KR101186740B1 - 뱅크형성 방법 및 이에 의해 형성된 뱅크를 함유하는 유기박막 트랜지스터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프린팅 방법을 이용하여 유기 전자소자를 제조함에 있어서, 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 혼합하여 표면처리하는 공정을 동시에 수행하는 단계를 포함하는 뱅크형성 방법 및 이에 의해 형성된 뱅크를 포함하는 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법에 의하여 형성된 뱅크를 포함하는 유기박막 트랜지스터는 열화 등에 의한 소자의 특성변화를 방지하면서, 뱅크형성시 표면처리 공정을 동시에 수행함으로써 공정을 단축시키고, 채널부분과 뱅크부분과의 친수도를 다르게 함으로써 접촉각을 조절할 수 있는 잇점을 갖는다.
뱅크, 수용성 고분자, 자외선 경화제, 수용성 불소 화합물, 유기박막 트랜지스터

Description

뱅크형성 방법 및 이에 의해 형성된 뱅크를 함유하는 유기 박막 트랜지스터{Method for Fabricating Bank and Organic Thin Film Transistor Having the Bank}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 뱅크형성 방법의 공정개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 형성된 뱅크를 함유하는 유기박막 트랜지스터의 개략 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 형성된 뱅크를 함유하는 유기박막 트랜지스터의 크기변화를 보여주는 개략 단면도로서, 도 3a는 패터닝 전의 크기, 도 3b는 패터닝 후의 크기,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 형성된 뱅크를 함유하는 유기박막 트랜지스터의 외형을 보여주는 사진,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 뱅크를 형성한 경우(도 5a)와 뱅크를 형성하지 않은 경우(도 5b)의 잉크-젯 프로화일(ink-jet profile)을 나타낸 것이다.
본 발명은 뱅크형성 방법 및 이에 의해 형성된 뱅크를 함유하는 유기 박막 트랜지스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프린팅 방법을 이용하여 유기 전자소자를 제조함에 있어서, 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 혼합하여 표면처리하는 공정을 동시에 수행하는 단계를 포함하는 뱅크형성 방법 및 이에 의해 형성된 뱅크를 포함하는 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다.
최근 기능성 전자소자 및 광소자 등 광범위한 분야에서, 새로운 전기전자 재료로서 섬유나 필름 형태로 성형이 용이하고 유연하며 전도성과 저렴한 생산비를 이유로 고분자재료에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 전도성 고분자를 이용한 소자 중에서, 유기물을 반도체 활성층으로 사용하는 유기박막 트랜지스터에 관한 연구는 1980년 이후부터 시작되었으며, 근래에는 전 세계에서 많은 연구가 진행 중에 있다.
유기박막 트랜지스터는 인쇄 기술과 같은 간단한 기술에 의해 제조가 가능하여 제조비용이 저렴할 뿐만 아니라, 가요성 기판들(flexible substrates)과의 처리 및 호환성이 양호한 이점이 있기 때문이다. 현재 유기박막 트랜지스터는 능동형 디스플레이의 구동소자, 스마트 카드(smart card)와 인벤터리 택(inventory tag)용 플라스틱 칩 등에 그 활용이 예상되고 있다.
한편, 프린팅(printing) 방법을 이용하여 전자발광(EL) 소자나 발광다이오드(LED) 소자등의 표시장치와 같은 유기전자 소자를 제조함에 있어서, 액체재료를 충 전하고 박막의 패턴을 형성하는 경우 넘쳐 흐른 액체재료가 인접한 유기전자소자의 화소영역에 유출되어 소자의 특성이 열화되는 것과 같은 문제점이 있다. 예컨대, 바텀 컨택형(bottom contact type)이나 탑 게이트형(top gate type) 유기박막 트랜지스터의 경우, 유기용매를 이용한 포토레지스트를 사용하여 뱅크를 형성할 때 유기용매가 넘쳐흘러 유기 절연막이 열화됨으로써 유기 박막 트랜지스터의 성능이 저하되는 문제점이 있는데, 상기에서 "뱅크"라 함은 소자간의 크로스 토크(cross-talk)를 방지하고, 원하는 부분에만 잉크가 충전되도록 한정시키기 위하여 화소영역을 분할하는 간막이 부재를 일컫는다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 여러가지 방법이 시도되었는데, 폴리이미드(polyimide)를 스핀코팅(spin coating)하는 단계; 포토레지스트 코팅 단계; 베이킹(baking) 단계; 포토리소그래피법에 의해 UV조사 및 현상하는 단계; 및 폴리이미드 에칭단계로 이루어지는 뱅크형성 공정을 거친 후, 별도로 접촉각을 위한 표면처리 공정을 수행하는 방법(국제공개 제01-46987호)과 고분자 화합물을 스핀코팅하는 단계; 스탬핑(stamping)하는 단계; 및 베이킹 단계로 이루어지는 뱅크형성 공정을 거친 후, 별도로 플라즈마로 표면처리하는 공정을 수행하는 방법(국제공개 제 2004-55920호) 등이 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 방법들은 디스플레이 어레이(display array)의 일반적인 구조인 바텀 게이트형(bottom gate type)의 절연막을 사용함으로써, 유기소자가 뱅크물질 용매, 포토레지스트 용매, 현상용매나 포토레지스트 스트립퍼(photoregist striper) 등과 같은 유기용매에 노출되어 열화의 원인이 되는 문제점 이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 프린팅 방법을 이용하여 유기 전자소자를 제조함에 있어서, 인접하는 유기 전자소자의 화소영역에 영향을 미치지 않음으로써 소자 특성의 저하가 발생하지 아니하면서, 채널부분과의 친수도를 조절함으로써 뱅크 밖으로 유기용매가 넘치지 않게 하는 뱅크형성 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 방법을 이용하여 형성한 뱅크를 포함하는 유기 박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 유기 박막 트랜지스터를 포함하는 표시소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 표시소자를 포함하는 표시용 전자기기를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 프린팅 방법을 이용하여 유기 전자소자를 제조함에 있어서, 자외선 경화제 및 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 혼합하여 표면처리하는 공정을 동시에 수행하는 단계를 포함하는 뱅크형성 방법 및 이에 의해 형성된 뱅크를 포함하는 유기 박막 트랜지스터를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 프린팅 방법을 이용하여 유기 전자소자를 제조함에 있어서,
(1) 자외선 경화제 및 수용성 불소 화합물을 첨가한 수용성 고분자를 코팅하는 단계 ; 및 (2) 상기 코팅된 수용성 고분자 용액을 포토리소그래피법에 의해 UV 조사 및 현상하는 단계를 포함하는 뱅크형성 방법인 것을 특징으로 하는데, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 뱅크형성 방법의 공정개략도이다.
본 발명에 의한 방법에 사용되는 상기 수용성 고분자는 분자내에 물과 친화력이 큰 -OH, -COOH, -NH2, -CONH2 등과 같은 작용기를 가지고 있고, 가교결합이 없어 물에 용해되는 고분자로서, 종래의 유기용매를 이용한 포토레지스트를 사용하여 뱅크를 형성할 때 인접 유기 전자소자의 화소영역이 열화됨으로써 발생하는 유기 전자소자의 성능 저하 문제를 해결하기 위한 것으로, 유기 전자소자의 화소영역에 영향을 미치지 않고 뱅크를 형성할 수 있다.
본 발명에 의한 방법에 사용되는 수용성 고분자는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리아크릴 아마이드(polyacryl amide), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리메틸비닐에테르(polymethyl vinylether), 폴리에틸렌이민(polyethylene imine) , 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole) 및 이를 포함하는 공중합체 단독 또는 이들 의 혼합물이 사용될 수 있는데, 상기 공중합체는 상기 수용성 고분자를 10 내지 99 중량% 함유한다.
본 발명에 의한 방법에 사용되는 상기 자외선 경화제는 UV조사에 의해 뱅크의 경화를 용이하게 해주는 기능을 하는데, 암모니움 디크로메이트(ammonium dichromate), 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)등의 물질을 단독 또는 이들의 혼합물 등을 예로 들 수 있다.
상기 (1)단계에서 자외선 경화제를 탈이온수에 용해되어 있는 수용성 고분자에 고체함량 기준으로 0.01 : 1 내지 0.05 : 1의 비율로 첨가하는데, 0.02 : 1 내지 0.04 : 1의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 (1)단계에서의 코팅은 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 프린팅 방식(printing), 잉크젯(ink-jet) 또는 롤 코팅(roll coating)에 의해 수행한다.
본 발명에 의한 방법은 상기 (1) 단계 후에 건조(drying) 단계를 거쳐 UV조사 및 현상을 할 수 있는데, 상기 건조는 통상의 방법에 의하여 수행한다.
상기 (2)단계의 UV 조사는 340 내지 400 nm의 파장에서 300 내지 500W의 파워를 가진 램프로 10초 내지 180초 동안 조사하여 수행하고, 상기 (2)단계의 현상(develop)은 실온의 조건으로 1 내지 5분간 탈이온수에서 수행하는데, 본 발명에 의한 방법은 상기한 바와 같이, UV조사 후 탈이온수를 이용하여 현상하는 것으로서 뱅크형성 공정을 완성할 수 있다.
본 발명에 의한 방법은 상기 (2) 단계 후에 베이킹(baking) 단계를 추가로 포함할 수 있는데, 상기 베이킹 단계는 핫플레이트(hot plate)에서 50 내지 200℃의 온도로 0.5 내지 2시간 동안 수행하여 뱅크를 형성하게 된다.
본 발명은 상기 뱅크 형성시 상기 자외선을 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 혼합하여 표면처리하는 공정을 동시에 수행함으로써, 뱅크형성 공정 후에 뱅크와의 접촉각을 위한 표면처리와 같은 별도의 공정을 거칠 필요가 없게 된다.
본 발명에 사용되는 상기 수용성 불소 화합물은 채널부분과 뱅크부분과의 친수도를 다르게 하여 접촉각(contact angle)을 높여 주는 기능을 하는데, 상기 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 고체함량 기준으로 0.1 : 1 내지 1:1의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용될 수 있는 화합물은 플루오로알칸(fluoroalkane) 등을 포함하는 수용액에서 안정화된 화합물이 바람직하며, 실라놀(silanol)기를 포함하는 플로로알칸계도 가능하다.
다른 양상으로, 본 발명은 기판, 게이트 전극, 게이트 절연막, 소스/드레인 전극 및 유기 반도체층을 포함하는 유기 박막 트랜지스터에 있어서, 상기한 방법에 의해 형성된 뱅크를 포함하는 유기 박막 트랜지스터를 제공한다.
상기 유기 박막 트랜지스터로는 바텀 컨택형(bottom contact type), 탑 컨택형(top contact type), 탑 게이트형(top gate type) 구조 등을 예로 들수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이하, 바텀 컨택형 및 탑 게이트형 구조의 유기 박막 트랜지스터를 예로 들어 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
우선 도 2에서 보는 바와 같이, 바텀 컨택형 구조의 유기 박막 트랜지스터로서, 표면상에 게이트 전극이 위치할 기판; 게이트 전극; 상기 게이트 전극 상에 위치하는 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 위에 위치하는 소스/드레인 전극; 상기 소스/드레인 전극 위에 위치하는 뱅크; 및 유기 반도체층을 포함한다.
또 다른 구조는 탑 게이트형 구조로서, 표면상에 소스/드레인 전극이 위치할 기판; 소스/드레인 전극; 상기 소스/드레인 전극 위에 위치하는 뱅크; 유기 반도체층; 상기 유기 반도체층 상에 위치하는 게이트 절연막; 및 게이트 전극을 포함한다.
본 발명에 의한 유기 박막 트랜지스터는 상기 뱅크를 상기 소스/드레인 전극 위에 포함하나, 이에 국한될 필요는 없다.
본 발명에 유기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 절연막이 폴리비닐페놀(poly vinyl phenol), 폴리 메틸 메타크릴레이트 (poly methyl metacrylate), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리 비닐알코올(poly vinyl alcohol), SiNx(0<x<4), SiO2, Al2O3 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
또한, 상기 유기 반도체층은 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
또한, 상기 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 인듐틴산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene) 및 PEDOT(polyethylenedioxythiophene) /PSS(polystyrenesulfonate) 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
한편, 상기 기판은 유리, 실리콘 및 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 뱅크를 포함하는 유기박막 트랜지스터의 제조방법은 (1) 기판에 게이트 전극을 형성하는 단계; (2) 상기 게이트 전극 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계; (3) 상기 게이트 절연막 위에 소스/드레인 전극을 형성하는 단계; (4) 상기 소스/드레인 전극 위에 뱅크를 형성하는 단계; 및 (5) 상기 절연막 및 소스/드레인 전극 위에 유기 반도체층을 형성하는 단계를 진행하여 바텀 컨택형 구조의 소자를 제조할 수 있다.
대안으로 (1) 기판 위에 소스/드레인 전극을 형성하는 단계; (2) 상기 소스/드레인 전극 위에 뱅크를 형성하는 단계; (3) 상기 소스/드레인 전극과 기판 사이에 유기 반도체층을 형성하는 단계; (4) 상기 유기 반도체층 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 및 (5) 상기 게이트 절연막 위에 게이트 전극을 형성하는 단계를 진행하여 탑 게이트형 구조의 소자를 제조할 수도 있다.
이를 단계적으로 설명하면 하기와 같다. 하기 과정은 바텀 컨택형 유기박막 트랜지스터의 제조방법을 기준으로 설명되지만, 본 발명의 제조방법은 탑 게이트형 구조의 유기박막 트랜지스터에도 동일한 방식으로 적용이 가능하다.
(1) 게이트 전극형성 단계
먼저, 통상적인 방법에 따라, 기판을 세척하여 불순물을 제거하고 증착(deposition) 및 패터닝(patterning)하여 게이트 전극을 형성한다.
(2) 게이트 절연막형성 단계
기판 위에 게이트 전극이 형성되면, 그 위에 통상적인 방법에 의해 게이트 절연막을 형성한다.
상기 게이트 절연막을 형성하기 위한 방법은 특별히 한정되는 것은 아니나, 진공증착이나 용액공정 등을 예로 들 수 있다.
필요에 따라서는 약 60℃ 내지 150℃ 범위 내에서 약 1분 내지 10분 동안 소프트 베이킹(soft baking)을 진행할 수도 있으며, 약 100℃ 내지 200℃ 범위 내에서 약 30분 내지 3시간 동안 하드 베이킹(hard baking)을 진행할 수도 있다.
(3) 소스/ 드레인 전극형성 단계
게이트 절연막이 형성되면, 그 위에 소스 및 드레인 전극을 형성한다.
구체적으로 예를 들면, 게이트 절연막 위에 일반적인 박막형성 방법으로 금속 혹은 금속 산화물 박막을 형성한 후, 상기 박막 상부에 통상의 노광(exposure) 공 정을 진행하여 소스 전극 및 드레인 전극이 형성될 영역(또는 소스전극 및 드레인 전극 이외의 영역)을 노출시키는 현상(develop) 공정을 진행한다. 이어서, 통상적인 에칭방법에 따라 에칭하고, 마지막으로 포토레지스트 스트립퍼로 포토레지스트를 제거하여 금속 및 금속산화물의 소스/드레인 전극을 형성한다.
소스 및 드레인 물질을 게이트 절연막 위에 형성하기 위한 박막형성 방법으로는 열증착법(thermal evaporation method)을 포함하는 진공 증착법, 스핀 코팅(spin coating), 롤 코팅(roll coating), 분무 코팅(spray coating), 프린팅(printing) 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
(4) 뱅크형성 단계
소스/드레인 전극이 형성되면, 상기 금속 산화물 소스/드레인 전극 위에 상기에서 설명한 바와 같은 방법으로 뱅크를 형성한다.
(5) 유기 반도체층 형성 단계
마지막으로, 상기 소스/드레인 전극 및 게이트 절연막 위에 유기 반도체 물질을 통상의 코팅방법으로 코팅하여 유기 반도체층을 형성한다.
유기 반도체 물질을 증착하기 위한 코팅방법으로는 열증착법, 스크린 인쇄법, 프린팅법, 스핀 코팅법, 딥코팅, 잉크 분사법 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 본 발명의 방법에 의해 형성된 뱅크를 포함하는 유기 박막 트랜지 스터를 포함하는 표시소자를 제공하는데, 상기 표시소자로는 전계발광 소자, 액정 소자, 전자이동 소자 등을 예로 들 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 표시소자를 포함하는 표시용 전자기기를 제공하는데, 상기 표시용 전자기기는 디스플레이 장치(display device), 스마트 카드(smart card), 인벤터리 택(inventory tag)등을 예로 들 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.
실시예
먼저 세정된 유리 기판에 알루미늄(Al)을 사용하여 스퍼터링법으로 1500Å 두께의 게이트 전극을 형성하였다. 그 위에 유기 게이트 절연막을 스핀 코팅법을 이용하여 2000rpm에서 4000Å 두께로 코팅 한 후 70℃에서 20분, 200℃에서 2시간 베이킹 하였다.
그 위에 Au를 진공도 (2×10-7torr, 증착비 5Å/sec)의 조건으로 열증착법(thermal evaporation method)에 의해 700Å 두께로 증착한 다음, 포토리소그래피에 의해 Au 전극 패턴을 형성하였다.
이어서, 상기 Au 전극 위에 뱅크를 형성하였는데, 뱅크형성 방법은 다음과 같이 실시하였다. 즉, 암모니움 디크로메이트(ammonium dichromate ; Sigma Aldrich)를 탈이온수에 5중량%의 농도로 용해되어 있는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol#2000, Kanto Chemical Co.) 용액에 고체함량 기준으로 0.03 : 1의 비율로 첨가하고, 그 용액에 수용액에 안정화 된 불소 화합물인 플루오로알칸(Zonyl Dupont®)을 수용성 고분자에 고체함량 기준으로 0.3 : 1 의 비율로 첨가하여 상기 폴리비닐알코올 용액을 스핀코팅한 후, 통상의 방법으로 건조시켰다.
표면을 370 nm의 파장에서 400W/cm3 의 파워를 가진 UV 램프로 180초 동안 조사하고, 실온에서 탈이온수(deionized water)로 3분간 현상한 후, 핫플레이트에서 200℃의 온도로 1시간동안 베이킹 하였다. 그런 다음 반도체 물질인 폴리사이오펜(polythiophene)을 잉크 분사법으로 반도체 활성층을 형성하였다.
실험예 1
본 발명에 의해 뱅크를 형성하였을 때 그 패턴성을 알아보기 위하여, 상기 실시예에서 제조한 뱅크부분의 크기를 실제 포토 마스크의 패턴 크기와 뱅크 형성 후 뱅크의 크기를 주사형 공초점 레이저 현미경(OLYMPUS LEXT OLS3000)으로 측정한 결과를 도 3a 및 도 3b에 나타내었다.
도 3a는 실제 포토 마스크의 뱅크 패턴 크기이고, 도 3b는 실제 형성된 뱅크의 크기이다. 뱅크 형성 후 반도체 물질을 잉크 분사법으로 증착한 반도체 어레이를 도 4에 나타내었다.
실험예 2
본 발명에 의한 뱅크를 포함하는 유기 박막 트랜지스터의 프린팅 효과를 알아보기 위하여, 실시예에서 제조한 유기 박막 트랜지스터의 잉크-젯 프로화일을 광학 현미경으로 확인한 결과를 도 5a 및 도 5b에 나타내었다.
도 5a는 뱅크를 포함하는 유기박막 트랜지스터의 잉크-젯 프로화일이고, 도 5b는 뱅크를 포함하지 않은 유기박막 트랜지스터의 잉크-젯 프로화일으로서, 뱅크를 포함하지 않은 유기박막 트랜지스터의 경우 퍼짐현상에 의해 불규칙한 반면, 뱅크를 포함하는 유기박막 트랜지스터의 경우 규칙적인 것을 확인할 수 있다.
실험예 3
본 발명에 의한 유기 박막 트랜지스터의 접촉각(contact angle) 조절효과를 알아보기 위하여, 실시예에서 제조한 유기 박막 트랜지스터의 게이트 절연막 표면과의 채널 접촉각(channel contact angle)과 뱅크 표면와의 접촉각을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.
접촉각은 single drop of distilled water의 advancing angle 측정방법으로 측정하였다.
표 1
구분 실시예
채널 2.7°
뱅크 58.6°
상기 표 1의 결과를 통해서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 제조되는 유기박막 트랜지스터는 뱅크형성시 수용성 불소 화합물을 첨가하여 채널부분과 뱅크부분과의 친수도를 달리함으로써 접촉각을 증가시켰음을 확인할 수 있다.
이상에서 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의하여 형성된 뱅크를 포함하는 유기박막 트랜지스터는 수용성 고분자를 이용하여 뱅크를 형성함으로써 열화등에 의한 소자의 특성변화를 방지하면서, 뱅크형성시 수용성 불소 화합물을 첨가하여 표면처리 공정을 동시에 수행함으로써 공정을 단축시키고, 채널부분과 뱅크부분과의 친수도를 다르게 함으로써 접촉각을 조절할 수 있는 잇점을 갖는다.

Claims (23)

  1. 프린팅 방법을 이용하여 유기 전자소자를 제조함에 있어서,
    자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 플루오로알칸계 수용성 불소 화합물을 혼합하여 표면처리하는 공정을 동시에 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 뱅크 형성시
    (1) 자외선 경화제와 수용성 불소 화합물을 첨가한 수용성 고분자를 코팅하는 단계 ; 및
    (2) 상기 코팅된 수용성 고분자 용액을 포토리소그래피법에 의해 UV 조사 및 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 플루오로알칸이 수용액에서 안정화된 화합물이거나, 실라놀(silanol)기를 포함하는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 수용성 불소 화합물을 상기 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 고체함량 기준으로 0.1 : 1 내지 1 : 1의 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리아크릴 아마이드(polyacryl amide), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리메틸비닐에테르(polymethyl vinylether), 폴리에틸렌이민(polyethylene imine) , 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole) 및 이를 포함하는 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 공중합체는 상기 수용성 고분자를 10 내지 99 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 자외선 경화제는 암모니움 디크로메이트(ammonium dichromate), 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate) 및 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  9. 제 2항에 있어서, 상기 (1)단계에서 자외선 경화제를 수용성 고분자에 고체함량 기준으로 0.01 : 1 내지 0.05 : 1의 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  10. 제 2항에 있어서, 상기 코팅은 스핀코팅, 딥코팅, 프린팅 방식, 잉크젯 또는 롤 코팅에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  11. 제 2항에 있어서, 상기 (2)단계의 UV 조사는 340 내지 400 nm의 파장에서 300 내지 500W의 파워를 가진 램프로 10초 내지 180초 동안 조사하여 수행하는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  12. 제 2항에 있어서, 상기 (2)단계의 현상은 실온의 조건으로 1 내지 5분간 탈이온수에서 수행하는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  13. 제 2항에 있어서, 상기 (1) 단계 후에 건조 단계 및, 상기 (2) 단계 후에 베이킹 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 베이킹 단계는 핫플레이트에서 50 내지 200℃의 온도로 0.5 내지 2시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 뱅크형성 방법.
  15. 기판, 게이트 전극, 게이트 절연막, 소스/드레인 전극 및 유기 반도체층을 포함하는 유기 박막 트랜지스터에 있어서, 상기 제 1항, 제 2항, 제 4항 내지 제 14항 중 어느 하나의 항에 따른 방법에 의해 형성된 뱅크를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 뱅크를 상기 소스/드레인 전극 위에 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 게이트 절연막이 폴리비닐페놀(poly vinyl phenol), 폴리 메틸 메타크릴레이트 (poly methyl metacrylate), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리 비닐알코올(poly vinyl alcohol), SiNx(0<x<4), SiO2, Al2O3 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 유기 반도체층이 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극이 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 인듐틴산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리페닐렌비닐렌 (polyphenylene vinylene) 및 PEDOT(polyethylenedioxythiophene) /PSS(polystyrenesulfonate) 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 기판이 유리, 실리콘 및 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
  21. 제 15항에 있어서, 상기 유기 박막 트랜지스터는 바텀 컨택형, 탑 컨택형 또는 탑 게이트형 구조인 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
  22. 제 15항에 의한 유기 박막 트랜지스터를 포함하는 표시소자.
  23. 제 22항에 의한 표시소자를 포함하는 표시용 전자기기.
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