HTL HIL anode 발광 두께 : 100 ~ 200 nm 양극 ( 투명전극,