KR100922444B1 - Composition for the improvement of coating property of organic passivation layer and organic thin film transistor using it - Google Patents

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KR100922444B1 KR1020070057083A KR20070057083A KR100922444B1 KR 100922444 B1 KR100922444 B1 KR 100922444B1 KR 1020070057083 A KR1020070057083 A KR 1020070057083A KR 20070057083 A KR20070057083 A KR 20070057083A KR 100922444 B1 KR100922444 B1 KR 100922444B1
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Abstract

본 발명은 차세대 플렉시블디스플레이 등으로 응용이 가능한 유기박막트랜지스터 (OTFT)의 소자 안정성을 위한 유기보호박막 형성방법에 관한 것이다. 즉 용액공정을 통한 보호막 형성기술에서 사용되는 유기물의 박막특성을 향상시키는 새로운 방법으로서 봉지 특성 및 보호막 박막 이후 공정을 위한 박막 균일도를 향상시키는 효과가 있다. 유기보호막으로 사용되는 유기물을 유기보호막 하부층에 손상을 주지 않는 용매에 녹여 보호막을 형성하게 되는데 이때 유기보호막 용액에 코팅성 향상을 위한 적절한 계면활성제를 도입함으로 인해 코팅성 및 박막 균일도를 향상시킬 수 있다. 이러한 기술은 기존에 보고가 되지 않은 신규기술이다.The present invention relates to a method for forming an organic protective thin film for device stability of an organic thin film transistor (OTFT) that can be applied to the next-generation flexible display. That is, as a new method for improving the thin film characteristics of the organic material used in the protective film forming technology through the solution process, there is an effect of improving the sealing properties and the uniformity of the thin film for the process after the protective film. The organic material used as the organic protective film is dissolved in a solvent which does not damage the lower layer of the organic protective film to form a protective film. In this case, coating properties and thin film uniformity can be improved by introducing an appropriate surfactant for improving the coating property into the organic protective film solution. . These technologies are new technologies that have not been reported previously.

본 발명은 유기막박트랜지스터 (OTFT)의 어레이 (array) 소자응용을 위한 공정에서 필수적으로 적용이 되어야 되는 기술이며 유기보호막 코팅성 향상에 의한 보호막 박막 균일도를 향상시킴으로서 이후 공정에서 표면 평탄도에 기인한 공정 불량을 감소시킬 수 있는 기술이다.The present invention is a technology that must be applied in the process for the application of the array device of the organic thin film transistor (OTFT) and improves the uniformity of the protective film thin film by improving the organic protective film coating property, It is a technology that can reduce process defects.

유기보호막, 층상 규소 화합물, 폴리비닐알코올, 유기박막트랜지스터 Organic protective film, layered silicon compound, polyvinyl alcohol, organic thin film transistor

Description

코팅성이 개선된 유기보호막용 조성물 및 이를 적용한 유기박막트랜지스터{Composition for the improvement of coating property of organic passivation layer and organic thin film transistor using it}Composition for the improvement of coating property of organic passivation layer and organic thin film transistor using it}

도 1은 계면활성제의 함량에 따른 유기보호막의 수접촉각(contact angle) 변화를 나타낸 것이다.1 shows a change in the contact angle of the organic protective film according to the content of the surfactant.

도 2는 본 발명의 코팅성이 개선된 유기보호막이 적용된 하 게이트 (bottom gate) 상 접촉 (top-contact) 유기박막 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도 이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a top-contact organic thin film transistor to which an organic protective film having improved coating property of the present invention is applied.

도 3은 본 발명에서 계면활성제가 포함된 PVA 유기보호막 박막 표면 및 계면활성제가 포함되지 않은 PVA 유기보호막 박막 표면의 원자현미경 (atomic force microscopy, AFM) 표면사진이다.3 is an atomic force microscopy (AFM) surface photograph of the surface of the PVA organic protective film thin film containing a surfactant and the surface of the PVA organic protective film thin film not containing a surfactant in the present invention.

도 4는 본 발명의 계면활성제가 포함된 PVA 유기보호막 및 계면활성제가 포함되지 않은 PVA 유기보호막을 적용한 유기박막트랜지스터의 이동도 성능 변화를 보여주는 그래프이다.4 is a graph showing the mobility performance change of the organic thin film transistor to which the PVA organic protective film including the surfactant of the present invention and the PVA organic protective film without the surfactant are applied.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing

1 - 기판 2 - 게이트 전극1-substrate 2-gate electrode

3 - 절연막 4 - 유기 활성층3-insulating film 4-organic active layer

5 - 소오스 및 드레인 전극 6 - 보호층5-source and drain electrodes 6-protective layer

본 발명은 차세대 플렉시블디스플레이 등에서 구동소자로서 응용이 가능한 유기박막트랜지스터(OTFT)의 소자 안정성을 위한 유기보호박막(이하 ‘보호층’이라함) 형성용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for forming an organic protective thin film (hereinafter referred to as a 'protective layer') for device stability of an organic thin film transistor (OTFT) that can be applied as a driving device in a next-generation flexible display and the like, and a method of manufacturing the same.

기존에 보호박막은 진공장비를 이용한 유기, 무기층을 다층으로 형성하는 방법이 주로 이용되어 왔으나 (J. Vac. Sci. Technol. B, Vol. 20. No. 3. 958, 2002. IBM 연구소 및 Vitex 기업의 Barix System) 최근에는 전유기 소자 실현을 위해서 보호막 자체도 용액공정이 가능한 유기물을 이용 하고 있다. (UV curable Resin, Appl. Phys.Lett 83, 1644, 2003, Polyvinyl Alcohol, Appl.Phys.Lett 88, 073519, 2006, PMMA, self encapsulation, Adv.Mater. 18, 2900, 2006). 하지만 유기보호막을 도입하기 위한 소자 자체가 유기물이기 때문에 유기용제를 이용한 유기보호막 형성은 불가능하다. 따라서 소자의 유기물의 특성 저하 및 박막을 손상시키지 않는 수용성분의 유기물을 유기보호박막으로 많이 이용하고 있다. 대표적인 예로 수용성인 폴리비닐알코올(PVA)과 아크릴레이트(acrylate)수지가 있다. 이러한 유기보호막용 물질들은 하부층의 유기물이 비극성을 띠는 표면 성질임에도 불구하고 하부층의 손상을 방지하기 위해 극성인 수용액상에서 보호막형성공정을 진행하 였다. 이에 코팅성 불균일도에 의한 박막 균일도 저하 및 균일도 저하에 따른 소자 보호 특성 저하의 결과를 보이고 나아가서 보호막 공정 이후 진행되는 후속공정의 불량을 초래하는 문제가 있어 왔다. In the past, a method of forming a multilayer of organic and inorganic layers using vacuum equipment has been mainly used (J. Vac. Sci. Technol. B, Vol. 20. No. 3. 958, 2002. IBM Research Institute and Recently, the protective film itself uses organic materials that can be solution-processed to realize the organic devices. (UV curable Resin, Appl. Phys. Lett 83, 1644, 2003, Polyvinyl Alcohol, Appl. Phys. Lett 88, 073519, 2006, PMMA, self encapsulation, Adv. Mater. 18, 2900, 2006). However, since the device itself for introducing the organic protective film is an organic material, it is impossible to form an organic protective film using an organic solvent. Therefore, organic materials of water-soluble components that do not deteriorate the characteristics of the organic material of the device and damage the thin film are often used as the organic protective thin film. Typical examples include water-soluble polyvinyl alcohol (PVA) and acrylate resins. These organic protective film materials have a protective film forming process in a polar aqueous solution in order to prevent damage to the lower layer, even though the organic material of the lower layer has a non-polar surface property. Accordingly, there has been a problem that a result of deterioration of thin film uniformity due to coating nonuniformity and a deterioration of device protection characteristics due to a decrease in uniformity is caused, and furthermore, a defect of a subsequent process performed after the protective film process.

이에 본 발명에서는 수용액 성분의 유기보호막 용액에 계면활성제를 도입하여 계면 극성 차이에 의한 유기활성층(또는 유기반도체층, 이하 “유기 활성층”으로 기재함)의 상부의 유기보호막 형성에 있어서의 코팅성 저하 및 박막 불균일도를 해결하고자 한다. Therefore, in the present invention, the surfactant is introduced into the organic protective film solution of the aqueous solution component and the coating property is decreased in forming the organic protective film on the organic active layer (or organic semiconductor layer, hereinafter referred to as "organic active layer") due to the difference in the interface polarity. And to solve the film non-uniformity.

즉, 유기보호막 용액에 친수성 및 소수성 특성이 포함된 계면활성제를 도입하여 코팅성 및 박막 균일도를 향상시키고자 한다. That is, it is intended to improve the coating property and thin film uniformity by introducing a surfactant containing hydrophilic and hydrophobic properties into the organic protective film solution.

본 발명은 유기트랜지스터의 유기보호막으로 많이 사용되어지는 수용성 고분자에 계면활성제를 도입한 보호막용 조성물 및 이를 포함한 유기트랜지스터 소자에 관한 것으로, 차세대 플렉시블디스플레이 등에서 구동소자 및 다양한 유기전자소자로서 응용이 가능한 유기박막트랜지스터(OTFT)의 소자 안정성을 위한 유기보호박막 형성과정에 관한 것이다.The present invention relates to a protective film composition incorporating a surfactant in a water-soluble polymer that is frequently used as an organic protective film of an organic transistor, and an organic transistor device including the same, and is applicable to a driving device and various organic electronic devices in the next-generation flexible display, etc. An organic protective thin film formation process for device stability of a thin film transistor (OTFT).

일반적으로 유기반도체를 이용하는 유기박막트랜지스터의 경우 소자특성 방지를 위한 보호막이 필수적이다. 이러한 유기보호막용 물질들은 하부층의 유기물이 비극성을 띠는 성질임에도 불구하고 하부층인 유기활성층이 손상을 입지 않게 하기 위해서는 물 또는 알코올류로부터 선택되는 극성용매, 보다 바람직하게는 물을 사용한 수용액상에서 보호막용액을 형성하고 박막공정을 진행하였다. 이에 코팅성 불균일도에 의한 박막 균일도 저하 및 균일도 저하에 따른 소자 보호 특성 저하의 결과를 보이고 나아가서 보호막 공정 이후 진행되는 후속공정의 불량을 초래하는 문제가 있어 왔다. In general, in the case of an organic thin film transistor using an organic semiconductor, a protective film for preventing device characteristics is essential. Such organic protective film materials have a polar polarity selected from water or alcohols to prevent damage to the organic layer of the lower layer even though the organic material of the lower layer is non-polar. Was formed and the thin film process was performed. Accordingly, there has been a problem that a result of deterioration of thin film uniformity due to coating nonuniformity and a deterioration of device protection characteristics due to a decrease in uniformity is caused, and furthermore, a defect of a subsequent process performed after the protective film process.

본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하고자 유기보호막의 코팅성을 개선하기 위하여 계면활성제를 첨가하여 유기보호막용 조성물을 제조하고, 이 용액을 이용하여 제조된 유기박막트랜지스터에 코팅하여 유기보호막 층을 형성하였다. 유기보호막은 폴리비닐알코올 (PVA) 외에 수용성 고분자로서 유기반도체에 손상을 주지 않는 물질은 모두 다 적용이 가능하며 계면활성제의 경우에는 친수성 및 소수성을 가지는 구조의 물질로서 수용성 계면활성제의 경우 모두 적용이 가능하다.In the present invention, in order to solve the above problems, in order to improve the coating property of the organic protective film, a surfactant was added to prepare an organic protective film composition, and the organic thin film transistor was coated using the solution to form an organic protective film layer. The organic protective film is a water-soluble polymer other than polyvinyl alcohol (PVA), and any material that does not damage the organic semiconductor can be applied. In the case of the surfactant, the material has a hydrophilicity and hydrophobicity. It is possible.

보다 구체적으로, 본 발명은 유기박막 트랜지스터 보호막용 조성물에 있어서, 수용성 고분자와 계면활성제를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터 보호막용 혼합조성물 및 이를 보호층으로 이용한 유기트랜지스터에 관한 것이다. More specifically, the present invention relates to a composition for organic thin film transistor protective film and an organic transistor using the same as a protective layer, characterized in that in the composition for an organic thin film transistor protective film, a water-soluble polymer and a surfactant are mixed.

본 발명의 유기박막 트랜지스터를 제조하는 방법에 대하여 설명하면, 본 발명에 따른 유기보호막 제조과정 및 유기박막 트랜지스터로의 적용은 크게 다음과 같은 세 단계를 거친다.Referring to the method of manufacturing the organic thin film transistor of the present invention, the organic protective film manufacturing process and the application to the organic thin film transistor according to the present invention is largely subjected to the following three steps.

(a) 수용성 고분자를 용해 시켜 수용액상의 보호막 용액 제조(a) Dissolving a water-soluble polymer to prepare a protective film solution in aqueous solution

(b) 보호막 용액에 코팅성 향상을 위해 계면활성제 도입(b) introducing surfactants to the coating solution to improve coating properties

(c) 유기 박막 트랜지스터 (OTFT)에 유기 보호막 적용(c) Application of an organic protective film to an organic thin film transistor (OTFT)

상기 (a) 단계는 유기보호막 용액을 제조하는 단계로서 유기박막 트랜지스터 유기보호막으로 많이 사용되는 파우더 형태의 수용성 고분자인 폴리비닐 알코올 (PVA)을 물에 녹여서 폴리비닐알코올 수용액을 제조한다. 본 발명의 코팅성이 개선된 유기보호막 제조과정에서 사용될 수 있는 유기 보호막은 유기박막트랜지스트의 유기반도체층이 손상을 입지 않게 하기 위해서는 필수 불가결 하게 수용액을 사용해야 하므로 수용성 고분자가 이용될 수 있다. 또한 수용성 단량체를 이용하여 유기보호막을 형성하고 열이나 노광공정을 통한 경화공정을 통해 보호막을 형성하는 방법도 가능하다. 일반적으로 수용성 폴리비닐알코올 (PVA) 및 폴리비닐알코올 공중합 고분자, 수용성 아크릴레이트 수지 등의 수용성 고분자가 유기보호막으로 이용될 수 있다. 일반적으로 보호막이 도입될 유기박막 트랜지스터의 유기반도체 층은 하이드로포빅한 표면특성을 가지고 있으며 이는 수용액과 표면극성이 많은 차이를 보이기 때문에 박막 형성이 잘 안 되는 문제가 있다. The step (a) is to prepare an organic protective film solution to prepare a polyvinyl alcohol aqueous solution by dissolving a polyvinyl alcohol (PVA), which is a water-soluble polymer in powder form commonly used as an organic thin film transistor organic protective film. The organic protective film that can be used in the manufacturing process of the improved organic protective film of the present invention is indispensable to use an aqueous solution in order to avoid damage to the organic semiconductor layer of the organic thin film transistor can be used a water-soluble polymer. In addition, a method of forming an organic protective film using a water-soluble monomer and forming a protective film through a curing process through heat or exposure is possible. In general, water-soluble polymers such as water-soluble polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl alcohol copolymerized polymers, and water-soluble acrylate resins may be used as the organic protective film. In general, the organic semiconductor layer of the organic thin film transistor to be introduced into the protective film has a hydrophobic surface property, which has a problem that the formation of a thin film because the surface polarity shows a lot of difference.

이에 (b) 단계에서 수용액상의 유기보호막층의 코팅성을 향상시키기 위해서 유기보호막 수용액상에 친수성 및 소수성기가 포함되어 있는 계면활성제를 첨가 한다. 예를 들면, 암모늄 플루오로알킬설폰이미드 25중량%와 물 75중량%의 비율로 혼합된 3M사의 Novec4200이 있다. 사용될 수 있는 계면활성제는 이것에 한정되지 않고 수용액상에서 분산이 가능한 모든 계면활성제를 이용할 수 있다. 첨가되는 계면활성제의 양은 유기보호막의 종류 및 계면활성제의 종류에 따라서 상이하나 계면활 성제 도입 전 대비 유기보호막이 유기반도체 상부에서 가지는 접촉각 보다 낮은 접촉각을 가지는 농도로 계면활성제를 도입할 수 있다.In the step (b), in order to improve the coating property of the organic protective film layer on the aqueous solution, a surfactant containing hydrophilic and hydrophobic groups is added to the organic protective film solution. For example, Novec 4200 from 3M mixed at 25% by weight of ammonium fluoroalkylsulfonimide and 75% by weight of water. Surfactant which can be used is not limited to this, Any surfactant which can be disperse | distributed in aqueous solution can be used. The amount of the surfactant added varies depending on the type of the organic protective film and the type of the surfactant, but the surfactant may be introduced at a concentration having a lower contact angle than the contact angle of the organic protective film on the organic semiconductor as compared with the introduction of the surfactant.

(c) 단계에서는 유기 박막 트랜지스터(OTFT) 소자 제작 단계 및 유기보호막 도입단계로 나눌 수 있는데, 유기박막트랜지스터에 계면활성제가 첨가된 유기보호막의 적용단계로서 이러한 유기보호막이 적용될 수 있는 유기 박막 트랜지스터(OTFT) 소자는 상 게이트 (top gate) 혹은 하 게이트 (bottom gate), 상접촉 (top contact) 혹은 하접촉 (bottom contact) 등의 트랜지스터 구조와 상관없이 모두 적용가능하다. 또한 사용되어지는 유기활성층이 올리고티오펜이나 펜타센과 같은 증착형이던 폴리티오펜이나 폴리풀루오렌유도체와 같은 용액형 고분자 모두 적용이 가능하다. 또한 유기보호막 형성 공정은 스핀코팅, 잉크젯 프린팅, 롤코팅, 스크린 프린팅 등의 다양한 방법에 의해서 형성이 가능하다.In the step (c), an organic thin film transistor (OTFT) device manufacturing step and an organic protective film introduction step may be divided into an organic thin film transistor to which the organic protective film may be applied as an organic protective film to which a surfactant is added to the organic thin film transistor ( OTFT devices are applicable regardless of transistor structures such as top gate or bottom gate, top contact or bottom contact. In addition, the organic active layer to be used can be applied to both a solution-type polymer such as polythiophene or poly pulloene derivative, which is a deposition type such as oligothiophene or pentacene. In addition, the organic protective film forming process may be formed by various methods such as spin coating, inkjet printing, roll coating, and screen printing.

이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 수용성 고분자, 극성용매, 및 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터 보호막용 혼합조성물에 관한 것으로,The present invention relates to a mixed composition for an organic thin film transistor protective film, comprising a water-soluble polymer, a polar solvent, and a surfactant.

본 발명에 따른 유기박막 트랜지스터의 유기보호막을 이루는 수용성 고분자는 히드록시기(-OH)를 가지는 1종 이상의 단량체로부터 제조된 중합체 또는 공중합체인 것이 바람직하다. 상기 수용성 고분자는 극성용매에 용해가 가능한 것으로 구체적으로, 극성용매에 대한 용해도가 1~50중량% 정도의 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있으나, 보다 바람직하게는 중량평균 분자량이 5,000 ~ 1,000,000인 수용 성 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 폴리비닐알코올 공중합체, 히드록시기(-OH)를 갖는 수용성 아크릴레이트 수지, 폴리에틸렌글리콜에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The water-soluble polymer constituting the organic protective film of the organic thin film transistor according to the present invention is preferably a polymer or copolymer prepared from at least one monomer having a hydroxy group (-OH). The water-soluble polymer is soluble in a polar solvent, specifically, can be used without limitation if the solubility in the polar solvent is about 1 to 50% by weight, more preferably a water-soluble poly with a weight average molecular weight of 5,000 to 1,000,000. Any one or more selected from urethane, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol copolymer, a water-soluble acrylate resin having a hydroxy group (-OH), and polyethylene glycol can be used.

상기 계면활성제는 극성용매에 용해 가능하며, 친수성 및 소수성기가 포함된 수용성 계면활성제라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 예를 들면, 카르복실산염, 술폰산염, 황산에스테르염, 인산에스테르염, 포스폰산염 등의 음이온계면활성제, 1차아민염, 2차아민염, 3차아민염, 4차암모늄염, 포스포늄염, 술포늄염 등의 양이온계면활성제, 지방산 모노글리세린 에스테르, 지방산 폴리글리콜에스테르, 지방산 소르비탄에스테르, 지방산 자당에스테르, 지방산 알칸올아미드, 폴리에틸렌 글리콜 축합형 등의 비이온계면활성제, 음이온으로서 카르복실산염, 술폰산염, 황산에스테르염을 함유하며, 양이온으로는 아민, 특히 4차 암모늄 형태의 질소기를 함유하는 양쪽성계면활성제 등이 있으며, 보다 바람직하게는 선형 알킬벤젠술폰산 나트륨, 알파 술폰산 나트륨, 알파 올레핀 술폰산 나트륨, 알콜 폴리 옥시 에틸렌 에테르, 알콜 폴리 옥시 에틸렌 에테르 술폰산 나트륨, 암모늄 플루오로알킬설폰이미드 등이 사용가능하다. The surfactant is soluble in a polar solvent, and may be used without limitation as long as it is a water-soluble surfactant containing a hydrophilic and hydrophobic group. For example, anionic surfactant, primary amine salt, secondary amine salt, tertiary amine salt, quaternary ammonium salt, phosphonium salt, such as carboxylate, sulfonate, sulfate ester salt, phosphate ester salt, and phosphonate salt Cationic surfactants such as sulfonium salts, fatty acid monoglycerine esters, fatty acid polyglycol esters, fatty acid sorbitan esters, fatty acid sucrose esters, fatty acid alkanolamides, polyethylene glycol condensation types and the like; Amphoteric surfactants containing sulfonic acid salts and sulfuric ester salts, and cations include amines, especially quaternary ammonium nitrogen groups, and more preferably linear alkylbenzenesulfonate sodium, alpha alpha sulfonic acid and alpha olefin sulfonic acid. Sodium, alcohol polyoxyethylene ether, alcohol polyoxyethylene ether sodium sulfonate, ammonium fluoroal This mid-sulfonic and the like are available.

상기 극성용매로는 물 또는 이소프로필알콜 등의 알콜류가 사용 가능하다.As the polar solvent, alcohols such as water or isopropyl alcohol can be used.

본 발명에서 상기 혼합조성물은 수용성고분자 1~50중량%, 계면활성제를 10 ~ 40,000ppm(0.001~40중량%) 및 나머지는 극성용매로 이루어지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 극성용매의 함량은 10 ~ 90중량%로 사용할 수 있다. 상기 수용성고분자의 함량이 1 중량% 미만인 경우 그 효과가 미미하고, 50중량%를 초과하는 경 우 점도가 급상승하며, 수지의 용해도가 떨어지므로 바람직하지 않다. 또한, 상기 수용성고분자용액에 대한 계면활성제의 함량은 0.001 ~ 40 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 0.001 중량% 미만으로 사용하는 경우 코팅성 개선 효과가 미미하고, 40 중량%을 초과하는 경우 보호막의 이온성질 증가로 보호막 특성이 저하됨으로 바람직하지 않다. In the present invention, the mixed composition is preferably 1 to 50% by weight of water-soluble polymer, 10 to 40,000 ppm (0.001 to 40% by weight) of the surfactant, and the remainder is made of a polar solvent. More specifically, the content of the polar solvent may be used in 10 to 90% by weight. When the content of the water-soluble polymer is less than 1% by weight, the effect is insignificant, and when the content exceeds 50% by weight, the viscosity rises sharply, and solubility of the resin is not preferable. In addition, the content of the surfactant in the water-soluble polymer solution is preferably used in 0.001 to 40% by weight, when used in less than 0.001% by weight of the coating improvement effect is insignificant, if it exceeds 40% by weight of the protective film It is not preferable because the protective film properties are degraded due to the increase in ionic properties.

본 발명에 따른 유기보호막 코팅성 개선을 위한 유기보호막 용액제조를 구체적인 예를 들어 설명하면, 다음과 같다. 유기박막 트랜지스터 유기보호막으로 많이 사용되어 지는 파우더 형태의 수용성 고분자인 폴리비닐 알코올 (PVA)을 물에 녹여서 폴리비닐알코올 수용액을 제조한다. 제조된 폴리비닐알코올 수용액에 친수성 및 소수성기가 포함된 계면활성제를 유기보호막 수용액에 첨가하여 유기보호막용 폴리비닐알코올 용액을 제조한다. When manufacturing an organic protective film solution for improving the organic protective film coating property according to the present invention with a specific example, as follows. Organic thin film transistor A polyvinyl alcohol aqueous solution is prepared by dissolving polyvinyl alcohol (PVA), a water-soluble polymer in powder form, which is frequently used as an organic protective film. A polyvinyl alcohol solution for an organic protective film is prepared by adding a surfactant containing a hydrophilic and hydrophobic group to the prepared polyvinyl alcohol aqueous solution to an organic protective film solution.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 유리 또는 플라스틱 기판위에 게이트 전극, 유기절연막, 유기활성층, 소스/드레인 전극 및 보호층을 포함하는 유기박막트랜지스터로서, 상기 보호층이 본 발명에 따른 수용성고분자, 극성용매 및 계면활성제를 포함하는 혼합조성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 유기 박막 트랜지스터(OTFT) 소자는 상 게이트 (top gate) 혹은 하 게이트 (bottom gate), 상접촉 (top contact) 혹은 하접촉 (bottom contact) 등의 트랜지스터 구조와 상관없이 모두 적용가능하다. 또한 사용되는 유기활성층이 올리고티오펜이나 펜타센과 같은 증착형이던 폴리티오펜이나 폴리풀루오렌유도체와 같은 용액형 고분자 이던 모두 적 용이 가능하다. 2 is an organic thin film transistor comprising a gate electrode, an organic insulating film, an organic active layer, a source / drain electrode, and a protective layer on a glass or plastic substrate, wherein the protective layer is a water-soluble polymer according to the present invention. And a mixed composition containing a polar solvent and a surfactant. The organic thin film transistor (OTFT) device can be applied regardless of a transistor structure such as a top gate or a bottom gate, a top contact, or a bottom contact. In addition, the organic active layer used may be any of a deposition type such as oligothiophene or pentacene or a solution type polymer such as polythiophene or polyfluoene derivative.

본 발명에서 제안된 코팅성 개선을 위한 유기보호막(이하, 보호층이라 기재)을 적용한 유기박막트랜지스터의 제조는 다음과 같은 단계로 제조할 수 있다. Fabrication of the organic thin film transistor to which the organic protective film (hereinafter referred to as a protective layer) for improving the coating property proposed in the present invention may be prepared by the following steps.

Si 기판을 사용하는 경우를 예로 들어 설명하면, 절연체로 SiO2가 Si 웨이퍼 위에 적층된 기판에 절연체 표면 특성 향상을 위하여 표면처리제인 HMDS(1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane)를 처리한 후 유기활성층으로 특성이 우수한 펜타센을 진공 증착한다. 도 2에 따르면 게이트 전극이 이후 소오스 전극과 드레인 전극의 도입을 위하여 금 (Au)을 새도우 마스크를 이용하여 증착함으로서 유기박막트랜지스터를 제조하였다. In the case of using a Si substrate as an example, HMDS (1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane), which is a surface treatment agent, is used to improve insulator surface properties on a substrate in which SiO 2 is laminated on a Si wafer as an insulator. After the treatment, the pentacene having excellent properties is vacuum deposited with the organic active layer. According to FIG. 2, an organic thin film transistor was manufactured by depositing gold (Au) using a shadow mask to introduce a source electrode and a drain electrode.

다음으로 보호층 형성 공정은 앞서 제조한 혼합조성물을 이용하여 스핀코팅, 잉크젯 프린팅, 롤코팅, 스크린 프린팅, 딥핑 등의 다양한 방법에 의해서 형성이 가능하다. 즉, 상기에서 제조된 유기박막트랜지스터를 혼합조성물을 이용하여 박막을 형성하고 진공 오븐에서 물을 제거하는 어닐링 단계를 거쳐 보호층이 적용된 유기박막 트랜지스터를 제조하였다.Next, the protective layer forming process may be formed by various methods such as spin coating, inkjet printing, roll coating, screen printing, and dipping using the mixed composition prepared above. That is, an organic thin film transistor to which a protective layer is applied was manufactured by performing an annealing step of forming a thin film from the organic thin film transistor prepared above using a mixed composition and removing water from a vacuum oven.

본 발명에서 상기 보호층의 두께는 30 nm 내지 3000 nm 인 것이 바람직하다. 상기 보호층이 30nm 미만인 경우 수분 및 산소 투과 억제 효과가 미미하며, 3000nm를 초과하는 경우 수분 및 산소 투과 억제 효과의 증가는 미미한 반면 유기박막트랜지스터의 고집적화 및 초박막화에 걸림돌로 작용하게 된다. In the present invention, the protective layer preferably has a thickness of 30 nm to 3000 nm. If the protective layer is less than 30nm, the effect of inhibiting moisture and oxygen permeation is insignificant, while if the protective layer is greater than 3000nm, the increase of the effect of inhibiting moisture and oxygen permeation is minimal, while acting as an obstacle to high integration and ultra-thin film formation of the organic thin film transistor.

또한, 상기 유기활성층은 펜타센, 테트라센(tetracene), 올리고 티오펜 (oligo thiophene), 폴리티오펜(polythiophene), 금속 프탈로시아닌, 폴리 페닐렌 (polyphenylene), 폴리비닐렌페닐렌 (polyvinylenephenylene), 폴리플루오렌 (polyfluorene), C60, 플루오르화 프탈로시아닌 및 이들의 유도체로부터 선택되는 것이 바람직하다.In addition, the organic active layer may be pentacene, tetracene (tetracene), oligo thiophene (polythiophene), polythiophene (polythiophene), metal phthalocyanine, polyphenylene (polyphenylene), polyvinylene phenylene (polyvinylenephenylene), poly It is preferably selected from fluorene, C 60 , fluorinated phthalocyanine and derivatives thereof.

또한, 본 발명에 따른 유기 박막 트랜지스터를 이용한 유기발광디스플레이, 전자종이, 액정디스플레이 등의 표시 소자도 본 발명의 범위이다.In addition, display elements such as an organic light emitting display, an electronic paper, and a liquid crystal display using the organic thin film transistor according to the present invention are also within the scope of the present invention.

상기와 같은 본 발명의 유기박막 트랜지스터는 전계효과 전하이동도가 0.01 내지 10 cm2/Vs인 특징을 갖는다. The organic thin film transistor of the present invention as described above has a feature that the field effect charge mobility of 0.01 to 10 cm 2 / Vs.

이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 본 발명의 목적을 위한 것으로 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail, but for the purpose of the present invention, the present invention is not limited thereto.

[실시예 1]Example 1

폴리비닐알코올 (Polyvinyl alcohol ( PVAPVA ) 및 계면활성제가 도입된 유기보호막 혼합용액 제조) And organic protective film mixed solution prepared with surfactant

파우더(powder) 형태의 폴리비닐 알코올(PVA) (중량평균 분자량 10,000)을 물에 용해하여 10 중량% 폴리비닐 알코올 수용액을 제조하였다. 완전히 용해된 폴리비닐 알코올 수용액을 0.45 ㎛ 포어사이즈의 수용액 멤브레인용 필터로 필터하여 불순물을 제거하였다. Polyvinyl alcohol (PVA) (weight average molecular weight 10,000) in the form of powder was dissolved in water to prepare a 10 wt% polyvinyl alcohol aqueous solution. The completely dissolved aqueous polyvinyl alcohol solution was filtered with a 0.45 μm pore size membrane filter for aqueous solution to remove impurities.

상기 필터 된 10 중량% 폴리비닐 알코올 수용액에 대하여 500ppm(0.05중량 %), 1000ppm(0.1중량%), 2000 ppm(0.2중량%) 농도로 각각 3M사의 Novec 4200(암모늄 플루오로알킬설폰이미드 25중량%와 물 75중량%의 비율로 혼합) 친수성 계면활성제를 첨가하여 혼합조성물을 제조하였다.25 parts by weight of Novec 4200 (ammonium fluoroalkylsulfonimide) of 3M at concentrations of 500 ppm (0.05% by weight), 1000 ppm (0.1%) and 2000 ppm (0.2% by weight), respectively, based on the filtered 10% by weight polyvinyl alcohol aqueous solution % And 75% by weight of water) hydrophilic surfactant was added to prepare a mixed composition.

[비교예 1]Comparative Example 1

파우더(powder) 형태의 폴리비닐 알코올(PVA) (중량평균 분자량 10,000)을 물에 용해하여 10 중량% 폴리비닐 알코올 수용액을 제조하였다. 완전히 용해된 폴리비닐 알코올 수용액을 0.45 ㎛ 포어사이즈의 수용액 멤브레인용 필터로 필터하여 불순물을 제거하였다. Polyvinyl alcohol (PVA) (weight average molecular weight 10,000) in the form of powder was dissolved in water to prepare a 10 wt% polyvinyl alcohol aqueous solution. The completely dissolved aqueous polyvinyl alcohol solution was filtered with a 0.45 μm pore size membrane filter for aqueous solution to remove impurities.

[실험예 1]Experimental Example 1

상기 실시예 1 및 비교예 1의 혼합조성물의 코팅성을 측정하기 위하여, 적가 할 표면인 유기활성층(펜타센) 표면에 혼합조성물을 떨어뜨린 후, 접촉각을 측정하였다.In order to measure the coating properties of the mixed compositions of Example 1 and Comparative Example 1, after dropping the mixed composition to the surface of the organic active layer (pentacene) to be added dropwise, the contact angle was measured.

그 결과, 도 1에서 보는 바와 같이, 계면활성제가 전혀 첨가 되지 않은 비교예 1의 경우 수 접촉각은 59.93도를 보였으나, 실시예 1의 경우 계면활성제를 500ppm 농도로 첨가하였을 때는 54.90도, 1000ppm 농도로 첨가하였을 때는 52.64도, 2000 ppm농도로 첨가하였을 때는 47.35도로 측정되었으며, 첨가된 계면활성제의 농도가 높아짐에 따라 그에 따른 유기보호막 용액의 유기반도체 표면상부에서의 수접촉각이 낮아짐을 확인할 수 있었다. 따라서 계면활성제 첨가에 의해서 소수성 인 유기활성층 상부에 친수성인 유기보호막 용액의 코팅성이 향상되는 것을 알 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 1, the water contact angle was 59.93 degrees in the case of Comparative Example 1, in which the surfactant was not added at all, but in Example 1, the concentration was 54.90 degrees and 1000 ppm when the surfactant was added at 500 ppm. When it was added to the 52.64 degrees, 2000 ppm concentration was added to 47.35 degrees was measured, and as the concentration of the added surfactant was confirmed that the water contact angle on the upper surface of the organic semiconductor of the organic protective film solution accordingly was lowered. Therefore, it was found that the coating property of the hydrophilic organic protective film solution on the hydrophobic organic active layer was improved by the addition of the surfactant.

[실시예 2]Example 2

유기박막 트랜지스터 제조Organic thin film transistor manufacturing

기판은 p-도핑된 실리콘옥사이드가 60 nm 올라간 실리콘 웨이퍼(폴텍, 4inch (100) orientation, < 0.005 ohm-cm)를 2cm x 2cm 절단하여 이용하였으며, 트랜지스터의 구조는 상 접촉 (top-contact)구조로 트랜지스터를 제작하였다. 기판 청결도는 전자 소자를 제작할 때 가장 중요한 요소 중의 하나이므로 세제, 증류수, 아세톤 그리고 아이소프로필알코올를 이용하여 초음파 세척을 한 후 오븐에서 충분히 건조시킨 것을 사용하여 사용하였다. The substrate was used by cutting a 60-mm-thick silicon wafer (Poltec, 4inch (100) orientation, <0.005 ohm-cm) with 2 cm x 2 cm of p-doped silicon oxide, and the transistor structure was a top-contact structure. The transistor was produced. Substrate cleanliness is one of the most important factors in the manufacture of electronic devices, so ultrasonic cleaning with detergent, distilled water, acetone and isopropyl alcohol was used, followed by drying sufficiently in an oven.

잘 세척된 기판의 표면특성을 향상시키기 위해 HMDS(1,1,1,3,3,3,-Hexamethyldisilazane) 처리제를 이용하여 코팅하고 120℃에서 건조하였다. In order to improve the surface properties of the well-cleaned substrate, it was coated with HMDS (1,1,1,3,3,3, -Hexamethyldisilazane) treatment and dried at 120 ℃.

상기의 HMDS 처리된 SiO2 위에 유기반도체인 펜타센을 1× 10-6 torr의 진공에서 열진공 증착을 이용하여 50 nm 두께로 증착하였다. 이때 펜타센의 결정화에 큰 영향을 미치는 기판의 온도는 90 ℃로 일정하게 유지하였다. 마지막으로 금을 새도우 마스크를 이용하여 증착 방법으로 60 nm의 두께로 증착하여 소오스와 드레인 전극을 형성하였다. Pentacene, an organic semiconductor, was deposited on the HMDS-treated SiO 2 to a thickness of 50 nm using thermal vacuum deposition in a vacuum of 1 × 10 −6 torr. At this time, the temperature of the substrate having a great influence on the crystallization of pentacene was kept constant at 90 ℃. Finally, gold was deposited to a thickness of 60 nm using a shadow mask to form a source and a drain electrode.

상기의 펜타센 유기박막트랜지스터에 실시예1에 따라 제조한 계면활성제가 2000ppm 포함된 10 중량% PVA 수용액을 1000 rpm 코팅속도로 스핀코팅 하여 1.0 ㎛ 두께의 유기보호박막을 형성하였다. In the pentacene organic thin film transistor, 10 wt% PVA aqueous solution containing 2000 ppm of the surfactant prepared according to Example 1 was spin coated at 1000 rpm to form an organic protective thin film having a thickness of 1.0 μm.

[비교예 2]Comparative Example 2

비교대상으로 계면활성제가 포함되지 않은 비교예 1의 혼합조성물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 공정을 통해 유기박막트랜지스터에 도입하였다. 즉, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 스핀코팅 하여 1.0 ㎛ 두께의 유기보호박막을 형성하였다. The organic thin film transistor was introduced into the organic thin film transistor through the same process as Example 2, except that the mixed composition of Comparative Example 1, which does not contain a surfactant, was used as a comparative object. That is, an organic protective thin film having a thickness of 1.0 μm was formed by spin coating in the same manner as in Example 2.

[실험예 2]Experimental Example 2

표면거칠기Surface roughness 측정 Measure

도 3 에는 계면활성제가 2000 ppm 농도로 포함된 PVA 유기보호막 박막 표면(실시예2) 및 계면활성제가 포함되지 않은 PVA 유기보호막 박막 표면(비교예2)의 원자현미경 (atomic force microscopy, AFM) 표면사진을 나타내었다.Figure 3 shows the surfactant at 2000 ppm concentration Atomic force microscopy (AFM) surface photographs of the PVA organic protective film thin film surface (Example 2) included and the PVA organic protective film thin film surface (Comparative Example 2) containing no surfactant were shown.

사진에서 보는 바와 마찬가지로 계면활성제가 포함된 PVA 유기보호막의 경우 표면 균일도가 0.944 nm (RMS 수치)정도로 아주 우수한 것에 반하여 계면활성제가 포함되지 않은 PVA 유기보호막의 경우 하부층의 소수성 유기반도체와의 나쁜 계면특성으로 인해 표면 균일도가 1.678 nm (RMS 수치)로 상당히 저하된 것을 알 수가 있었다. 불균일한 유기보호막 박막 특성 (핀홀, 두께 편차 등)은 유기박막 트랜지스터의 특성 저하 요인으로 작용하게 된다. 즉 계면활성제의 도입으로 인하여 유기 보호막의 코팅성 향상을 이루었으며 박막의 표면 균일도 또한 향상된 결과를 얻었다. As shown in the photo, the surface uniformity of the PVA organic protective film containing the surfactant is very good at about 0.944 nm (RMS value), whereas the poor interface property of the PVA organic protective film without the surfactant with the hydrophobic organic semiconductor of the lower layer. As a result, it was found that the surface uniformity was significantly reduced to 1.678 nm (RMS value). Uneven organic protective film thin film properties (pinhole, thickness variation, etc.) act as a deterioration factor of the organic thin film transistor. Of surfactant Due to the introduction, the coating property of the organic protective film was improved and the surface uniformity of the thin film was also improved.

[실험예 3]Experimental Example 3

유기박막 트랜지스터의 시간에 따른 특성 변화Characteristics of Organic Thin Film Transistors with Time

상기 실시예 2 및 비교예 2에서 제작된 소자의 특성은 에질런트 테크날리지(Agilent Technology)사의 프루브 스테이션(probe station, E5272)장비를 이용하여 게이트 전압에 따른 드레인 전압-드레인 전류 및 드레인 전압에 따른 게이트 전압-드레인 전류 곡선들을 측정하여 포화영역(saturation)에서 다음의 전류, 전압 관계식을 이용하여 제반 특성들을 평가하였다. The characteristics of the devices fabricated in Example 2 and Comparative Example 2 were measured according to the drain voltage-drain current and drain voltage according to the gate voltage using an Agilent Technology probe station (E5272) equipment. The gate voltage-drain current curves were measured and overall characteristics were evaluated using the following current and voltage relationship in saturation.

Figure 112007042363043-pat00001
Figure 112007042363043-pat00001

Ids 는 소스-드레인 전류, VT 는 문턱전압, Vgs 는 인가된 게이트 전압, 는 전계효과 전하이동도, W와 L은 채널의 너비와 길이, C는 절연막의 커패시턴스이다. 문턱전압은

Figure 112007042363043-pat00002
와 Vgs 의 그래프로부터 Ids 가 0인 게이트 전압으로 결정되고 전계효과 전하이동도는
Figure 112007042363043-pat00003
와 Vgs의 그래프의 기울기로부터 산출하였다. I ds is the source-drain current, V T is the threshold voltage, V gs is the applied gate voltage, is the field effect charge mobility, W and L are the width and length of the channel, and C is the capacitance of the insulating film. Threshold voltage
Figure 112007042363043-pat00002
From the graphs of V gs and V gs , we determine the gate voltage with I ds 0 and the field effect charge mobility
Figure 112007042363043-pat00003
It was computed from the slope of the graph of and V gs .

도 4는 계면활성제가 포함된 PVA 유기보호막(실시예2) 및 계면활성제가 포함되지 않은 PVA 유기보호막(비교예2)이 각각 도입된 펜타센 유기박막 트랜지스터의 시간에 따른 특성 변화를 나타내는 결과이다. 4 is a result showing the characteristics change with time of the pentacene organic thin film transistor in which the PVA organic protective film containing the surfactant (Example 2) and the PVA organic protective film containing the surfactant (Comparative Example 2) were respectively introduced. .

계면활성제가 포함된 PVA 유기보호막이 도입된 트랜지스터 소자의 경우 소자 특성의 중요한 파라미터인 이동도의 시간에 따른 저하가 계면활성제가 포함되지 않은 보호막을 적용한 소자보다 훨씬 천천히 이루어지고 있음을 볼 수 있다. 이것은 계면활성제가 포함된 보호막의 경우 균일도가 확보된 박막이 얻어 지고 따라서 불균일 표면으로 인해 국부적으로 산소나 수분이 침투하는 것을 방지하는 효과를 보여 주고 있음을 알 수 있다. 즉 계면활성제가 포함되지 않은 보호막의 경우 표면이 코팅성이 나쁘기 때문에 불균일하게 되고 국부적으로 핀홀이나 코팅이 안 됨으로 인해 그 부분으로 수분이나 산소가 침투하여 결과적으로 박막트랜지스터의 특성 저하가 보다 빨리 일어나게 됨을 알 수 있었다.In the case of a transistor device in which a PVA organic protective film containing a surfactant is introduced, it can be seen that the time-dependent decrease in mobility, which is an important parameter of device characteristics, is much slower than that in which a protective film containing no surfactant is applied. This shows that in the case of the protective film containing the surfactant, a thin film having uniformity is obtained and thus shows the effect of preventing the penetration of oxygen or moisture locally due to the uneven surface. That is, in the case of a protective film without a surfactant, the surface is poor in coating property and becomes uneven because of no pinhole or coating locally, so that moisture or oxygen penetrates into the part and consequently deteriorates the characteristics of the thin film transistor more quickly. Could know.

본 발명은 용액공정을 통한 보호막 형성기술에서 사용되는 유기물의 박막특성을 향상시키는 새로운 방법으로서 봉지 특성 및 보호막 이후 공정을 위한 박막 균일도를 향상시키는 효과가 있다. The present invention is a novel method of improving the thin film properties of the organic material used in the protective film forming technology through a solution process has the effect of improving the sealing properties and the uniformity of the thin film for the post-protective process.

유기보호막으로 사용되는 유기물을 유기보호막 하부층에 손상을 주지 않는 용매에 녹여 보호막을 형성하게 되는데 이때 유기보호막 용액에 코팅성 향상을 위한 적절한 계면활성제를 도입함으로 인해 코팅성 및 박막 균일도를 향상시킬 수 있었다. The organic material used as the organic protective film is dissolved in a solvent that does not damage the lower layer of the organic protective film to form a protective film. The coating property and the uniformity of the thin film could be improved by introducing an appropriate surfactant to improve the coating property in the organic protective film solution. .

또한 계면활성제 도입으로 인해 유기활성층 상부에서의 유기보호막의 수접촉 각의 경우 계면활성제에 도입 전과 비교하여 59.93도에서 47.35도로 낮아짐으로 인해 젖음성(wetting)이 좋아 짐을 확인하였으며, 형성된 보호막의 계면의 거칠기를 측정한 결과 표면 거칠기 (RMS 수치)가 1.678 nm에서 0.944 nm 로 향상되었음을 확인하였다. 이는 추후 어레이 공정에서 불량이 발생할 수 있는 확률을 감소시킬 것으로 생각된다. 또한 실제 유기박막트랜지스터에 계면활성제를 포함한 보호막을 적용시켰을때 계면활성제를 포함하지 않은 보호막이 적용된 소자보다 시간에 따른 특성 (이동도)감소가 훨씬 천천히 발생함을 확인하였다. In addition, the water contact angle of the organic protective film on the organic active layer due to the introduction of the surfactant was confirmed that the wettability (wetting) is improved because it is lowered from 59.93 to 47.35 degrees compared to before the introduction into the surfactant, the roughness of the interface of the protective film formed As a result, it was confirmed that the surface roughness (RMS value) was improved from 1.678 nm to 0.944 nm. This is thought to reduce the probability of failure in later array processes. In addition, when the protective film containing the surfactant is applied to the actual organic thin film transistor, the decrease in characteristics (mobility) with time occurs much more slowly than the device to which the protective film without the surfactant is applied.

즉 본 발명의 유기보호막 코팅성 개선 방법을 통해 유기보호막의 코팅성 향상, 박막 균일도 향상, 보호막 소자의 전기적 특성 향상의 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 기술은 기존에 보고가 되지 않은 신규 기술로서 현재 차세대 유기 소자 (organic electronics) 부분에서 유기박막트랜지스터가 실제 소자에 응용될 때 필수적으로 적용이 필요한 기술이다. 즉 소자의 특성 신뢰성 향상을 위해 반드시 필요한 기술이라 할 수 있다.That is, through the method of improving the coating property of the organic protective film of the present invention, it was possible to obtain excellent results of improving the coating property of the organic protective film, improving the uniformity of the thin film, and improving the electrical properties of the protective device. This technology is a new technology that has not been reported previously, and is an essential technology to be applied when the organic thin film transistor is applied to a real device in the next generation of organic electronics. In other words, it is an essential technology for improving the characteristic reliability of the device.

Claims (15)

유기박막 트랜지스터 보호막용 조성물에 있어서,In the composition for an organic thin film transistor protective film, 수용성 고분자, 극성용매, 및 선형 알킬벤젠술폰산 나트륨, 알파 술폰산 나트륨, 알파 올레핀 술폰산 나트륨, 알콜 폴리 옥시 에틸렌 에테르, 알콜 폴리 옥시 에틸렌 에테르 술폰산 나트륨, 암모늄 플루오로알킬설폰이미드에서 선택되는 어느 하나 이상의 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터 보호막용 혼합조성물.Water-soluble polymers, polar solvents, and any one or more interfaces selected from linear alkylbenzenesulfonic acid sodium, alpha alpha sulfonate, alpha olefin sodium sulfonate, alcohol polyoxyethylene ether, alcohol polyoxyethylene ether sulfonate, ammonium fluoroalkylsulfonimide A mixed composition for an organic thin film transistor protective film, comprising an activator. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수용성 고분자는 중량평균 분자량이 5,000 ~ 1,000,000인 수용성 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 폴리비닐알코올 공중합체, 수용성 아크릴레이트수지, 폴리에틸렌글리콜에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터 보호막용 혼합조성물.The water-soluble polymer is a mixed composition for an organic thin film transistor protective film, characterized in that any one or more selected from water-soluble polyurethane, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol copolymer, water-soluble acrylate resin, polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 5,000 ~ 1,000,000. . 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 혼합조성물은 수용성고분자 1~50중량%, 계면활성제 0.001~40중량% 및 나머지는 극성용매로 구성된 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터 보호막용 혼합조성물.The mixed composition is a mixed composition for an organic thin film transistor protective film, characterized in that 1 to 50% by weight of water-soluble polymer, 0.001 to 40% by weight of surfactant and the remainder is composed of a polar solvent. 유리 또는 플라스틱 기판위에 게이트 전극, 유기절연막, 유기활성층, 소스/드레인 전극 및 보호층을 포함하는 유기박막트랜지스터로서, An organic thin film transistor comprising a gate electrode, an organic insulating film, an organic active layer, a source / drain electrode, and a protective layer on a glass or plastic substrate, 상기 보호층은 제1항, 제2항 또는 제5항에서 선택되는 어느 한 항의 보호막용 혼합조성물을 이용한 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.The protective layer is an organic thin film transistor, characterized in that the mixed composition for the protective film of any one selected from claim 1, 2 or 5. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 보호층은 유기활성층 및 소스/드레인 전극의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.The protective layer is an organic thin film transistor, characterized in that formed on top of the organic active layer and the source / drain electrode. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 보호층은 스핀코팅, 잉크젯 프린팅 또는 딥핑 방법에서 선택된 어느 하나의 방법으로 도포된 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.The protective layer is an organic thin film transistor, characterized in that applied by any one method selected from spin coating, inkjet printing or dipping method. 제 8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 보호층의 두께는 30 nm 내지 3000 nm 인 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.The thickness of the protective layer is an organic thin film transistor, characterized in that 30 nm to 3000 nm. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 유기활성층은 펜타센, 테트라센(tetracene), 올리고 티오펜 (oligo thiophene), 폴리티오펜(polythiophene), 금속 프탈로시아닌, 폴리 페닐렌 (polyphenylene), 폴리비닐렌페닐렌 (polyvinylenephenylene), 폴리플루오렌 (polyfluorene), C60, 플루오르화 프탈로시아닌 및 이들의 유도체로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.The organic active layer is pentacene, tetracene (tetracene), oligo thiophene (polythiophene), polythiophene (polythiophene), metal phthalocyanine, polyphenylene (polyphenylene), polyvinylene phenylene (polyvinylenephenylene), polyfluorene (polyfluorene), C 60 , fluorinated phthalocyanine and derivatives thereof. 제 10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 유기박막 트랜지스터의 전계이동도가 0.01 ~ 10cm2/Vs의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.The organic thin film transistor, characterized in that the electric field mobility of the organic thin film transistor is in the range of 0.01 ~ 10cm 2 / Vs. 제 6항에 따른 유기 박막 트랜지스터를 구비하는 표시 소자.A display element comprising the organic thin film transistor according to claim 6. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 표시소자는 유기발광디스플레이, 전자종이, 액정디스플레이에서 선택된 어느 하나의 표시소자.The display device may be any one selected from an organic light emitting display, an electronic paper, and a liquid crystal display. 삭제delete 삭제delete
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040090310A (en) * 2003-04-17 2004-10-22 주식회사 엘지화학 Organic Siloxane Resins and Insulating Film Using the Same
KR20050047755A (en) * 2003-11-18 2005-05-23 삼성전자주식회사 Thin film transistor array panel
KR20050058062A (en) * 2003-12-11 2005-06-16 삼성전자주식회사 Composition for preparing organic insulating film and the organic insulating film prepared by using the same
KR20070121892A (en) * 2006-06-23 2007-12-28 홍익대학교부설과학기술연구소 Organic thin film transistor employed with organic-inorganic synthetic insulator

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