KR101882840B1 - 탄소나노튜브 박막 트랜지스터, amoled 픽셀 유닛 플렉서블 구동회로 및 그 제조방법 - Google Patents

탄소나노튜브 박막 트랜지스터, amoled 픽셀 유닛 플렉서블 구동회로 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브 박막 트랜지스터, AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로 및 그 제조방법에 대한 것으로서, AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로는 스위칭 TFT와 구동 TFT를 포함하되, 상기 스위칭 TFT와 상기 구동 TFT는 기판; 및 상기 기판에 형성되는 게이트, 소스, 드레인, 능동 도전층과 유전체층을 포함하되, 상기 능동 도전층은 탄소나노튜브이다. 상기 스위칭 TFT의 드레인과 상기 구동 TFT의 게이트는 전기적으로 연결된다. 본 발명에서의 탄소나노튜브 박막 트랜지스터는 비교적 큰 전이율과 비교적 높은 스위칭 비율을 갖으며, OLED 픽셀 발광을 위한 조건을 충분히 만족시킨다. 본 발명에 의해 플렉서블 기판에 AMOLED 픽셀 구동회로를 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 공정이 간단하고, 조작이 편리하며, 비용이 적고, 중복성이 좋으며, 대규모 생산이 가능하게 되었으며, 큰 면적으로 플렉서블 디스플레이 장치를 프린팅할 수 있는 기초를 제공한다.

Description

탄소나노튜브 박막 트랜지스터, AMOLED 픽셀 유닛 플렉서블 구동회로 및 그 제조방법 {CARBON NANO TUBE THIN FILM TRANSISTOR, AMOLED PIXEL FLEXIBLE DRIVE CIRCUIT AND MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 모니터에 관한 것으로서, 특히 탄소 나노튜브 박막 트랜지스터 및 그 제조방법, AMOLED 픽셀 유닛 플렉서블(flexible) 구동회로 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 평판 스크린은 디스플레이 픽셀과 구동 회로의 두 가지 기본적인 부분으로 구성된다. 액정 디스플레이에서, 디스플레이 픽셀은 액정 원료를 주입하는 셀 어레이(cell array)이다. 구동 회로는 각 픽셀의 온,오프(발광, 반전)을 제어하는 트랜지스터 회로이다. 유기발광 다이오드（Organic Light Emitting Diode，OLED）는고휘도, 높은 콘트라스트, 초경량 초박형, 넓은 시각, 빠른 응답, 낮은 전력소모, 전고체상태(all solid state) 등의 우수한 장점이 있다. 이에 따라, 평판 디스플레이 제품 중에서 상당한 주목을 받고 있으며, LCD를 대체할 만한 디스플레이 디바이스로 가장 가능성이 높다. 그 구동회로는 LCD와 동일하며, 패시브식 구동과액티브식 구동（Active Matrix Organic Light Emitting Diode， AMOLED）으로 나뉜다. AMOLED 디스플레이 장치의 픽셀 구동 회로는 보통 TFT（Thin Film Transistor，박막 트렌지스터）를 이용하여, 두 개의 TFT를 포함하고, 출력 전류가 안정을 유지하도록 커패시터 하나가 더 추가되기도 하며 이 중 하나는 스위칭 TFT（Switching TFT）로, 다른 하나는 구동 TFT（Driving TFT）로 작용한다. 주사선(scanning line)이 켜질 때는 스위칭 TFT의 게이트쪽에 일정한 전압을 가하고, 전류는 게이트로부터 드레인쪽으로 흘러 전도성 링크를 거쳐 구동 TFT로 전송되어 구동 TFT가 도통되게 한다. 또한, 전류가 게이트로부터 드레인쪽으로 흘러 구동 TFT가 외부로 일정한 전류를 내보낼 수 있게 되고, 이로써 구동 OLED 픽셀 유닛이 외부로 발광할 수 있게 된다. 전류의 출력을 고정적으로 유지하기 위해 구동 TFT와 저장성 커패시터 한 개를 연결하여, 구동 TFT가 작동할 때 커패시터가 충전되고, 주사선이 꺼질 때 커패시터에 저장된 전압은 구동 TFT가 여전히 도통 상태를 유지할 수 있도록 하여, 하나의 화면 안에서 OLED 전류가 고정적으로 유지할 수 있게 된다.
AMOLED에 사용되는 TFT 액티브 재료(active material)는 여러 종류가 있는데, 이 중에서 비결정질 실리콘（α-Si）과 다결정 실리콘（Poly-Si） 두 가지가 가장 광범위하게 연구되는 것이고 그 외에 유기재료(예를 들어 펜타센 등), 단결정 규소, 마이크로 결정 규소 등이 있다. 평판 디스플레이 픽셀 구동 회로가 다르면 요구되는 트랜지스터의 성능도 다른데, 컬러 패시브 디스플레이 픽셀의 구동 회로의 전이율은 0.5 cm2V-1s-1 가 될 필요가 있고, 컬러 액티브AMOLED 디스플레이의 전이율은 2cm2V-1s-1이상일 필요가 있다. 비결정질 실리콘은 원가가 낮고 공정이 간단하나, 전이율이 낮아 OLED 발광 조건을 만족시킬 수가 없다. 다결정 실리콘은 공정이 복잡하고, 입자 주입이나 레이저 결정화 등이 복잡한 설비에 한정된다. 그 외에도, 디스플레이 픽셀의 재료 성질의 측면에서 고려하면, 어떠한 디스플레이 방식이든지 모두 유연성을 달성한다. 그러나, 픽셀 구동 회로의 트랜지스터는 줄곧 다결정 실리콘 또는 비결정질 실리콘을 재료로 했는데, 이러한 재료는 플라스틱 등의 유연한 재료상에는 증착이 어렵고, 증착되더라도 그 유연성을 보장하기 어렵다.
본 발명의 목적은 탄소 나노튜브 박막 트랜지스터 및 그 제조방법, AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로 및 그 제조방법을 제공함으로서, 종래기술에서 트랜지스터의 전이율이 낮고 OLED 발광을 위한 조건을 만족시키지 못한다는 점, 종래기술에서의 능동층 재료가 유연성 재료 위에 증착되기 어렵거나 또는 유연화를 보장할 수 없다는 문제들을 해결하고자 하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 기술적 방안을 제공한다.
본 발명은 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에 대한 것으로서, 기판; 및 상기 기판에 형성되는 게이트, 소스, 드레인, 능동 도전층과 유전체층을 포함하되, 상기 능동 도전층은 탄소나노튜브이다.
특히, 상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에서, 상기 기판은 플렉서블 기판이고, 상기 플렉서블 기판의 재질은 PET, PEN 또는 PI에서 선택된다.
특히, 상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에서, 상기 소스와 드레인 사이에 채널 영역이 형성되고, 상기 능동 도전층은 상기 채널 영역 내에 위치하며, 상기 게이트는 상기 채널 영역의 위쪽에 위치한다.
특히, 상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에서, 상기 유전체층의 재료는 산화알루미늄, 산화하프늄, 이온아교 유전재료, 불소 중합체, 불소 중합체와 그래핀, 그래핀 산화물, 할로겐 그래핀과 탄소나노튜브의 복합유전재료 또는 전해질유전재료로부터 선택된다.
특히, 상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에서, 상기 게이트, 소스 및 드레인의 재질은 금, 은, 그래핀, 탄소나노튜브, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))에서 선택된다.
특히, 상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에서, 상기 기판의 재질은 PET(Polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate) 또는 PI(polyimide)에서 선택된다.
특히, 상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에서, 상기 탄소나노튜브는 농축된 대(大)직경 반도체 탄소나노튜브로서, 그 제조방법은, 0 이하의 온도조건에서, 직경이 1.3~2nm인 탄소나노튜브를 중합체를 함유한 유기용액에 분산시켜, 분산된 균일한 탄소나노튜브 용액을 얻는 단계; 및 탄소나노튜브 용액에 대해 원심 처리를 진행하되 원심 속도는 10000g보다 크고, 원심 시간은 30 min~120min 사이로서, 상층 표면에 뜨는 액채를 분리해 내어, 농축된 대직경 반도체 탄소나노튜브를 얻는 단계를 포함한다.
특히, 상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에서, 상기 분산된 균일한 탄소나노튜브 용액이 중합체를 함유하는 농도는 0.0001-5 wt %로 제어되고; 상기 중합체는 폴리티오펜 유도체, 폴리플루오렌 및/또는 폴리플루오렌 유도체, 폴리카바졸 및/또는 폴리카바졸 유도체, 폴리벤젠아세틸렌 유도체 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함한다.
또한, 본 발명은 탄소나노튜브 박막 트랜지스터를 제조하는 방법을 공개하는데, 이는
a. 상기 기판에 전자속, 열증발 또는 프린팅을 통해(잉크젯 프린팅, 나노미터 에스탕프, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅 및 그 외 인쇄 방법을 포함)하여 소스와 드레인을 제조하는 단계;
b. 상기 소스와 상기 드레인 사이의 채널 영역에서 탄소나노튜브용액을 에어로졸 분사 프린팅, 잉크젯 프린팅, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 침지 코팅 또는 드롭 코팅하여, 능동 도전층을 형성하는 단계;
c. 상기 기판의 표면에 스핀 코팅, 원자층 증착(ALD), 화학기상증착, 마그네트론 스퍼터링 또는 프린팅(잉크젯 프린팅, 나노미터 에스탕프, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅 및 그 외 인쇄 방법을 포함)등의 방식으로 유전체층을 증착시키는 단계; 및
d. 상기 채널 영역의 위쪽에 프린팅 방식을 통해 (잉크젯 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 및 그 외 인쇄 방법을 포함)게이트를 제조하는 단계;를 포함한다.
본 발명은 또한 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 공개하는데, 이는 스위칭 TFT와 구동 TFT를 포함하되, 상기 스위칭 TFT와 상기 구동 TFT는 상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터를 이용하며, 상기 스위칭 TFT의 드레인은 상기 구동 TFT의 게이트에 전기적으로 연결된다.
특히, 상기 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로에서는, 상기 스위칭 TFT의 드레인과 상기 구동 TFT의 게이트는 서로 동일한 층이 연결된다.
또한, 본 발명은 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로의 제조 방법을 공개하는데, 이는
S1: 상기 기판에 전자속, 열증발 또는 프린팅을 통해(잉크젯 프린팅, 나노미터 에스탕프, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅 및 그 외 인쇄 방법을 포함)하여 스위칭 TFT와 구동 TFT의 소스와 드레인을 각각 제조하는 단계;
S2: 상기 소스와 상기 드레인 사이의 채널 영역에서 탄소나노튜브용액을 에어로졸 분사 프린팅, 잉크젯 프린팅, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 침지 코팅 또는 드롭 코팅하여, 능동 도전층을 형성하는 단계;
S3: 상기 기판의 표면에 스핀 코팅, 원자층 증착(ALD), 화학기상증착, 마그네트론 스퍼터링 또는 프린팅(잉크젯 프린팅, 나노미터 에스탕프, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅 및 그 외 인쇄 방법을 포함)등의 방식으로 유전체층을 증착시키는 단계;
S4: 상기 채널 영역의 위쪽에 프린팅 방식을 통해 (잉크젯 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 및 그 외 인쇄 방법을 포함)게이트를 제조하여 두 개의 독립적인 트랜지스터 소자인 스위칭 TFT와 구동 TFT를 얻어내는 단계; 및
S5: 상기 스위칭 TFT의 드레인과 상기 구동회로의 TFT의 게이트를 전기적으로 연결하고, AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 얻어내는 단계;를 포함한다.
본 발명은 종래 기술에 비해 다음과 같은 장점이 있다:
(1) 능동 전도층이 용액화된 반도체 탄소나노튜브로서, 프린팅 방식을 통해 구동회로의 TFT를 보다 편리하게 제조하게 되고, 플렉서블 디스필레이 픽셀의 제조와 통합되어, 큰 면적을 플렉서블 디스플레이 장치로 프린팅할 수 있다.
(2) TFT가 사용하는 탑 게이트 구조는 자기이력현상이 작고, 안정성이 높으며, 전력 소모가 적고, 작업 전압이 작으며, 10 cm2V-1s-1이상의 전이율을 구비하며, 출력 전류도 10-4A이상으로서, OLED 발광 조건을 만족시킬 뿐만 아니라, 스위칭TFT와 구동 TFT의 동일한 층이 연결되도록 실현하여 회로가 층을 벗어나 연결되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예 또는 종래기술에서의 기술 방안을 보다 명확하게 설명하도록 하기 위해, 이하에서는 실시예 또는 종래기술에서 설명하는데 필요한 도면에 대해 간단하게 설명할 것이며, 분명하게도, 이하에서 설명하는 도면은 단지 본 발명에서 기재하는 일 실시예일 뿐이고, 본 기술 영역의 통상의 기술자가 창조적인 노력을 들이지 않는 범위 안에서 본 도면을 통해 다른 실시 형태까지도 설명할 수 있는 것으로 보아야 한다.
도 1은 본 발명의 구체적 실시예에서 장효과 트랜지스터의 박막 트랜지스터를 나타내는 구조 단면도이다.
도 2는 본 발명의 구체적 실시예에서 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로의 조감도이다.
도 3의 a), b)는 본 발명의 실시예에서 제조하여 얻어내는 단일의 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 측정한 그래프이고, c), d), e), f)는 구동회로의 전기적 특성을 측정한 그래프이다.
다량의 실험 결과를 통해, 본 발명의 탄소나노튜브는 능동층의 무기박막 트랜지스터 소자가 OLED 발광을 위한 기본적인 요구조건을 잘 충족함을 임증하였다. 또한, 본 발명에서 사용하는 중합체 분리된 반도체 대(大)직경 반도체 탄소나노튜브의 성능이 상당히 향상되어 실리콘 반도체 트랜지스터와 비교해도 뒤지지 않는다. 탄소나노튜브 도전재료는 용액화가 가능하여, 프린팅 방식으로 플렉서블 구동 회로를 제조할 수 있으며, 이에 따라 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅 또는 실린더 프린팅 방식으로 용액화된 탄소나노튜브를 플렉서블 기질 재료상에 증착하여, 종래의 도안화 공정방식을 사용하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명은 플렉서블 구동회로와 플렉서블 디스플레이 부품을 함께 통합하여 프린팅 방식을 이용하여 큰 면적을 제조할 수 있어, 제조 원가를 상당히 낮추고, 적용 분야를 보다 빠르게 늘릴 수 있다.
본 발명은 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에 대한 것으로서, 기판; 및 상기 기판에 형성되는 게이트, 소스, 드레인, 능동 도전층과 유전체층을 포함하되, 상기 능동 도전층은 탄소나노튜브이다.
상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터는 비교적 큰 전이율과 높은 스위칭비를 구비하고, OLED 픽셀 발광의 요구조건을 매우 잘 만족시킨다.
특히, 상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에서, 상기 소스와 드레인 사이에 채널 영역이 형성되고, 상기 능동 도전층은 상기 채널 영역 내에 위치하며, 상기 게이트는 상기 채널 영역의 위쪽에 위치한다. 탑 게이트 구조를 채용하여, 자기이력현상이 작고, 안정성이 높으며, 10 cm2V-1s-1이상의 전이율을 구비하며, 출력 전류도 10-4A이상으로서, OLED 발광 조건을 만족시킨다.
또한, 본 발명은 탄소나노튜브 박막 트랜지스터를 제조하는 방법을 공개하는데, 이는
a. 상기 기판에 전자속, 열증발 또는 프린팅을 통해(잉크젯 프린팅, 나노미터 에스탕프, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅 및 그 외 인쇄 방법을 포함)하여 소스와 드레인을 제조하는 단계;
b. 상기 소스와 상기 드레인 사이의 채널 영역에서 탄소나노튜브용액을 에어로졸 분사 프린팅, 잉크젯 프린팅, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 침지 코팅 또는 드롭 코팅하여, 능동 도전층을 형성하는 단계;
c. 상기 기판의 표면에 스핀 코팅, 원자층 증착(ALD), 화학기상증착, 마그네트론 스퍼터링 또는 프린팅(잉크젯 프린팅, 나노미터 에스탕프, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅 및 그 외 인쇄 방법을 포함)등의 방식으로 유전체층을 증착시키는 단계; 및
d. 상기 채널 영역의 위쪽에 프린팅 방식을 통해 (잉크젯 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 및 그 외 인쇄 방법을 포함)게이트를 제조하는 단계;를 포함한다.
본 발명은 또한 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 공개하는데, 이는 스위칭 TFT와 구동 TFT를 포함하되, 상기 스위칭 TFT와 상기 구동 TFT는 청구항 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 탄소나노튜브 박막트랜지스터을 이용하며, 상기 스위칭 TFT의 드레인은 상기 구동 TFT의 게이트에 전기적으로 연결된다.
또한, 본 발명은 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로의 제조 방법을 공개하는데, 이는
S1: 상기 기판에 전자속, 열증발 또는 프린팅을 통해(잉크젯 프린팅, 나노미터 에스탕프, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅 및 그 외 인쇄 방법을 포함)하여 스위칭 TFT와 구동 TFT의 소스와 드레인을 각각 제조하는 단계;
S2: 상기 소스와 상기 드레인 사이의 채널 영역에서 탄소나노튜브용액을 에어로졸 분사 프린팅, 잉크젯 프린팅, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 침지 코팅 또는 드롭 코팅하여, 능동 도전층을 형성하는 단계;
S3: 상기 기판의 표면에 스핀 코팅, 원자층 증착(ALD), 화학기상증착, 마그네트론 스퍼터링 또는 프린팅(잉크젯 프린팅, 나노미터 에스탕프, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅 및 그 외 인쇄 방법을 포함)등의 방식으로 유전체층을 증착시키는 단계;
S4: 상기 채널 영역의 위쪽에 프린팅 방식을 통해 (잉크젯 프린팅, 에어로졸 분사 프린팅, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 및 그 외 인쇄 방법을 포함)게이트를 제조하여 두 개의 독립적인 트랜지스터 소자인 스위칭 TFT와 구동 TFT를 얻어내는 단계; 및
S5: 상기 스위칭 TFT의 드레인과 상기 구동회로의 TFT의 게이트를 전기적으로 연결하고, AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 얻어내는 단계;를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에와 도면을 결합하여 본 발명의 실시예에서의 기술적 방안에 대해 상세한 설명을 할 것이다. 물론 이하에서 설명하는 도면은 단지 본 발명에서 기재하는 일 실시예일 뿐이다. 본 발명의 실시예를 토대로, 본 기술 영역의 통상의 기술자가 창조적인 노력을 들이지 않는 범위 안에서 얻을 수 있는 다른 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 최선 실시예에서, 탄소나노튜브 트랜지스터는 플렉서블한 기판(1), 기판(1)상에 형성되는 소스(2)와 드레인(3), 소스(2)와 드레인(3) 사이의 채널 구역 내에 형성되는 능동 도전층(4), 능동 도전층(4)의 위쪽에 형성되는 유전체층(5), 및 채널 구역의 위쫏에 위치하는 게이트(6)를 포함한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 최선 실시예에서, AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로는 스위칭 TFT와 구동 TFT를 포함하되, 상기 스위칭 TFT와 상기 구동 TFT는 모두 도 1의 탄소나노튜브 박막트랜지스터을 이용하며, 상기 스위칭 TFT의 드레인(10)은 도전물질(20)을 통해 상기 구동 TFT의 게이트(30)에 전기적으로 연결되는데, 여기에서의 도전물질(20)은 은 나노 와이어, 은 나노 입자, 도전성 중합체 또는 다른 도전성 재료이다.
상기 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로의 제조 방법은 다음 단계들을 포함한다:
1) 플렉서블 PET 기판상에 Au를 증착하여, 스위칭 TFT와 구동 TFT의 소스 드레인 전도성 전극을 형성한다. 구체적으로, 여기에서의 소스 드레인 전도성 전극의 재료는 여러가지가 될 수 있는데, 예를 들어, Au，Cu，Ag, 그래핀, 탄소나노튜브일 수 있으며, 제조 방식은 전자빔 증발, 마그네트론 스퍼터링, 잉크젯 프린팅 및 에스탕프 등의 방식일 수 있다.
2) 0℃ 이하의 온도 조건에서, 직경이 1.3~2nm인 탄소나노튜브를 중합체를 함유한 유기용액에 분산시켜, 분산된 균일한 탄소나노튜브 용액을 얻는다; 그리고 탄소나노튜브 용액에 대해 원심 처리를 진행하되 원심 속도는 10000g보다 크고, 원심 시간은 30 min~120min 사이로서, 상층 표면에 뜨는 액채를 분리해 내어, 농축된 대직경 반도체 탄산나노튜브를 얻는다. 직경이 1.3~2nm인 탄소나노튜브는 특히 상업화된 대(大) 직경 P2 단일벽 탄소나노튜브(아크방전 방법으로 제조)를 사용한다; 상기 탄소나노튜브 박막 트랜지스터에서, 상기 분산된 균일한 탄소나노튜브 용액이 중합체를 함유하는 농도는 0.0001-5 wt %로 제어되고; 상기 중합체는 폴리티오펜 유도체, 폴리플루오렌 및/또는 폴리플루오렌 유도체, 폴리카바졸 및/또는 폴리카바졸 유도체, 폴리벤젠아세틸렌 유도체 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함한다.
3) 잉크젯 프린팅, 에어로졸 프린팅, 첨지, 드롭 도포(滴)등의 방식으로, 잘 분리된 대 직경 반도체 탄소나노튜브를 소스 드레인 전극 사이의 채널에 증착한다. 구동 TFT의 출력 전류가 충분히 OLED 픽셀을 발광시킬 수 있도록 하기 위해 채널의 탄소 튜브 농도를 제어할 필요가 있는데, 기본적으로 매 1μm2 당 30에서 40개의 탄소나노튜브를 유지하고, 채널의 길이를 20μm로 했을 때, 전류는 10-4A이상이 될 수 있다.
4) 120oC 온도에서, 원자층 증착을 통해 한 층 두께가 50nm인 산화 하프늄（HfOX）유전체층 재료를 증착하는데, 증착 온도와 증착 두께를 조절함으로써 유전제층이 누전되지 않고 능동층 재료의 도전성능에 영향이 없도록 보장한다; 또는 100nmAl2O3 및 다른 일정한 두께의 유전 재료를 증착한 것일 수 있다; 또는 프린팅을 통해 제조된 이온 아교 유전재료, 불소 중합체 및 불소 중합체와 그래핀, 그래핀 산화물, 할로겐 그래핀과 탄소나노튜브의 복합유전재료 또는 전해질유전재료일 수 있다.
5) 소드 드레인 전극 태널의 바로 위쪽에, 잉크젯 프린팅 또는 에어로졸 프린팅을 통해 도전성 은 나노입자를 프린팅하여 게이트를 형성하고, 120oC에서 90min 동안 열처리하여 은의 우수한 도전성을 보장한다.
도 3의 a)와 b)는 획득한 단일 트랜지스터의 전기적 성능에 대한 것으로서, 트랜지스터의 전류가 5×10-4A까지 용이하게 도달함을 볼 수 있고, 스위칭 비도 10-3이상으로서 OLED 픽셀 발광을 위한 조건을 만족시킬 수 있다.
6) 스위칭 TFT의 드레인과 구동 TFT의 게이트 사이에 도전성 은 나노 입자 또는 다른 도전성 재료를 프린팅하되, 120oC에서 90min 동안 열처리하여 은의 우수한 도전성을 보장하고, 스위칭 TFT와 구동 TFT를 연결한다.
도 3의 c), d), e) 그리고 f)는 구동회로의 전기적 성능을 측정한 그래프로서, Vscan=-3.5 V 및 Vdd= 0.8 V에서，출력 전류가 2.5×10-4A에 이를 수 있어 OLED 를 충분히 작동시킬 수 있다.
결국, 제작된 OLED 픽셀의 플렉서블 구동회로의 스위칭 TFT와 구동 TFT 의 동일한 층이 연결되도록 실현하여 회로가 층을 벗어나 연결되는 문제를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 성공적인 OLED 발광을 실현할 수 있다.
본 명세서에서, 예를 들어, 제1 및 제2와 같은 방식으로 설명한 것은 단지 하나의 실시 방식과 다른 실시 방식 간에 구별을 위한 것일 뿐이니, 이들 실시 방식이 서로 어떠한 실질적 관계를 가지고 있다거나 혹은 순서를 의미하는 것은 아니다. 또한, "포함한다" 또는 "포괄한다"는 것의 의미는 개방형 서술 방식으로서, 일련의 구성요소로서 과정, 방법, 물건 또는 설비 등을 포함한다는 것은 단지 그러한 구성요소만을 포함한다는 것이 아니라, 명시하지는 않은 구성요소 또는 그러한 과정, 방법, 물건 또는 설비의 고유의 구성요소들을 더 포함할 수 있음을 의미한다. 다른 한정 표현이 없는 한, "하나의 ...를 포함한다"는 식으로 한정된 표현 역시 언급된 과정, 방법, 물건 또는 설비 이외에도 다른 동일한 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
이상에서 설명한 실시예는 단지 본 발명에서 기재하는 일 실시예일 뿐으로서, 본 발명의 실시예를 토대로, 본 기술 영역의 통상의 기술자가 창조적인 노력을 들이지 않는 범위 안에서 얻을 수 있는 다른 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (12)

  1. AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 제조하는 방법으로서,
    상기 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로는 스위칭 TFT와 구동 TFT를 포함하고, 상기 스위칭 TFT와 상기 구동 TFT는 각각,
    기판;
    상기 기판에 형성되는 소스와 드레인;
    상기 소스와 드레인 사이의 채널 영역 내에 형성되는 능동 도전층;
    상기 소스, 상기 드레인 및 상기 능동 도전층 상에 형성되는 유전체층; 및
    상기 채널 영역의 위쪽에 위치하는 게이트;
    를 포함하며,
    상기 능동 도전층은 탄소나노튜브이고, 상기 스위칭 TFT의 드레인은 상기 구동 TFT의 게이트에 전기적으로 연결되며,
    상기 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 제조하는 방법은,
    플렉서블 기판에 스위칭 TFT와 구동 TFT의 소스와 드레인을 각각 제조하는 단계;
    0℃ 이하의 온도 조건에서, 직경이 1.3~2nm인 탄소나노튜브를 중합체를 함유한 유기용액에 분산시켜 분산된 균일한 탄소나노튜브 용액을 얻는 단계;
    탄소나노튜브 용액에 대해 원심 처리를 진행하되 원심 속도는 10000g(g: 중력 가속도) 보다 크고, 원심 시간은 30 min~120min 사이로서, 상층 표면에 뜨는 액체를 분리해 내어 농축된 대(大)직경 반도체 탄소나노튜브를 얻는 단계;
    상기 대직경 반도체 탄소나노튜브를 소스와 드레인 사이의 채널 영역에 증착하여 능동 도전층을 형성하는 단계;
    상기 플렉서블 기판 상의 상기 소스, 상기 드레인 및 상기 능동 도전층 상에 유전체층을 증착시키는 단계로서, 120℃ 온도에서 원자층 증착을 통해 유전체층 재료를 증착하는 단계;
    상기 채널 영역의 위쪽에 잉크젯 프린팅 또는 에어로졸 프린팅을 통해 게이트를 제조하고, 120℃에서 90min 동안 열처리하며, 두 개의 독립적인 트랜지스터 소자인 스위칭 TFT와 구동 TFT를 얻어내는 단계; 및
    상기 스위칭 TFT의 드레인과 상기 구동 TFT의 게이트를 전기적으로 연결하고, AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 얻어내는 단계;
    를 포함하고,
    상기 대직경 반도체 탄소나노튜브를 증착하는 단계에서는, 상기 채널 영역의 탄소나노튜브 농도를 매 1μm2 당 30~40 개의 탄소나노튜브를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 플렉서블 기판인 것을 특징으로 하는 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 제조하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층의 재료는 산화알루미늄, 산화하프늄, 이온아교 유전재료, 불소 중합체, 불소 중합체와 그래핀, 그래핀 산화물, 할로겐 그래핀과 탄소나노튜브의 복합유전재료 또는 전해질유전재료로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 제조하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 게이트, 소스 및 드레인의 재질은 금, 은, 그래핀, 탄소나노튜브, ITO 또는 PEDOT에서 선택되는 것을 특징으로 하는 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 제조하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 재질은 PET, PEN 또는 PI에서 선택되는 것을 특징으로 하는 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 제조하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분산된 균일한 탄소나노튜브 용액이 중합체를 함유하는 농도는 0.0001-5 wt %로 제어되고;
    상기 중합체는 폴리티오펜 유도체, 폴리플루오렌 및/또는 폴리플루오렌 유도체, 폴리카바졸 및/또는 폴리카바졸 유도체, 폴리벤젠아세틸렌 유도체 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 제조하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 TFT 또는 구동 TFT는
    a. 상기 기판에 소스와 드레인을 제조하는 단계;
    b. 상기 소스와 상기 드레인 사이의 채널 영역에서 탄소나노튜브용액을 에어로졸 분사 프린팅, 잉크젯 프린팅, 오픈 릴 방식, 요판 프린팅, 침지 코팅 또는 드롭 코팅하여, 능동 도전층을 형성하는 단계;
    c. 상기 기판 상의 상기 소스, 상기 드레인 및 상기 능동 도전층 상에 유전체층을 증착시키는 단계; 및
    d. 상기 채널 영역의 위쪽에 게이트를 제조하는 단계;
    를 포함하는 방법으로 제조되는 것인,
    AMOLED 픽셀 플렉서블 구동회로를 제조하는 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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