KR100696195B1 - 저온 경화형 고분자 게이트 절연막 및 이를 적용한 유기박막 트랜지스터 - Google Patents
저온 경화형 고분자 게이트 절연막 및 이를 적용한 유기박막 트랜지스터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 저온 경화형 고분자 게이트 절연막 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 게이트 절연막은 아크릴레이트계 화합물, 안하이드라이드계 화합물 및 에폭시계 화합물로부터 저온에서 형성될 수 있으며, 저온 형성이 가능하기 때문에 선공정막에 미치는 영향이 최소화될 수 있고, 이렇게 형성된 게이트 절연막은 내화학성, 고내열성 및 우수한 표면 특성을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 게이트 절연막을 유기 활성막, 게이트 전극 및 소스-드레인 전극을 구비하는 유기 박막 트랜지스터에서 게이트 전극 상부에 형성시킴으로써 우수한 전기적 특성을 갖게 한다.
게이트 절연막, 저온 경화, 유기 박막 트랜지스터
Description
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의해서 제조되는 유기 박막 트랜지스터의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 구현예에 따른 저온 경화형 고분자 게이트 절연막의 누설전류밀도-전압 변화 그래프이다.
도 3은 본 발명의 하나의 구현예에 따른 저온 경화형 고분자 게이트 절연막의 용량-전압 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 의한 유기박막 트랜지스터를 사용하여 측정된 전류전달특성 곡선이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 플라스틱 기판 2: 게이트 전극
3: 고분자 게이트 절연막 4: 유기 활성막
5: 소스-드레인 전극
본 발명은 저온 경화형 고분자 게이트 절연막 및 이를 적용한 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다. 보다 상세하게는 저온 경화형 고분자 물질을 이용하여 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 내화학성, 고내열성 및 우수한 표면특성을 가진 게이트 절연막 및 이를 적용한 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다.
통상적으로 유기 반도체는 반도체 특성을 나타내는 공액성 유기 고분자인 폴리아세틸렌이 개발된 후, 기존의 무기 반도체인 비정질 실리콘 (amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘 (poly silicon)에서는 얻을 수 없었던 합성 방법의 다양성, 섬유나 필름 형태로의 성형의 용이성, 유연성, 전도성, 저렴한 생산비와 같은 유기물의 장점으로 인해서 새로운 전기 전자 소재로서 기능성 전자소자 및 광 소자 등 광범위한 분야에서 활발한 연구가 이루어지고 있다.
이러한 전도성 고분자를 이용한 소자 중에서 유기물을 활성층으로 사용하는 유기 박막 트랜지스터(organic thin-film transistor)에 관한 연구는 1980년대 이후부터 시작되었으며, 최근에는 전세계적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 상기의 유기 박막 트랜지스터는 Si-TFT와 구조적으로 거의 유사한 형태로서 반도체 영역에 Si 대신에 유기물을 사용한다는 차이가 있다. 유기 박막 트랜지스터는 기존의 Si 박막을 형성하기 위한 플라즈마를 이용한 화학 증착 (chemical vapor deposition) 을 대신하여 상압의 습식 공정(프린팅 코팅, 스핀 코팅, 바 코팅 등)으로 박막 형성이 가능하며 더 나아가서는 플라스틱 기판을 이용한 연속공정(Roll to Roll)이 가능하여 저가의 트랜지스터를 구현할 수 있다는 장점이 있다.
현재 유기 박막 트랜지스터는 플라스틱 기반의 능동형 유기전기발광소자의 구동소자, 스마트 카드, 인벤토리 태그(inventory tag)용 플라스틱 칩에 그 활용이 예상되고 있다. 유기 박막 트랜지스터의 효율은 유기활성막의 결정화도, 유기절연막과 유기활성막 계면의 전하특성, 유기절연막의 박막 특성, 소스/드레인 전극과 유기활성막 계면의 캐리어 주입 능력 등에 영향을 받는다. 이러한 특성을 개선하기 위해서 다양한 방법이 시도되고 있다.
유기 박막 트랜지스터의 게이트 절연막으로 사용되기 위해서는 전기전도율 (electrical conductivity)이 낮고 내전율 (breakdown field) 특성이 높은 소재가 요구된다. 현재 유기박막 트랜지스터의 게이트 절연막으로서 실리콘 산화막을 사용하고 있으나 문턱전압을 낮추기 위해 BaxSr1 -x TiO3 BST(barium strontium titanate), Ta2O5, Y2O3, TiO2와 같은 강유전성의 절연체 계열과 PbZrxTi1-xO3 (PZT), Bi4Ti3O12, BaMgF4, SrBi2(Ta1 - xNbx)2O9, Ba(Zr1 - xTix)O3 (BZT), BaTiO3, SrTiO3, Bi4Ti3O12등과 같은 유전율이 비교적 큰 무기물 유전체 등이 사용되고 있다 (미국 특허 제5946551호, 대한민국 특허 공개 제2002-0084427호, 대한민국 특허 공개 제2002-0034873호).
무기 절연막의 경우 막 형성 온도가 고온이어서 유기박막 트랜지스터에 적용 될 경우 사용된 기판 (특히 플라스틱 기판) 및 앞선 공정에서 기판 상에 형성된 다른 막질(이하 선(先) 공정막)의 물리적/화학적 성질에 영향을 미쳐 트랜지스터의 특성에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 저온 공정이 가능해서 선 공정막에 영향을 최소화 할 수 있는 새로운 유기 게이트 절연막에 관한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 유기 절연막으로는 폴리이미드(대한민국 특허공개 제2003-0016981호), 폴리비닐알코올(대한민국 특허공개 제2002-0084427호), 폴리(비닐페놀-말레이이미드)(대한민국 특허공개 제2004-0028010호), 포토아크릴 등이 사용되고 있으나, 기존의 무기 절연막을 대체할 정도의 소자 특성을 나타내지는 못하였다. 따라서 고효율의 유기박막 트랜지스터를 구현하기 위해서는 유기 활성막 소재 개발뿐 아니라 기판 및 선 공정막에 영향을 미치지 않으면서 단순화된 공정으로 박막 형성이 가능한 소자특성이 우수한 고분자 게이트 절연막의 개발이 절실하다.
이에 본 발명자들은 게이트 절연막을 아크릴레이트계 화합물, 안하이드라이드계 화합물 및 에폭시계 화합물을 사용하여 형성하는 경우, 저온에서 경화시킬 수 있으며, 또한 형성된 게이트 절연막은 우수한 내화학성, 내열성 및 표면특성을 가짐을 발견하였고, 또한 이렇게 형성시킨 게이트 절연막을 유기 박막 트랜지스터에 적용하는 경우 전기적 특성이 개선됨을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 첫 번째 목적은 저온 경화형 고분자 게이트 절연막을 제공하는 것 이다.
본 발명의 두 번째 목적은 저온 경화형 고분자 게이트 절연막을 적용한 유기 박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.
상기 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 식 (Ⅰ)의 아크릴레이트계 화합물, 하기 식 (Ⅱ)의 안하이드라이드계 화합물 및 하기 식(Ⅲ)의 에폭시계 화합물을 각각 0.1중량% 이상 포함시켜 형성된 저온 경화형 고분자 게이트 절연막을 제공한다:
여기서, X는 
, , 또는 
이다.
여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소이며, R1 및 R2는 함께 비치환 또는 카르복실기가 치환된 탄소수 4 내지 6개의 방향족 고리를 형성할 수 있다.
여기서, Y는 
, 
, 또는 
이고, Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 C1 내지 C30의 방향족 또는 지방족 구조로 말단에 에폭시기가 0 내지 3개 존재한다.
상기 두 번째 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 유기 활성막; 게이트 전극; 및 소스-드레인 전극을 포함하는 유기 박막 트랜지스터에 있어서,
상기 게이트 전극 상에 상기 식 (Ⅰ)의 아크릴레이트계 화합물, 상기 식 (Ⅱ)의 안하이드라이드계 화합물 및 상기 식(Ⅲ)의 에폭시계 화합물을 각각 0.1중량% 이상 포함하여 형성된 저온 경화형 고분자 게이트 절연막을 포함하는 것인 유기 박막 트랜지스터를 제공한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 저온 경화형 고분자 게이트 절연막은 하기 식 (Ⅰ)의 아크릴레이트계 화합물, 하기 식 (Ⅱ)의 안하이드라이드계 화합물 및 하기 식(Ⅲ)의 에폭시계 화합물을 각각 0.1중량% 이상 포함한다:
화학식 1
여기서, X는 
, 
, 또는 
이다.
화학식 2
여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소이며, R1 및 R2는 함께 비치환 또는 카르복실기가 치환된 탄소수 4 내지 6개의 방향족 고리를 형성할 수 있다.
화학식 3
여기서, Y는 
, 
, 또는 
이고, Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 C1 내지 C30의 방향족 또는 지방족 구조로 말단에 에폭시기가 0 내지 3개 존재한다.
본 발명에 따른 바람직한 아크릴레이트계 화합물로는 다음과 같은 구조(4) 내지 (6)으로 나타낼 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있다:
본 발명에 따른 바람직한 안하이드라이드계 화합물로는 다음과 같은 구조 (7) 내지 (9)로 나타낼 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있다:
또한, 본 발명에 따른 바람직한 에폭시계 화합물로는 다음과 같은 구조 (10) 내지 (14)으로 나타낼 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있다:
본 발명에 따른 게이트 절연막의 반응 모노머인 아크릴레이트계 화합물, 안하이드라이드계 화합물 및 에폭시계 화합물은 각각 0.1중량% 내지 99중량%의 범위내에서 사용되는 것이 바람직하다.
상기 식 (Ⅰ)의 아크릴레이트계 화합물은 절연체의 메인 구조를 형성하는 화 합물로서 절연막의 전기적, 화학적, 물리적 성질을 결정하는 반응성 화합물이다. 상기 식(Ⅱ)의 안하이드라이드계 화합물은 절연체 형성시에 요구되는 경화 온도(150℃ 이하)를 낮추며 경화 속도를 증가시켜 게이트 절연막의 저온에서의 빠른 경화를 가능하게 한다. 또한, 상기 식(Ⅲ)의 에폭시계 화합물은 절연체 형성에 주된 반응물인 아크릴레이트 화합물과 가교 반응을 일으켜 얻어지는 절연체 고분자의 화학적, 전기적 특성을 향상시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 게이트 절연막은 유기 용매 중에 상기 식 (Ⅰ)의 아크릴레이트계 화합물, 상기 식 (Ⅱ)의 안하이드라이드계 화합물 및 상기 식(Ⅲ)의 에폭시계 화합물을 포함한 게이트 절연막용 조성물을 용해시키는 단계; 상기 용액을 상기 게이트 절연막이 형성되는 기판 상에 도포하는 단계; 및 게이트 절연막을 형성하기 위해 저온에서 열경화시키는 단계로부터 제조된다.
상기 용해 단계에서, 상기 반응성 모노머인 상기 식 (Ⅰ)의 아크릴레이트계 화합물, 상기 식 (Ⅱ)의 안하이드라이드계 화합물 및 상기 식(Ⅲ)의 에폭시계 화합물은 각각 0.1 중량% 이상 포함하거나, 바람직하게는 0.1중량% 내지 99중량%의 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 예시한 반응성 모노머 이외에 최종적으로 얻어지는 게이트 절연막의 물리적, 화학적, 전기적 특성을 고려하여 다른 반응성 모노머를 별도로 첨가할 수도 있으며, 이 경우 상기 식 (Ⅰ), (Ⅱ), (Ⅲ)의 반응성 모노머의 사용이 일부 제한될 수도 있다.
유기 용매로는 코팅 특성이 우수한 용매, 구체적으로 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트, 디(에틸렌 글리콜) 메틸 에틸 에테르(Di(ethylene glycol)methyl ethyl ether), 시클로헥사논 (cyclohexanone), NMP (N-메틸-2-피롤리돈), 또는 툴루엔 (toluene)등이 사용될 수 있으며, 아크릴레이트계 화합물, 안하이드라이드계 화합물 및 에폭시계 화합물이 동시에 유기 용매 중에 용해될 수 있으며, 또는 각각의 화합물을 적합한 유기 용매 중에 용해시킨 후 혼합될 수도 있다.
상기 유기 용매 중에 화합물의 농도는 도포의 용이성, 용매의 제거성 및 최종 두께 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
상기 도포 단계에서, 도포 방법은 이 분야의 일반적인 방법, 예를 들면, 스핀코팅, 딥핑, 또는 프린팅 방법과 같은 습식 방법을 통해 도포될 수 있다.
상기 열경화 단계에서, 경화는 150℃ 이하의 온도에서 경화되어야 한다. 경화시간은 도포된 두께, 또는 유기 용매의 종류에 따라 다양해질 수 있다.
본 발명에 따른 유기 박막 트랜지스터는 유기 활성막, 게이트 전극, 및 소스-드레인 전극을 포함하며, 상기 게이트 전극 상에 상기 식 (Ⅰ)의 아크릴레이트계 화합물, 상기 식 (Ⅱ)의 안하이드라이드계 화합물 및 상기 식(Ⅲ)의 에폭시계 화합물은 각각 0.1 중량% 이상 포함하여 저온 경화하여 형성시킨 고분자 게이트 절연막을 포함한다.
상기 유기 박막 트랜지스터는 기판/게이트 전극/게이트 절연막/유기 활성층/소스-드레인 전극, 또는 기판/게이트 전극/게이트 절연막/소스-드레인 전극/유기 활성층 등의 통상적으로 보고된 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않고 다른 구조로 적용하는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 유기 박막 트랜지스터의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 1을 참조하면, 유기박막 트랜지스터는 기판(1), 게이트 전극(2), 게이트 절연막(3), 유기 활성막(4) 및 소스-드레인 전극(5)로 차례로 적층되어 있다.
상기 도면에서 각각의 부분들은 인식이 용이하도록 표시하였으며, 실제의 막 두께와는 차이가 있다.
상기에서 기판(1)으로는 이 분야에서 일반적으로 사용되고 있는 것들이 사용되며, 예를 들면, 유리, 실리콘 웨이퍼, 플라스틱 등이 사용될 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 게이트 전극(2)은 상기 기판(1)위에 이 분야에서 통상적으로 사용되는 방법, 예를 들면 E-빔 법 등을 통해 새도우 마스크를 이용하여 형성되며, 상기 게이트 전극(2)으로는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 금속이 사용될 수 있으며, 구체적인 예로는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐틴 산화물(indium-tin-oxide, ITO), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 티탄나이트라이드(TiN), 크롬(Cr)이 포함될 수 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다.
상기 게이트 절연막(3)은 상기 게이트 전극(2) 위에 형성되며, 게이트 절연막(3)으로는 상기 식 (Ⅰ)의 아크릴레이트계 화합물, 상기 식(Ⅱ)의 안하이드라이드계 화합물 및 상기 식 (Ⅲ)의 에폭시계 화합물을 각각 0.1중량% 이상 포함한 조성물이 사용된다.
상기 게이트 절연막(3)은 게이트 전극 위에 습식공정을 통해 형성되며, 구체 적으로 게이트 절연막 조성물을 스핀코팅, 딥핑 또는 프린팅을 통하여 도포하고, 이어서 150℃의 저온에서 열경화하여 절연막을 형성한다.
상기 유기 활성막(4)은 상기 게이트 절연막(3) 위에 형성되며, 유기 활성막(4)을 구성하는 물질로는 펜타센 (pentacene), DH6T (디헥실-헥시티오펜), P3HT (폴리(3-헥시티오펜) 레지오레귤러), F8T2 (폴리-9,9-디옥틸플루오렌-코-비티오펜), DHADT (디헥실안트라-디티오펜)등의 통상적인 물질 또는 이들의 유도체가 사용될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 유기 활성막(4)은 이 분야에서 일반적으로 알려진 조건하에서 상기 물질들을 증착하는 것과 같은 방법을 통해 형성될 수 있다.
또한, 상기 소스-드레인 전극(5)은 금(Au), 인듐-틴-옥사이드(ITO), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 등의 통상적인 금속이 사용될 수 있으나 이에 한정된 것은 아니다.
상기 소스-드레인 전극(5)은 유기 활성막(4) 위에 이 분야에서 일반적으로 알려진 방법을 통해 형성되며, 바람직하게는 새도우 마스크를 이용한 E-빔 법을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 기판(1), 게이트 전극(2), 게이트 절연막(3), 유기 활성막(4) 및 소스-드레인 전극(5)의 각각의 두께는 이 분야에서 사용되는 일반적인 두께로 형성될 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실 시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예
1
게이트 절연막 조성물의 제조
하기 화학식 4, 화학식 5, 화학식 6 및 화학식 7의 화합물을 조성물 전체 중량(용매 제외)에 기초하여 각각 30중량%, 40중량%, 10중량% 및 10중량%을 PGMEA(프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트)에 25중량%의 농도로 용해한 후, 화학식 10의 화합물 10중량%을 디(에틸렌 글리콜) 메틸 에틸 에테르에 4.8중량%의 농도로 각각 용해하였다. 완전히 용해된 용액을 7.7:2.3의 비율로 혼합하여 게이트 절연막 조성물을 제조하였다.
화학식 4
화학식 5
화학식 6
화학식 7
화학식 10
유기 박막 트랜지스터의 제조
먼저 플라스틱 기판 (폴리(에테르 설폰))에 E-빔(beam) 법으로 Ti(50Å)/Au(500Å)의 게이트 전극을 새도우 마스크를 이용해 형성하였다.
이어서 상기에서 제조한 게이트 절연막 조성물을 게이트 전극 위에 스핀코팅 3000 rpm에서 6750 Å 두께로 코팅한 후 150 ℃에서 60분 동안 베이킹 하여 고분자 게이트 절연막을 형성하였다.
다음으로 펜타센을 저 진공도(< 1.0ⅹ10-6 torr), 기판 온도 70 ℃, 증착비 1Å/sec의 조건으로 1000 Å두께로 증착시켜 펜타센 활성막을 형성하였다. 펜타센 활성막 위에 소스-드레인 전극으로 채널폭 2 mm, 채널길이 100 ㎛의 금(Au)을 새도우 마스크를 이용해 E-빔 법으로 500 Å 형성하였다.
시험예
누설 전류 밀도 특성 측정
아크릴레이트계 화합물, 안하이드라이드계 화합물 및 에폭시계 화합물을 포함하는 조성물로 제작된 게이트 절연막의 전기적 특성을 알아보기 위하여, 누설 전류 밀도-전압(J-V)을 측정하여 그 결과를 도 2에 나타내었다. 측정대상 샘플로는 실시에 1에서 제작된 게이트 절연막 조성물로부터 유리 기판위에 3000 rpm에서 6750 Å 두께로 스핀코팅한 후 150 ℃에서 60분 동안 베이킹하여 제조된 게이트 절연막을 사용하였다.
유전 특성 평가
한편, 게이트 절연막의 유전 특성을 알아보기 위한 두 번째 평가로써 상기 누설 전류 밀도 특성 평가에서 사용된 것과 동일한 게이트 절연막에 대한 용량-주파수(capacitance-frequency (C-F)) 곡선을 조사하여 그 결과를 도 3에 나타내고, 이때 얻어진 결과로부터 하기 수학식에 의해 계산된 절연막의 유전율과 유전손실 값을 표 1에 나타내었다.
| 첨가물 | 중량% (전체 중량 대비) | 두께(Å) | 유전율 (at 1MHz) | 유전손실 (at 1 MHz) | |
| 게이트 절연막 | 화학식 (4) | 30 | 6750 | 3.6 | 0.02 |
| 화학식 (5) | 40 | ||||
| 화학식 (6) | 10 | ||||
| 화학식 (7) | 10 | ||||
| 화학식 (10) | 10 |
여기서, d는 두께, A는 면적, εo는 공기 또는 진공 유전 상수
도 2 내지 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 게이트 절연막은 일반적인 절연막 소재에서 관찰되는 전형적인 특성곡선을 보여주고 있다. 즉, 소인 전압의 크기에 따라 용량 값이 크게 변화하거나 전압의 소인방향에 따라 용량의 이력 곡선이 변화하는 등의 현상은 관찰되지 않았다.
내화학성, 내열성 및 표면특성 평가
내화학성 평가를 위하여 상기 누설 전류 밀도 특성 평가에 사용된 것과 동일한 게이트 절연막을 반도체 공정에서 주로 사용되어지는 유기 용매, 즉, 아세톤, 이소프로필알콜, 물, 인산 용액, 불산 용액, 또는 KOH 용액 중에 각각 10분간 함침 및 건조 한 후에 필름의 물리적/화학적 손상 유무를 눈으로 확인하였다. 그 결과, 박막 표면상에 어떠한 균열도 발생하지 않았으며, 또한 박막을 유기 용매 중에 함침시켰을 때 어떠한 반응이 일어나는 흔적을 관찰할 수 없었다.
또한 상기 박막에 대한 내열성을 평가하기 위해 상기 박막을 200℃에서 장시간(4 시간) 방치해도 표면 물성(표면 평탄도, 접촉각)의 변화가 없음을 확인할 수 있었으며, 또한, 상기 박막의 표면 특성을 AFM으로 평가한 결과 rms가 3 Å 정도로 대단히 우수한 평탄도를 보여주었다.
한편, 많은 고분자 화합물이 절연체로 적용이 검토되고 있다. 특히 폴리이미드, 폴리(메틸메스 아크릴레이트) (유전율, 2.6), 폴리(p-크실렌) (유전율, 2.5), 폴리비닐 알코올 (유전율, 4.3), 폴리비닐 페놀 (유전율, 6.2) 등이 많이 이용되고 있다. 그러나 이들 고분자는 비교적 저가의 고분자로 대면적 적용이 용이하다는 장점은 가지고 있으나 공정에서 사용되는 유기 용매에 대해 충분한 내화학성을 가지고 있지 못하므로 공정 적용에 많은 제약이 따른다. 그러나 본 발명에 따른 고분자는 상기와 같은 시험 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이 저온에서 경화반응을 진행해 고분자를 가교 반응시켜 충분한 내화학성을 가지고 있을 뿐 아니라 비교적 높은 유전율과 낮은 누설 전류를 보여주고 있음을 확인할 수 있다. 따라서 유기박막 트랜지스터 적용이 용이하다.
전류 전달 특성 측정
실시예 1로부터 제조된 유기 박막 트랜지스터의 전류 전달 특성을 HP의 반도체 파라미터 분석기(semiconductor parameter analyzer) 4145A로 측정하고 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성이 개선되었음을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 게이트 절연막은 저온 형성이 가능하며, 이에 따라 선 공정막에 미치는 영향을 최소화할 수 있으며, 이는 또한 선 공정막의 선택성을 높일 수 있고, 결과적으로 유기 박막 트랜지스터의 구조를 다양화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 게이트 절연막은 내화학성, 고내열성 및 표면 특성이 우수하다. 또한, 본 발명에 따른 게이트 절연막은 습식공정을 이용하여 형성될 수 있기 때문에 대면적의 기판 상에 유기 박막 트랜지스터를 제조한다.
Claims (9)
- 하기 식 (Ⅰ)의 아크릴레이트계 화합물 0.1 내지 99중량%,하기 식 (Ⅱ)의 안하이드라이드계 화합물 0.1 내지 99중량% 및나머지 하기 식(Ⅲ)의 에폭시계 화합물을 포함하여 형성된 저온 경화형 고분자 게이트 절연막:화학식 1(Ⅰ)
여기서, X는,
, 또는
이고,
화학식 2(Ⅱ)
여기서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소이며, R1 및 R2는 함께 비치환 또는 카르복실기가 치환된 탄소수 4 내지 6개의 방향족 고리를 형성할 수 있고,화학식 3(Ⅲ)
여기서, Y는,
, 또는
이고, Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 C1 내지 C30의 방향족 또는 지방족 구조로 말단에 에폭시기가 0 내지 3개 존재한다.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 화학식 (Ⅰ)의 아크릴계 화합물로는 다음과 같은 화합물중 일종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 저온 경화형 고분자 게이트 절연막:화학식 4
화학식 5
화학식 6
- 제 1항에 있어서,상기 화학식(Ⅱ)의 안하이드라이드계 화합물로는 다음과 같은 화학식 7 내지9로 표시되는 화합물중 일종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 저온 경화형 고분자 게이트 절연막:화학식 7
화학식 8
화학식 9
- 제 1항에 있어서,상기 화학식(Ⅲ)의 에폭시계 화합물로는 다음과 같은 화학식 10 내지 14로 표시되는 화합물중 일종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 저온 경화형 고분자 게이트 절연막:화학식 10
화학식 11
화학식 12
화학식 13
화학식 14
- 제 1항에 있어서,유기 용매 중에 아크릴레이트계 화합물, 안하이드라이드계 화합물 및 에폭시계 화합물을 용해시키는 단계;상기 용액을 상기 게이트 절연막이 형성되는 기판상에 도포하는 단계; 및저온에서 열경화시키는 단계를 포함하여 형성된 저온 경화형 게이트 절연막.
- 제 6항에 있어서, 상기 유기 용매로는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 또는 에틸-3-에톡시프로피네이트를 포함하는 저온 경화형 게이트 절연막.
- 제 6항에 있어서, 상기 열경화는 150℃의 이하의 온도에서 수행되는 저온 경 화형 게이트 절연막.
- 유기 활성막; 게이트 전극; 및 소스-드레인 전극을 포함하는 유기 박막 트랜지스터에 있어서,상기 게이트 전극 상에 제 1항에 따른 저온 경화형 고분자 게이트 절연막을 포함하는 것인 유기 박막 트랜지스터.
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