KR102167516B1 - Organic single crystal, organic transistor comprising the same, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

소정의 폭 및 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계, 상기 몰드에 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채우는 단계, 및 상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 유기 단결정으로 성장시키는 단계를 포함하는 유기 단결정의 제조 방법이 제공된다.Preparing a mold in which at least one channel having a predetermined width and height is formed, providing an organic ink containing an organic polymer precursor and an organic solvent to the mold, and filling a channel of the mold with the organic ink, and In a state in which the same organic solvent as the organic solvent is provided around the mold, the organic solvent in the organic ink is volatilized, the organic polymer precursor is self-assembled and crystallized, and grown into an organic single crystal in the channel. A method for producing an organic single crystal is provided.

Description

유기 단결정, 그를 포함하는 유기 트랜지스터, 및 그 제조 방법들{Organic single crystal, organic transistor comprising the same, and manufacturing method thereof}Organic single crystal, organic transistor including the same, and manufacturing methods thereof TECHNICAL FIELD

본 발명은 유기 단결정, 그를 포함하는 유기 트랜지스터, 및 그 제조 방법들에 관련된 것이다.The present invention relates to an organic single crystal, an organic transistor including the same, and methods of manufacturing the same.

유기 반도체는 유연한 특성을 가지며, 플라스틱과 같은 재료를 포함하는 기판 상에 간단히 인쇄 가능한 장점이 있다. 더불어, 유기 반도체는 특유의 광전자 특성을 포함하는 것에 따라, 플렉시블 디스플레이, 스마트 카드, 메모리 장치, 및 태양 전지 등에 응용할 수 있다. The organic semiconductor has a flexible property, and has the advantage of being able to print simply on a substrate including a material such as plastic. In addition, organic semiconductors can be applied to flexible displays, smart cards, memory devices, solar cells, etc. as they include unique optoelectronic properties.

이러한 이유로, 유기 반도체를 제조하기 위해, 종래에는 딥 코팅(dip coating), 존 캐스팅(zone casting), 브러쉬 페인팅(brush painting), 바 코팅(bar coating), 및 슬롯 다이 코팅(slot- die coating)를 포함하는 용액 공정 중에서 적어도 어느 하나를 이용하고 있다. For this reason, in order to manufacture organic semiconductors, conventionally, dip coating, zone casting, brush painting, bar coating, and slot-die coating At least any one of the solution processes including: is used.

예를 들어, 국제특허 공개공보 WO2012169696A1에는, 유리, PET, PEN과 같이 투명하거나 실리콘 웨이퍼와 같이 불투명한 기판을 준비하는 단계, 상기 준비된 기판에는 인듐 틴 옥사이드(ITO)를 증착시키는 단계, 상기 ITO가 증착된 기판을 아세톤, 이소프로필알코올, 증류수 등을 용매로 초음파세척장치를 사용하여 1차 세척하는 단계, 상기 세척단계가 종료된 기판을 100 ℃ 이상의 온도의 챔버에서 10 분 이상 열처리하는 단계, 상기 열처리된 기판을 산소플라즈마 장비를 이용해서 5~100 mW의 세기로 2차 세척하는 단계, 상기 2차 세척이 종료된 기판 상에 유기 반도체 용액을 도포하는 단계, 상기 유기 반도체 용액이 도포된 기판을 바코터(bar-coater)를 사용하여 코팅하는 단계, 및 상기 코팅이 종료된 기판을 핫 플레이트나 열처리 챔버를 사용하여 80~200 ℃에서 10 분 이상 열처리하는 단계를 포함하는 바 코팅 공정을 이용한 유기 반도체 박막의 제조 방법이 개시되어 있다.For example, in International Patent Publication WO2012169696A1, preparing a transparent substrate such as glass, PET, or PEN or an opaque substrate such as a silicon wafer, depositing indium tin oxide (ITO) on the prepared substrate, the ITO Primary cleaning of the deposited substrate using an ultrasonic cleaning device using acetone, isopropyl alcohol, distilled water, etc. as a solvent, heat-treating the substrate after the cleaning step in a chamber at a temperature of 100°C or higher for 10 minutes or more, the Secondary cleaning of the heat-treated substrate with an intensity of 5 to 100 mW using an oxygen plasma equipment, applying an organic semiconductor solution on the substrate on which the secondary cleaning has been completed, and applying the substrate to which the organic semiconductor solution has been applied. Organic using a bar coating process comprising the step of coating using a bar-coater and heat-treating the coated substrate at 80-200° C. for 10 minutes or more using a hot plate or a heat treatment chamber. A method of manufacturing a semiconductor thin film is disclosed.

하지만, 상기 용액 공정을 이용하는 경우, 고품질의 결정성을 갖는 대면적 박막을 제조하는 것이 용이하지 않을 수 있다. 또한, 상기 용액 공정으로 제조된 유기 박막의 경우, 다결정 구조를 포함할 수 있다. 상기 다결정 구조를 포함하는 상기 유기 박막은 결정립계(grain boundary), 구조적 결함(structural defect), 및 분자 장애(molecular disorder)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 다결정 구조의 유기 박막을 이용하는 경우, 전계 효과 이동도(field effect mobility), on/off 전류 비율(on/off current ratio), 및 임계 전압(threshold voltage)을 포함하는 전기적 특성이 저하될 수 있다. However, in the case of using the solution process, it may not be easy to manufacture a large area thin film having high quality crystallinity. In addition, in the case of the organic thin film manufactured by the solution process, it may include a polycrystalline structure. The organic thin film including the polycrystalline structure may include grain boundaries, structural defects, and molecular disorders. Accordingly, in the case of using the polycrystalline organic thin film, electrical properties including field effect mobility, on/off current ratio, and threshold voltage are reduced. Can be.

따라서, 전기적 특성이 향상된 대면적의 유기 단결정을 간단한 공정으로 제조할 수 있는 방법의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a method for manufacturing a large-area organic single crystal with improved electrical properties through a simple process.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 몰드의 채널에 유기 잉크를 채우는 간단한 공정을 이용한 유기 단결정 제조 방법을 제공하는 데 있다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing an organic single crystal using a simple process of filling an organic ink in a channel of a mold.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 몰드의 채널 형상에 따라 성장하는 유기 단결정 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing an organic single crystal grown according to a channel shape of a mold.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 대면적의 유기 단결정 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a large-area organic single crystal.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 균일한 패턴을 가지는 유기 단결정 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing an organic single crystal having a uniform pattern.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 유기 고분자 전구체가 유기 단결정으로 성장하는 과정에서, 채널의 형상을 따라, 길이 방향과 평행인 백본 체인(backbone chain) 및 길이 방향과 수직인 파이-파이 스태킹(π-π stacking) 구조를 포함하는 유기 단결정의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is, in the process of growing an organic polymer precursor into an organic single crystal, along the shape of a channel, a backbone chain parallel to the longitudinal direction and a pi-pi perpendicular to the longitudinal direction. It is to provide a method of manufacturing an organic single crystal including a stacking (π-π stacking) structure.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, triclinic 단결정 구조를 포함하는 유기 단결정을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an organic single crystal including a triclinic single crystal structure.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 유기 고분자 전구체가 유기 단결정으로 성장하는 과정에서, 분자들의 rearrangement가 일어나는 것에 따라, 결정성이 향상된 유기 단결정을 포함하는 유기 트랜지스터의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing an organic transistor including an organic single crystal with improved crystallinity as rearrangement of molecules occurs in the process of growing an organic polymer precursor into an organic single crystal. have.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 소스 및 드레인 전극과, 유기 단결정 사이에 접촉 저항이 감소되어, 전계 효과 이동도가 향상된 유기 트랜지스터의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing an organic transistor with improved field effect mobility by reducing contact resistance between the source and drain electrodes and the organic single crystal.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 유기물의 종류에 따라 제한된 폭 및 높이를 포함하는 유기 단결정을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an organic single crystal having a limited width and height according to the type of organic material.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 채널의 길이 방향과 평행인 백본 체인 및 길이 방향과 수직인 파이-파이 스태킹 구조를 포함하는 유기 단결정을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an organic single crystal including a backbone chain parallel to the longitudinal direction of a channel and a pi-pi stacking structure perpendicular to the longitudinal direction.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 폭 100 nm 이하 및 높이 200 nm 이하의 적어도 하나의 채널들을 포함하는 액티브층을 포함하는 유기 트랜지스터를 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an organic transistor including an active layer including at least one channel having a width of 100 nm or less and a height of 200 nm or less.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유기 단결정 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above-described technical problem, the present invention provides a method for producing an organic single crystal.

일 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정 제조 방법은, 소정의 폭 및 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계, 상기 몰드에 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채우는 단계, 및 상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 유기 단결정으로 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the method of manufacturing an organic single crystal comprises: preparing a mold having at least one channel having a predetermined width and height, providing an organic ink including an organic polymer precursor and an organic solvent to the mold, Filling the channel of the mold with the organic ink, and in a state where the same organic solvent as the organic solvent is provided around the mold, the organic solvent in the organic ink is volatilized, and the organic polymer precursor is self-assembled and crystallized. Thus, it may include the step of growing an organic single crystal in the channel.

일 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 상기 몰드 주변에 제공된 상기 유기 용매에 의하여, 상기 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연될 수 있다.According to an embodiment, in the step of growing the organic single crystal, the self-assembly and crystallization speed of the organic polymer precursor may be delayed by the organic solvent provided around the mold.

일 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계 이후에, 기판을 준비하는 단계, 및 상기 몰드로 상기 기판을 덮어, 상기 기판 상에 상기 채널 내부의 상기 유기 단결정을 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, after the step of growing the organic single crystal, preparing a substrate, and covering the substrate with the mold, and transferring the organic single crystal inside the channel onto the substrate. I can.

일 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계는, 진공 분위기에서 어닐링하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of growing the organic single crystal may further include annealing in a vacuum atmosphere.

일 실시 예에 따르면, 성장된 상기 유기 단결정의 백본 체인(backbone chain)은 상기 채널의 길이 방향과 평행할 수 있다.According to an embodiment, a backbone chain of the grown organic single crystal may be parallel to the length direction of the channel.

일 실시 예에 따르면, 상기 몰드를 준비하는 단계는, 상기 유기 고분자 전구체의 종류에 따라 제한된 폭 및 높이를 가지는 상기 채널을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 유기 고분자 전구체가 PCDTPT(poly[4-(4,4-dihexadecyl-4H-cyclopenta[1,2-b:5,4-b']-dithiophen-2-yl)-alt-[1,2,5]thiadiazolo-[3,4-c]pyridine])를 포함하는 경우, 상기 채널의 폭은 100 nm 이하이고, 높이는 200 nm 이하일 수 있다.According to an embodiment, the preparing of the mold further includes forming the channel having a limited width and height according to the type of the organic polymer precursor, wherein the organic polymer precursor is PCDTPT (poly[4- (4,4-dihexadecyl-4H-cyclopenta[1,2-b:5,4-b']-dithiophen-2-yl)-alt-[1,2,5]thiadiazolo-[3,4-c] pyridine]), the width of the channel may be 100 nm or less, and the height may be 200 nm or less.

일 실시 예에 따르면, 상기 몰드를 준비하는 단계, 및 상기 채널을 채우는 단계 사이에, 기판 상에 상기 유기 잉크를 제공하는 단계, 및 상기 몰드로 상기 기판을 덮는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, between preparing the mold and filling the channel, providing the organic ink on a substrate, and covering the substrate with the mold may be included.

상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유기 트랜지스터 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above-described technical problem, the present invention provides a method of manufacturing an organic transistor.

일 실시 예에 따르면, 상기 유기 트랜지스터 제조 방법은, 소정의 폭 및 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계, 상기 몰드에 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채우는 단계, 상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 유기 단결정으로 성장시키는 단계, 및 상기 유기 단결정과 전기적으로 접촉하는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the method of manufacturing an organic transistor comprises: preparing a mold having at least one channel having a predetermined width and height, providing an organic ink containing an organic polymer precursor and an organic solvent to the mold, Filling the channel of the mold with the organic ink, while providing the same organic solvent as the organic solvent around the mold, volatilizing the organic solvent in the organic ink, and self-assembling and crystallizing the organic polymer precursor , Growing an organic single crystal in the channel, and forming source and drain electrodes in electrical contact with the organic single crystal.

일 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 상기 몰드 주변에 제공된 상기 유기 용매에 의하여, 상기 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연될 수 있다.According to an embodiment, in the step of growing the organic single crystal, the self-assembly and crystallization speed of the organic polymer precursor may be delayed by the organic solvent provided around the mold.

일 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 제1 소정 시간 동안 제1 어닐링하는 단계를 더 포함하고, 상기 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계 이후에, 제2 소정 시간 동안 제2 어닐링하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, in the step of growing the organic single crystal, the step of first annealing for a first predetermined time is further included, and after the step of forming the source and drain electrodes, the second annealing for a second predetermined time It may further include the step of.

일 실시 예에 따르면, 상기 몰드를 준비하는 단계는, 상기 유기 고분자 전구체의 종류에 따라 제한된 폭 및 높이를 가지는 상기 채널을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 유기 고분자 전구체가 PCDTPT를 포함하는 경우, 상기 채널의 폭은 100 nm 이하이고, 높이는 200 nm 이하일 수 있다.According to an embodiment, the preparing of the mold further comprises forming the channel having a limited width and height according to the type of the organic polymer precursor, and when the organic polymer precursor includes PCDTPT, The channel may have a width of 100 nm or less and a height of 200 nm or less.

상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유기 단결정을 제공한다. In order to solve the above-described technical problem, the present invention provides an organic single crystal.

일 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정은, 길이 방향으로 연장되되, 폭 100 nm 이하 및 높이 200 nm 이하의 채널 형상을 가지며, 단결정의 PCDTPT를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the organic single crystal extends in a length direction, has a channel shape of 100 nm or less in width and 200 nm or less in height, and may include a single crystal PCDTPT.

일 실시 예에 따르면, 상기 PCDTPT의 백본 체인은 상기 길이 방향과 평행할 수 있다.According to an embodiment, the backbone chain of the PCDTPT may be parallel to the length direction.

일 실시 예에 따르면, 상기 PCDTPT의 파이-파이 스태킹(π-π stacking)은 상기 길이 방향과 서로 다른 방향일 수 있다.According to an embodiment, the pi-pi stacking of the PCDTPT may be in a direction different from the longitudinal direction.

일 실시 예에 따르면, 상기 단결정 상은 triclinic 구조를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the single crystal phase may include a triclinic structure.

상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유기 트랜지스터를 제공한다. In order to solve the above-described technical problem, the present invention provides an organic transistor.

일 실시 예에 따르면, 상기 유기 트랜지스터는, 게이트 전극, 상기 게이트 전극 일 측에 마련된 절연막, 상기 절연막 일 측에 마련된 PCDTPT를 포함하는 액티브층, 및 상기 액티브층에 전기적으로 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하되, 상기 액티브층은, 폭 100 nm 이하 및 높이 200 nm 이하의 적어도 하나의 채널들을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the organic transistor includes a gate electrode, an insulating film provided on one side of the gate electrode, an active layer including PCDTPT provided on one side of the insulating film, and a source electrode and a drain electrode electrically contacting the active layer. Including, wherein the active layer may include at least one channel having a width of 100 nm or less and a height of 200 nm or less.

일 실시 예에 따르면, 상기 액티브층의 상기 PCDTPT는 단결정일 수 있다. According to an embodiment, the PCDTPT of the active layer may be a single crystal.

일 실시 예에 따르면, 상기 단결정은 triclinic 구조를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the single crystal may include a triclinic structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 단결정은, 상기 채널들의 길이 방향과 서로 다른 방향의 파이-파이 스태킹을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the single crystal may include pi-pie stacking in a direction different from the length direction of the channels.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정의 제조 방법은 소정의 폭 및 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계, 상기 몰드에 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채우는 단계, 및 상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 유기 단결정으로 성장시키는 단계를 포함하는 유기 단결정의 제조 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the method of manufacturing an organic single crystal includes preparing a mold having at least one channel having a predetermined width and height, and providing an organic ink containing an organic polymer precursor and an organic solvent to the mold. Then, filling the channel of the mold with the organic ink, and in a state in which the same organic solvent as the organic solvent is provided around the mold, the organic solvent in the organic ink is volatilized, and the organic polymer precursor is self-assembled. And crystallizing and growing an organic single crystal in the channel.

이에 따라, 상기 유기 단결정으로성 성장시키는 단계에서, 상기 몰드 주변에 제공된 상기 유기 용매에 의하여, 상기 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연될 수 있고, 이에 따라, 상기 유기 고분자 전구체가 상기 유기 단결정으로 용이하게 성장할 수 있다. 또한, 상기 유기 단결정의 제조 방법으로 제조된 상기 유기 단결정은, 길이 방향과 평행한 백본 체인, 및 길이 방향과 수직인 파이-파이 스태킹 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정 내의 전하 이동도가 향상될 수 있고, 상기 유기 단결정을 디바이스에 이용하는 경우, 상기 디바이스의 전하 이동도도 향상될 수 있다. Accordingly, in the step of growing the organic single crystal, the self-assembly and crystallization rate of the organic polymer precursor may be delayed by the organic solvent provided around the mold. Accordingly, the organic polymer precursor is It can be easily grown as a single crystal. In addition, the organic single crystal manufactured by the method of manufacturing the organic single crystal may include a backbone chain parallel to the length direction, and a pi-pie stacking structure perpendicular to the length direction. Accordingly, charge mobility in the organic single crystal can be improved, and when the organic single crystal is used in a device, the charge mobility of the device can also be improved.

본 발명의 실시 예에 따르면, 소정의 폭 및 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계, 상기 몰드에 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채우는 단계, 상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 유기 단결정으로 성장시키는 단계, 및 상기 유기 단결정과 전기적으로 접촉하는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 트랜지스터 제조 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, preparing a mold having at least one channel having a predetermined width and height, providing an organic ink containing an organic polymer precursor and an organic solvent to the mold, and using the organic ink Filling the channel of the mold, in a state in which the same organic solvent as the organic solvent is provided around the mold, the organic solvent in the organic ink is volatilized, and the organic polymer precursor is self-assembled and crystallized, A method of manufacturing an organic transistor including growing into a single crystal, and forming source and drain electrodes in electrical contact with the organic single crystal may be provided.

이에 따라, 상기 유기 단결정으로성 성장시키는 단계에서, 상기 몰드 주변에 제공된 상기 유기 용매에 의하여, 상기 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연될 수 있고, 이에 따라, 상기 유기 고분자 전구체가 상기 유기 단결정으로 용이하게 성장할 뿐만 아니라, 상기 유기 단결정은 길이 방향과 평행한 백본 체인, 및 길이 방향과 수직인 파이-파이 스태킹 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 트랜지스터의 전하 이동도가 향상될 수 있다. Accordingly, in the step of growing the organic single crystal, the self-assembly and crystallization rate of the organic polymer precursor may be delayed by the organic solvent provided around the mold. Accordingly, the organic polymer precursor is In addition to being easily grown into a single crystal, the organic single crystal may include a backbone chain parallel to the length direction, and a pi-pi stacking structure perpendicular to the length direction. Accordingly, charge mobility of the organic transistor may be improved.

또한, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 제1 소정 시간 동안 제1 어닐링하는 단계를 더 포함하고, 상기 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계 이후에, 제2 소정 시간 동안 제2 어닐링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 어닐링하는 단계에 의해, 상기 유기 고분자 전구체가 상기 유기 단결정으로 성장하는 과정에서, 분자들의 rearrangement가 일어날 수 있다. 이에 따라, 제조된 상기 유기 단결정의 결정성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 제2 어닐링하는 단계에 의해, 상기 소스 및 드레인 전극과, 상기 유기 단결정 사이에 존재할 수 있는 수분 또는 산소가 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 소스 및 드레인 전극과, 상기 유기 단결정 사이에 접촉 저항이 감소되어, 전계 효과 이동도가 향상될 수 있다.In addition, in the step of growing the organic single crystal, a step of first annealing for a first predetermined time is further included, and after the step of forming the source and drain electrodes, a second annealing for a second predetermined time is further performed. Can include. Accordingly, in the process of growing the organic polymer precursor into the organic single crystal by the first annealing step, rearrangement of molecules may occur. Accordingly, the crystallinity of the prepared organic single crystal may be improved. Further, by the second annealing step, moisture or oxygen that may exist between the source and drain electrodes and the organic single crystal may be removed. Accordingly, contact resistance between the source and drain electrodes and the organic single crystal may be reduced, so that electric field effect mobility may be improved.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2 A의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 잉크로 몰드의 채널을 채우는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 용매와 동일한 유기 용매를 몰드 주변에 제공한 상태에서, 유기 잉크 내의 유기 용매를 휘발시키는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5 B의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 내에 유기 단결정으로 성장시키는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정의 백본 체인(backbone chain)을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기판을 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 상에 유기 단결정을 전사하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 몰드를 기판으로부터 제거하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정의 제조 방법으로 제조된 유기 단결정을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 변형 예에 따른 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13 A의 확대도이다.
도 15는 본 발명의 변형 예에 따른 기판 상에 유기 잉크를 제공하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 변형 예에 따른 몰드로 기판을 덮는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 변형 예에 따른 유기 잉크로 몰드의 채널을 채우는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 변형 예에 따른 유기 용매와 동일한 유기 용매를 몰드 주변에 제공한 상태에서, 유기 잉크 내의 유기 용매를 휘발시키는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 도 18 B의 확대도이다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 트랜지스터의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 21 a)는 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 SEM(scanning electron microscope) 이미지이다.
도 21 b)는 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 폭을 보기 위한 magnified view이다.
도 21 c)는 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 높이를 보기 위한 magnified view이다.
도 22는 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 TEM(transmission electron microscope) 이미지이다.
도 23은 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 SAED(selective area electron diffraction) 패턴 이미지이다.
도 24는 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 유닛 셀(unit cell) 구조를 설명하기 위한 SEM 이미지이다.
도 25는 본 발명의 실험 예 2에 따른 유기 단결정의 SEM 이미지이다.
도 26은 본 발명의 실험 예 2에 따른 유기 단결정의 SAED 패턴 이미지이다.
도 27은 본 발명의 비교 예 1에 따른 유기 단결정의 SEM 이미지이다.
도 28은 본 발명의 비교 예 1에 따른 유기 단결정의 SAED 패턴 이미지이다.
도 29는 본 발명의 비교 예 2에 따른 유기 단결정의 SEM 이미지이다.
도 30은 본 발명의 비교 예 2에 따른 유기 단결정의 SAED 패턴 이미지이다.
도 31은 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 SEM 이미지이다.
도 32는 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 ID-VD(drain current-drain voltage) output 곡선이다.
도 33은 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 ID-VG(drain current-gate voltage) transfer 곡선이다.
도 34는 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 환경 안정성을 보여주는 그래프이다.
도 35는 제2 어닐링하기 전, 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 ID-VG transfer 곡선이다.
도 36은 제2 어닐링한 후, 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 ID-VG transfer 곡선이다.1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing an organic single crystal according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a step of preparing a mold in which at least one channel is formed according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of FIG. 2A.
4 is a view for explaining a step of filling a channel of a mold with an organic ink according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a step of volatilizing an organic solvent in an organic ink while providing the same organic solvent as the organic solvent around a mold according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view of FIG. 5B.
7 is a diagram illustrating a step of growing an organic single crystal in a channel according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a backbone chain of an organic single crystal according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a step of preparing a substrate according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating a step of transferring an organic single crystal onto a substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
11 is a view for explaining a step of removing a mold from a substrate according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating an organic single crystal manufactured by a method of manufacturing an organic single crystal according to an embodiment of the present invention.
13 is a view for explaining a step of preparing a mold in which at least one channel is formed according to a modified example of the present invention.
14 is an enlarged view of FIG. 13A.
15 is a view for explaining a step of providing an organic ink on a substrate according to a modified example of the present invention.
16 is a diagram for explaining a step of covering a substrate with a mold according to a modified example of the present invention.
17 is a view for explaining a step of filling a channel of a mold with an organic ink according to a modified example of the present invention.
18 is a view for explaining a step of volatilizing an organic solvent in an organic ink in a state where the same organic solvent as the organic solvent according to a modified example of the present invention is provided around a mold.
19 is an enlarged view of FIG. 18B.
20 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an organic transistor according to an embodiment of the present invention.
21 a) is a scanning electron microscope (SEM) image of an organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention.
21 b) is a magnified view for viewing the width of an organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention.
21 c) is a magnified view for viewing the height of an organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention.
22 is a TEM (transmission electron microscope) image of an organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention.
23 is an image of a selective area electron diffraction (SAED) pattern of an organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention.
24 is an SEM image for explaining the unit cell structure of an organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention.
25 is an SEM image of an organic single crystal according to Experimental Example 2 of the present invention.
26 is a SAED pattern image of an organic single crystal according to Experimental Example 2 of the present invention.
27 is an SEM image of an organic single crystal according to Comparative Example 1 of the present invention.
28 is a SAED pattern image of an organic single crystal according to Comparative Example 1 of the present invention.
29 is an SEM image of an organic single crystal according to Comparative Example 2 of the present invention.
30 is a SAED pattern image of an organic single crystal according to Comparative Example 2 of the present invention.
31 is an SEM image of an organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention.
32 is an I D -V D (drain current-drain voltage) output curve of an organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention.
33 is an I D -V G (drain current-gate voltage) transfer curve of an organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention.
34 is a graph showing environmental stability of an organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention.
35 is an I D -V G transfer curve of the organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention before the second annealing.
36 is an I D -V G transfer curve of an organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention after a second annealing.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently transmitted to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상, 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed between them. In addition, in the drawings, the shape and size are exaggerated for effective description of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. In addition, in the present specification,'and/or' is used to mean including at least one of the elements listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. In the specification, expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, elements, or a combination of the features described in the specification, and one or more other features, numbers, steps, and configurations It is not to be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in the present specification, "connection" is used to include both indirectly connecting a plurality of constituent elements and direct connecting.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Further, in the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정의 제조 방법이 설명된다.Hereinafter, a method of manufacturing an organic single crystal according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2 A의 확대도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 잉크로 몰드의 채널을 채우는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 용매와 동일한 유기 용매를 몰드 주변에 제공한 상태에서, 유기 잉크 내의 유기 용매를 휘발시키는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5 B의 확대도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 내에 유기 단결정으로 성장시키는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정의 백본 체인(backbone chain)을 설명하기 위한 도면이다.1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing an organic single crystal according to an embodiment of the present invention. 2 is a view for explaining a step of preparing a mold in which at least one channel is formed according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an enlarged view of FIG. 2A, and FIG. 4 is It is a drawing for explaining the step of filling the channel of the mold with ink. 5 is a view for explaining a step of volatilizing an organic solvent in an organic ink in a state where the same organic solvent as the organic solvent according to an embodiment of the present invention is provided around a mold, and FIG. 6 is an enlarged view of FIG. 5B And FIG. 7 is a diagram illustrating a step of growing an organic single crystal in a channel according to an exemplary embodiment of the present invention. 8 is a view for explaining a backbone chain of an organic single crystal according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 소정의 폭(w) 및 높이(h)를 가지는 적어도 하나의 채널(110)이 형성된 몰드(100)를 준비할 수 있다(S110). 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드(100)는 플렉시블(flexible) 몰드일 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드는 플렉시블 PUA(polyurethane acrylate)일 수 있다.1 to 3, a mold 100 in which at least one channel 110 having a predetermined width w and height h is formed may be prepared (S110). According to an embodiment of the present invention, the mold 100 may be a flexible mold. For example, the mold may be a flexible PUA (polyurethane acrylate).

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드(100)를 준비하는 단계는, 제한된 폭(w) 및 높이(h)를 가지는 상기 채널(110)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 채널(110)의 폭(w) 및 높이(h)는, 상기 채널(110)을 채우는 물질의 종류에 따라 제한될 수 있는데, 이는 후술되는 단계에서 상세히 설명하기로 한다.According to an embodiment of the present invention, the preparing of the mold 100 may further include forming the channel 110 having a limited width w and a height h. According to an embodiment of the present invention, the width (w) and height (h) of the channel 110 may be limited according to the type of material filling the channel 110, which will be described in detail later in the step. To

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드(100)에 상기 채널(110)을 형성하는 단계를 통해, 상기 채널(110)과 상기 채널(110) 사이에 볼록부가 형성될 수 있다. 상기 몰드(100)가 적어도 하나의 상기 채널(110) 즉, 복수의 상기 채널(110)을 포함하는 것에 따라, 상기 볼록부도 복수로 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, through the step of forming the channel 110 in the mold 100, a convex portion may be formed between the channel 110 and the channel 110. As the mold 100 includes at least one channel 110, that is, the plurality of channels 110, a plurality of convex portions may be formed.

본 발명의 실시 예에 따르면, 복수의 상기 채널(110)은 일정한 폭(w), 높이(h), 및 길이(l)를 포함할 수 있고, 이에 따라, 복수의 상기 볼록부도 일정한 폭, 높이, 및 길이를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 채널(110) 및 상기 볼록부를 포함하는 상기 몰드(100)를 이용하는 경우, 규칙적인 패턴을 인쇄하는 것이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of channels 110 may have a constant width w, a height h, and a length l, and thus, the plurality of convex portions may also have a constant width and height. , And length. Accordingly, when the mold 100 including the channel 110 and the convex portion is used, it is possible to print a regular pattern.

도 4를 참조하면, 상기 몰드(100)에 유기 고분자 전구체(210, 미도시) 및 유기 용매(220)를 포함하는 유기 잉크(200)를 제공하여, 상기 유기 잉크(200)로 상기 몰드(100)의 채널(110)을 채울 수 있다(S120). 본 발명의 실시 예에 따르면, S110 단계에서 상술된 바와 같이, 상기 몰드(100)를 준비하는 단계는 제한된 폭(w) 및 높이(h)를 가지는 상기 채널(110)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 채널(110)의 폭(w) 및 높이(h)는 상기 유기 고분자 전구체(210)의 종류에 따라 제한될 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 고분자 전구체(210)가 PCDTPT(poly[4-(4,4-dihexadecyl-4H-cyclopenta[1,2-b:5,4-b']-dithiophen-2-yl)-alt-[1,2,5]thiadiazolo-[3,4-c]pyridine])를 포함하는 경우, 상기 채널(110)의 폭(w)은 100 nm 이하이고, 높이(h)는 200 nm 이하일 수 있다. 이에 따라, 상기 채널(110)의 형상을 따라 상기 채널(110) 내에 균일하게 수직 성장하는 유기 단결정(300)이 제공될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 PCDTPT를 포함하는 상기 유기 단결정(300)의 경우, 백본 체인(backbone chain, 310) 및 파이-파이 스태킹(π-π stacking, 320)을 포함할 수 있는데, 이는 후술되는 단계에서 상세히 설명하기로 한다.Referring to FIG. 4, an organic ink 200 including an organic polymer precursor 210 (not shown) and an organic solvent 220 is provided to the mold 100, and the mold 100 is used as the organic ink 200. The channel 110 of) may be filled (S120). According to an embodiment of the present invention, as described above in step S110, preparing the mold 100 further includes forming the channel 110 having a limited width (w) and height (h). However, according to an embodiment of the present invention, the width (w) and height (h) of the channel 110 may be limited according to the type of the organic polymer precursor 210. For example, the organic polymer precursor 210 is PCDTPT(poly[4-(4,4-dihexadecyl-4H-cyclopenta[1,2-b:5,4-b']-dithiophen-2-yl)- When including alt-[1,2,5]thiadiazolo-[3,4-c]pyridine]), the width (w) of the channel 110 is 100 nm or less, and the height (h) is 200 nm or less. I can. Accordingly, an organic single crystal 300 uniformly vertically grown in the channel 110 along the shape of the channel 110 may be provided. According to an embodiment of the present invention, in the case of the organic single crystal 300 including the PCDTPT, it may include a backbone chain 310 and pi-pi stacking 320, which It will be described in detail in the steps described later.

반면에, 본 발명의 실시 예와는 다르게, 채널의 폭이 100 nm를 초과하고, 높이가 200 nm를 초과하는 몰드를 준비하고, 상기 몰드에 제공되는 유기 잉크의 유기 고분자 전구체가 PCDTPT를 포함하는 경우에, 상기 채널의 형상을 따라 상기 채널 내에 균일하게 수직 성장하는 유기 결정이 제공되기 어려울 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 몰드 내에 성장하는 상기 유기 결정은, 불규칙적인 원자의 배열을 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 유기 결정은 단결정 구조가 아닌 다결정 구조를 포함할 수 있다.On the other hand, unlike the embodiment of the present invention, a mold having a channel width exceeding 100 nm and a height exceeding 200 nm is prepared, and the organic polymer precursor of the organic ink provided to the mold contains PCDTPT. In some cases, it may be difficult to provide an organic crystal uniformly vertically growing in the channel along the shape of the channel. In addition, the organic crystal growing in the mold may include an irregular arrangement of atoms. In other words, the organic crystal may include a polycrystalline structure rather than a single crystal structure.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드(100)를 준비하는 단계에서, 상기 유기 고분자 전구체(210)의 종류에 따라 제한된 폭(w) 및 높이(h)를 가지는 상기 채널(110)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이에 따라, 상기 채널(110)의 형상을 따라 상기 채널(110) 내에 균일하게 수직 성장하는 상기 유기 단결정(400)이 제공될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정(400)은 상기 채널(110)의 형상을 따라 상기 채널(110) 내에 수직 성장하되, 상기 채널(110)의 양 끝단으로부터 중심부를 향해 성장할 수 있다. 상기 유기 단결정(400)을 성장시키는 단계는, 후술되는 단계에서 상세히 설명하기로 한다.However, according to an embodiment of the present invention, in the step of preparing the mold 100, the channel 110 having a limited width (w) and height (h) according to the type of the organic polymer precursor 210 The forming step may be further included. Accordingly, the organic single crystal 400 uniformly vertically grown in the channel 110 according to the shape of the channel 110 may be provided. According to an exemplary embodiment of the present invention, the organic single crystal 400 may grow vertically in the channel 110 along the shape of the channel 110, but may grow from both ends of the channel 110 toward the center. The step of growing the organic single crystal 400 will be described in detail in a step to be described later.

S110 단계에서 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드(100)는 복수의 상기 채널(110) 및 복수의 상기 볼록부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 몰드(100)에 상기 유기 잉크(200)를 제공하는 경우, 상기 유기 잉크(200)가 상기 채널(110) 내부에 채워질 수 있다. 다시 말해, 상기 몰드(100)의 상기 볼록부를 제외한 상기 채널(110)에 한정되어 상기 유기 잉크(200)가 채워질 수 있다. 또한, 상기 채널(110)의 형상을 따라 상기 유기 잉크(200)가 상기 몰드(100)에 채워지는 것에 따라, 상기 채널(110)의 형상을 따라 상기 유기 단결정(300)이 성장할 수 있다.As described above in step S110, according to an embodiment of the present invention, the mold 100 may include a plurality of the channels 110 and a plurality of the convex portions. Accordingly, when the organic ink 200 is provided to the mold 100, the organic ink 200 may be filled in the channel 110. In other words, the organic ink 200 may be filled by being limited to the channel 110 except for the convex portion of the mold 100. In addition, as the organic ink 200 is filled in the mold 100 along the shape of the channel 110, the organic single crystal 300 may grow along the shape of the channel 110.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 유기 용매(220)와 동일한 유기 용매(220)를 상기 몰드(100) 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크(200) 내의 상기 유기 용매(220)를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체(210)를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널(110) 내에 유기 단결정(300)으로 성장시킬 수 있다(S130). S120 단계에서 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 잉크(300)는 상기 유기 고분자 전구체(210) 및 상기 유기 용매(220)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 잉크(200)로부터 상기 유기 용매(220)는 휘발되되, 상기 유기 고분자 전구체(210)는 상기 유기 단결정(300)으로 성장할 수 있다. 5 to 7, in a state in which the same organic solvent 220 as the organic solvent 220 is provided around the mold 100, the organic solvent 220 in the organic ink 200 is volatilized. Then, the organic polymer precursor 210 may be self-assembled and crystallized to grow as an organic single crystal 300 in the channel 110 (S130). As described above in step S120, according to an embodiment of the present invention, the organic ink 300 may include the organic polymer precursor 210 and the organic solvent 220. Accordingly, the organic solvent 220 is volatilized from the organic ink 200, but the organic polymer precursor 210 may grow into the organic single crystal 300.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드(100) 주변에 상기 유기 잉크(200)의 상기 유기 용매(220)와 동일한 상기 유기 용매(220)를 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크(200) 내의 상기 유기 용매(220)를 휘발시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 몰드(100) 주변에 제공된 상기 유기 용매(220)에 의하여, 상기 유기 잉크(200) 내의 상기 유기 용매(220)가 휘발되는 속도가 지연될 수 있다. 따라서, 상기 유기 고분자 전구체(210)의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연될 수 있고, 이에 따라, 상기 유기 고분자 전구체(210)가 상기 유기 단결정(300)으로 성장할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in a state where the same organic solvent 220 as the organic solvent 220 of the organic ink 200 is provided around the mold 100, the The organic solvent 220 may be volatilized. Accordingly, the rate at which the organic solvent 220 in the organic ink 200 is volatilized may be delayed by the organic solvent 220 provided around the mold 100. Accordingly, the self-assembly and crystallization speed of the organic polymer precursor 210 may be delayed, and accordingly, the organic polymer precursor 210 may grow into the organic single crystal 300.

반면에, 본 발명의 실시 예와는 다르게, 상기 몰드(100) 주변에 상기 유기 잉크(200)의 상기 유기 용매(220)와 동일한 상기 유기 용매(220)를 제공하지 않은 상태에서, 상기 유기 잉크(200) 내의 상기 유기 용매(220)를 휘발시키는 경우, 상기 유기 잉크(200) 내의 상기 유기 용매(220)가 휘발되는 속도가 지연되지 않을 수 있다. 이에 따라, 유기 고분자 전구체(210)의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연되지 않을 수 있고, 따라서, 상기 유기 고분자 전구체(210)가 유기 단결정(300)으로 성장되지 않을 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 실시 예와는 다른 상술된 방법에 의하면, 유기 잉크의 유기 용매가 휘발되는 속도를 지연시키기 어렵고, 이에 따라, 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도를 지연시키기 어려울 수 있다. 따라서, 상기 유기 고분자 전구체가 단결정이 아닌, 다결정으로 성장할 수 있다.On the other hand, unlike the embodiment of the present invention, in a state in which the same organic solvent 220 as the organic solvent 220 of the organic ink 200 is not provided around the mold 100, the organic ink When the organic solvent 220 in 200 is volatilized, the rate at which the organic solvent 220 in the organic ink 200 is volatilized may not be delayed. Accordingly, the self-assembly and crystallization speed of the organic polymer precursor 210 may not be delayed, and thus, the organic polymer precursor 210 may not be grown into the organic single crystal 300. In other words, according to the above-described method different from the embodiment of the present invention, it is difficult to delay the rate at which the organic solvent of the organic ink is volatilized, and thus, it may be difficult to delay the self-assembly and crystallization rate of the organic polymer precursor. Therefore, the organic polymer precursor can be grown in polycrystals rather than single crystals.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드(100) 주변에, 상기 유기 용매(220)와 동일한 유기 용매(220)를 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크(200) 내의 상기 유기 용매(220)를 휘발시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 잉크(200)로부터 상기 유기 용매(220)가 휘발되는 동안, 상기 유기 고분자 전구체(210)가 자기 조립 및 결정화될 수 있는 충분한 시간이 제공될 수 있다. 따라서, 상기 채널(110) 내에 상기 유기 단결정(300)이 용이하게 성장할 수 있다. However, according to an embodiment of the present invention, in a state where the same organic solvent 220 as the organic solvent 220 is provided around the mold 100, the organic solvent 220 in the organic ink 200 Can volatilize. Accordingly, a sufficient time may be provided for the organic polymer precursor 210 to self-assemble and crystallize while the organic solvent 220 is volatilized from the organic ink 200. Accordingly, the organic single crystal 300 can be easily grown in the channel 110.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 잉크(200)의 상기 유기 용매(220)를 휘발시키기 위해, 건조하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 건조하는 단계는, 상기 유기 잉크(200)가 채워진 상기 몰드(100)를 열처리하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 열처리는 100 ℃ 미만의 온도에서 수행될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 건조하는 단계는, 상기 유기 잉크(200)가 채워진 상기 몰드(100)를 상온 건조하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in order to volatilize the organic solvent 220 of the organic ink 200, a step of drying may be included. According to an embodiment, the drying may include heat-treating the mold 100 filled with the organic ink 200. For example, the heat treatment may be performed at a temperature of less than 100 °C. According to another embodiment, the drying may include drying the mold 100 filled with the organic ink 200 at room temperature.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 잉크(200)가 채워진 상기 몰드(100)를 건조하는 단계가, 상술된 바와 같이, 상온 또는 100 ℃ 미만의 온도에서 수행되는 것에 따라, 상기 몰드(100)의 재료가 용융되지 않고 원래의 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드(100)가 플렉시블 PUA를 포함하는 경우, 상기 건조하는 단계의 상기 열처리 온도에 의해, 상기 몰드(100) 재료의 물성이 저하되지 않을 수 있다. 다시 말해, 상기 건조하는 단계의 상기 열처리가 상온 또는 100 ℃ 미만의 온도에서 수행되는 것에 따라, 상기 몰드(100)의 물성 저하 없이, 상기 유기 잉크(200)의 상기 유기 용매(220)를 휘발시킬 수 있다. 또한, 상기 열처리가 상온 또는 100 ℃ 미만의 온도에서 수행되는 것에 따라, 상기 유기 잉크의 상기 유기 고분자 전구체(210)가 자기 조립 및 결정화되기에 충분한 시간을 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정(300)이 용이하게 성장할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, as the step of drying the mold 100 filled with the organic ink 200 is performed at room temperature or a temperature of less than 100 °C, as described above, the mold 100 The material of the can be kept in its original state without melting. For example, when the mold 100 includes a flexible PUA, physical properties of the material of the mold 100 may not be deteriorated by the heat treatment temperature in the drying step. In other words, as the heat treatment in the drying step is performed at room temperature or at a temperature of less than 100° C., the organic solvent 220 of the organic ink 200 may be volatilized without deteriorating the physical properties of the mold 100. I can. In addition, as the heat treatment is performed at room temperature or at a temperature of less than 100° C., a sufficient time may be provided for the organic polymer precursor 210 of the organic ink to self-assemble and crystallize. Accordingly, the organic single crystal 300 can be easily grown.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정(300)으로 성장시키는 단계는, 진공 분위기에서 어닐링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 진공 분위기에서 어닐링하는 단계에 의해, 상기 유기 고분자 전구체(210)가 상기 유기 단결정(300)으로 성장하는 과정에서, 분자들의 rearrangement가 일어날 수 있다. 이에 따라, 제조된 상기 유기 단결정(300)의 결정성이 향상될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 진공 분위기에서 어닐링하는 단계는, 120 내지 140 ℃의 온도에서 3 내지 12 시간 동안 수행될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of growing the organic single crystal 300 may further include annealing in a vacuum atmosphere. By the step of annealing in the vacuum atmosphere, in the process of growing the organic polymer precursor 210 into the organic single crystal 300, rearrangement of molecules may occur. Accordingly, crystallinity of the prepared organic single crystal 300 may be improved. Specifically, for example, the annealing in the vacuum atmosphere may be performed at a temperature of 120 to 140° C. for 3 to 12 hours.

상기 어닐링하는 단계의 온도가, 120 내지 140 ℃의 범위를 포함하는 것에 따라, 상기 몰드(100)의 재료가 용융되지 않고 원래의 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드(100)가 플렉시블 PUA를 포함하는 경우, 상기 건조하는 단계의 상기 열처리 온도에 의해, 상기 몰드(100) 재료의 물성이 저하되지 않을 수 있다. 다시 말해, 상기 건조하는 단계의 상기 열처리가 120 내지 140 ℃의 범위의 온도에서 수행되는 것에 따라, 상기 몰드(100)의 물성 저하 없이, 상기 유기 단결정의 결정성을 용이하게 향상시킬 수 있다. As the temperature of the annealing step includes a range of 120 to 140° C., the material of the mold 100 is not melted and the original state may be maintained. For example, when the mold 100 includes a flexible PUA, physical properties of the material of the mold 100 may not be deteriorated by the heat treatment temperature in the drying step. In other words, as the heat treatment in the drying step is performed at a temperature in the range of 120 to 140 °C, the crystallinity of the organic single crystal can be easily improved without deteriorating the physical properties of the mold 100.

본 발명의 실시 예에 따르면, S120 단계에서 상술된 바와 같이, 상기 유기 단결정(300)으로 성장시키는 단계에 의하여, 상기 유기 단결정(300)은 상기 채널(110)의 형상을 따라 상기 채널(110) 내에 수직 성장할 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 단결정(300)이 상기 PCDTPT를 포함하는 경우, 상기 백본 체인(310) 및 파이-파이 스태킹(320)을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, as described above in step S120, by the step of growing the organic single crystal 300, the organic single crystal 300 is formed in the channel 110 according to the shape of the channel 110. Can grow vertically within. Specifically, when the organic single crystal 300 includes the PCDTPT, it may include the backbone chain 310 and the pi-pie stacking 320.

도 8을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따르면, 성장된 상기 유기 단결정(300)의 백본 체인(310)은 상기 채널(110)의 길이(l) 방향과 평행할 수 있다. 또한, 상기 유기 단결정(300)의 파이-파이 스태킹(320)은 상기 채널(110)의 길이(l) 방향과 서로 다른 방향일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 단결정(300)의 상기 파이-파이 스태킹(320)은 상기 채널(110)의 길이(l) 방향과 수직일 수 있다. Referring to FIG. 8, according to an embodiment of the present invention, a backbone chain 310 of the grown organic single crystal 300 may be parallel to a length (l) direction of the channel 110. In addition, the pi-pie stacking 320 of the organic single crystal 300 may be in a direction different from the length (l) direction of the channel 110. Specifically, the pi-pie stacking 320 of the organic single crystal 300 may be perpendicular to the length (l) direction of the channel 110.

따라서, 상기 채널(110)의 형상을 따라, 길이 방향과 평행인 상기 백본 체인(310) 및 길이 방향과 수직인 상기 파이-파이 스태킹(320) 구조를 포함하는 상기 유기 단결정(300)이 성장할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정(300) 내의 상기 백본 체인(310)에 의해, 상기 유기 단결정(300)의 길이 방향으로, 전하 수송도가 향상될 수 있다. 다시 말해, 상기 유기 단결정(300) 내의 전하 이동도가 향상될 수 있다.Accordingly, along the shape of the channel 110, the organic single crystal 300 including the backbone chain 310 parallel to the length direction and the pi-pie stacking 320 structure perpendicular to the length direction can be grown. have. Accordingly, by the backbone chain 310 in the organic single crystal 300, a degree of charge transport in the length direction of the organic single crystal 300 may be improved. In other words, charge mobility in the organic single crystal 300 may be improved.

반면에, 본 발명의 실시 예와는 달리, 종래 유기 단결정은, 상기 유기 단결정의 길이 방향과 평행한 백본 체인 및 파이-파이 스태킹 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정 내의 상기 백본 체인에 의해, 상기 유기 단결정의 길이 방향으로, 전하 수송도가 저하될 수 있다. 즉, 상기 유기 단결정 내의 전하 이동도가 저하될 수 있다.On the other hand, unlike the exemplary embodiment of the present invention, the conventional organic single crystal may include a backbone chain parallel to the length direction of the organic single crystal and a pi-pi stacking structure. Accordingly, due to the backbone chain in the organic single crystal, the degree of charge transport in the longitudinal direction of the organic single crystal may be reduced. That is, charge mobility in the organic single crystal may decrease.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정(300)은, 상술된 바와 같이, 상기 유기 단결정(300)의 길이 방향과 평행한 상기 백본 체인(310), 및 상기 유기 단결정(300)의 길이 방향과 수직인 상기 파이-파이 스태킹(320) 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 유기 단결정(300) 내의 전하 이동도가 향상될 수 있고, 상기 유기 단결정(300)을 디바이스에 이용하는 경우, 상기 디바이스의 전하 이동도도 향상될 수 있다.However, the organic single crystal 300 according to the embodiment of the present invention, as described above, the backbone chain 310 parallel to the length direction of the organic single crystal 300, and the length direction of the organic single crystal 300 It may include the pi-pie stacking 320 structure perpendicular to. Accordingly, charge mobility in the organic single crystal 300 can be improved, and when the organic single crystal 300 is used in a device, the charge mobility of the device can also be improved.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 유기 단결정(300)은 상기 채널(110)의 형상을 따라 [001]방향으로 성장할 수 있다. 상기 [001]방향으로 성장한 상기 유기 단결정(300)은, 상기 백본 체인(310) 및 상기 파이-파이 스태킹(320)의 방향에 따른 반복 유닛(repetition unit)을 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 유기 단결정(300)은 상기 백본 체인(310)의 방향에 따른 c=10.87 Å, 및 상기 파이-파이 스태킹(320)의 방향에 따른 b=9.09 Å의 반복 유닛을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the organic single crystal 300 may grow in the [001] direction along the shape of the channel 110. The organic single crystal 300 grown in the [001] direction may include a repetition unit according to the direction of the backbone chain 310 and the pi-pie stacking 320. Specifically, for example, the organic single crystal 300 includes a repeating unit of c=10.87 Å according to the direction of the backbone chain 310, and b=9.09 Å according to the direction of the pi-pie stacking 320 can do.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 채널(110)의 형상을 따라 제조된 상기 유기 단결정(300)은 triclinic 단결정 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 유기 단결정(300)은 a=26.2 Å, b=9.09 Å, 및 c=10.87 Å(α=90.8°, β=103.6°, γ=106.5°)인 격자 구조를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the organic single crystal 300 manufactured according to the shape of the channel 110 may include a triclinic single crystal structure. Specifically, for example, the organic single crystal 300 may include a lattice structure of a=26.2 Å, b=9.09 Å, and c=10.87 Å (α=90.8°, β=103.6°, γ=106.5°) I can.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기판을 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 상에 유기 단결정을 전사하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 몰드를 기판으로부터 제거하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정의 제조 방법으로 제조된 유기 단결정을 보여주는 도면이다.9 is a view for explaining a step of preparing a substrate according to an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a view for explaining a step of transferring an organic single crystal onto a substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 Is a view for explaining a step of removing a mold from a substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a view showing an organic single crystal manufactured by a method of manufacturing an organic single crystal according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정(300)으로 성장시키는 단계 이후에, 기판(400)을 준비하는 단계, 및 상기 몰드(100)로 상기 기판(400)을 덮어, 상기 기판(400) 상에 상기 채널(110) 내부의 상기 유기 단결정(300)을 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after the step of growing the organic single crystal 300, preparing the substrate 400, and covering the substrate 400 with the mold 100, the substrate 400 It may further include transferring the organic single crystal 300 inside the channel 110 onto the channel 110.

도 9를 참조하면, 기판(400)을 준비할 수 있다(S131). 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 기판(400) 상에 극성 액체(polar liquid)를 제공할 수 있다. 이에 따라, 후술되는 단계에서, 상기 기판(400) 상에 상기 유기 단결정(300)이 전사되는 경우, 상기 기판(400) 및 상기 유기 단결정(300) 사이의 상기 극성 액체가 모세관 작용(capillary action)을 할 수 있다. 따라서, 상기 기판(400) 및 상기 유기 단결정(300) 사이의 결합력이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 9, a substrate 400 may be prepared (S131). According to an embodiment of the present invention, a polar liquid may be provided on the substrate 400. Accordingly, in a step described below, when the organic single crystal 300 is transferred onto the substrate 400, the polar liquid between the substrate 400 and the organic single crystal 300 undergoes a capillary action. can do. Accordingly, the bonding force between the substrate 400 and the organic single crystal 300 may be improved.

도 10을 참조하면, 상기 몰드(100)로 상기 기판(400)을 덮어, 상기 기판(400) 상에 상기 채널(110) 내부의 상기 유기 단결정(300)을 전사할 수 있다(S132). S131 단계에서 상술된 바와 같이, 상기 기판(400) 상에 상기 극성 액체가 제공될 수 있고, 이에 따라, 상기 채널(110) 내부의 상기 유기 단결정(300)이 상기 기판(400)으로 용이하게 전사될 수 있다. Referring to FIG. 10, by covering the substrate 400 with the mold 100, the organic single crystal 300 inside the channel 110 may be transferred onto the substrate 400 (S132 ). As described above in step S131, the polar liquid may be provided on the substrate 400, and accordingly, the organic single crystal 300 inside the channel 110 is easily transferred to the substrate 400. Can be.

도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정(300)을 전사한 이후에, 상기 기판(400)으로부터 상기 몰드(100)가 제거될 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 기판(400) 및 상기 유기 단결정(300) 사이에 상기 극성 액체가 제공될 수 있고, 이에 따라, 상기 기판(400) 및 상기 유기 단결정(300) 사이의 결합력이 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정(300) 및 상기 채널(110) 사이의 결합력보다, 상기 기판(400) 및 상기 유기 단결정(300) 사이의 결합력이 더 강할 수 있다. 따라서, 상기 몰드(100)를 용이하게 제거할 수 있고, 상기 기판(400) 상에, 상기 채널(110)의 형상을 따라 성장된 상기 유기 단결정(300), 즉, 패턴을 포함하는 상기 유기 단결정(300)이 층상의 형태로 제공될 수 있다. 11 and 12, after transferring the organic single crystal 300, the mold 100 may be removed from the substrate 400 according to an exemplary embodiment of the present invention. As described above, the polar liquid may be provided between the substrate 400 and the organic single crystal 300, and accordingly, the bonding force between the substrate 400 and the organic single crystal 300 may be improved. have. Accordingly, a bonding force between the substrate 400 and the organic single crystal 300 may be stronger than that between the organic single crystal 300 and the channel 110. Accordingly, the mold 100 can be easily removed, and the organic single crystal 300 grown along the shape of the channel 110 on the substrate 400, that is, the organic single crystal including a pattern 300 may be provided in a layered form.

이하, 본 발명의 변형 예에 따른 유기 단결정의 제조 방법이 설명된다.Hereinafter, a method of manufacturing an organic single crystal according to a modified example of the present invention will be described.

도 13은 본 발명의 변형 예에 따른 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 14는 도 13 A의 확대도이고, 도 15는 본 발명의 변형 예에 따른 기판 상에 유기 잉크를 제공하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 16은 본 발명의 변형 예에 따른 몰드로 기판을 덮는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 17은 본 발명의 변형 예에 따른 유기 잉크로 몰드의 채널을 채우는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 18은 본 발명의 변형 예에 따른 유기 용매와 동일한 유기 용매를 몰드 주변에 제공한 상태에서, 유기 잉크 내의 유기 용매를 휘발시키는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 19는 도 18 B의 확대도이다.13 is a view for explaining a step of preparing a mold in which at least one channel is formed according to a modified example of the present invention, FIG. 14 is an enlarged view of FIG. 13A, and FIG. 15 is a substrate according to a modified example of the present invention It is a view for explaining the step of providing the organic ink on the image, Figure 16 is a view for explaining the step of covering a substrate with a mold according to a modified example of the present invention. 17 is a view for explaining a step of filling a channel of a mold with an organic ink according to a modified example of the present invention, and FIG. 18 is a state in which the same organic solvent as the organic solvent according to the modified example of the present invention is provided around the mold , Is a diagram for explaining a step of volatilizing an organic solvent in the organic ink, and FIG. 19 is an enlarged view of FIG. 18B.

본 발명의 변형 예에 따르면, 앞서 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정(300)의 제조 방법, S110 내지 S130 단계에서, S110 단계 즉, 상기 몰드(100)를 준비하는 단계, 및 S120 단계 즉, 상기 채널(110)을 채우는 단계 사이에, 기판(400) 상에 상기 유기 잉크(200)를 제공하는 단계, 및 상기 몰드(100)로 상기 기판(400)을 덮는 단계를 포함할 수 있다.According to a modified example of the present invention, the manufacturing method of the organic single crystal 300 according to the embodiment of the present invention described above, in steps S110 to S130, step S110, that is, the step of preparing the mold 100, and step S120 That is, between the steps of filling the channel 110, providing the organic ink 200 on the substrate 400, and covering the substrate 400 with the mold 100 may be included. .

도 13 및 도 14를 참조하여 본 발명의 변형 예에 따르면, 소정의 폭(w) 및 높이(h)를 가지는 적어도 하나의 채널(110)이 형성된 몰드(100)를 준비할 수 있다(S110). 본 발명의 변형 예에 따른 S110 단계의 상기 몰드(100)는, 도 2를 참조하여 상술된, 본 발명의 실시 예에 따른 S110 단계의 상기 몰드(100)와 동일한 몰드(100)일 수 있다. According to a modified example of the present invention with reference to FIGS. 13 and 14, a mold 100 having at least one channel 110 having a predetermined width w and height h may be prepared (S110). . The mold 100 in step S110 according to a modified example of the present invention may be the same mold 100 as the mold 100 in step S110 according to an embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 2.

도 15를 참조하면, 기판(400) 상에 상기 유기 잉크(200)를 제공할 수 있다(S111). 본 발명의 변형 예에 따른 유기 잉크(200)는 본 발명의 실시 예에 따른 120 단계의 유기 잉크(200)와 동일할 수 있고 또한, 본 발명의 변형 예에 따른 상기 기판(400)은, 본 발명의 실시 예에 따른 S131 단계의 기판(400)과 동일할 수 있다.Referring to FIG. 15, the organic ink 200 may be provided on a substrate 400 (S111 ). The organic ink 200 according to the modified example of the present invention may be the same as the organic ink 200 of 120 steps according to the embodiment of the present invention, and the substrate 400 according to the modified example of the present invention, It may be the same as the substrate 400 of step S131 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 변형 예에 따르면, 기판(400) 상에 상기 유기 잉크(200)를 제공하는 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 S131 단계와는 다르게, 극성 액체가 제공되지 않을 수 있다. 이는, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정(300)의 제조 방법의 경우, 상기 유기 단결정(300)을 먼저 성장시킨 후에 상기 기판(400) 상에 상기 유기 단결정(300)을 전사하는 일련의 과정을 포함하는 반면에, 본 발명의 변형 예에 따른 유기 단결정(300)의 제조 방법의 경우, 상기 기판(400)을 먼저 준비한 후에, 상기 기판(400) 상에 상기 유기 단결정(300)을 성장시키는 일련의 과정을 포함하기 때문이다. 따라서, 본 발명의 변형 예에 따르면, 상기 극성 액체를 제공하는 과정이 생략되는 것에 따라, 절차가 간소화되고 비용을 절약할 수 있는 장점이 있다. According to a modified example of the present invention, when the organic ink 200 is provided on the substrate 400, unlike step S131 according to the embodiment of the present invention, the polar liquid may not be provided. This is, in the case of the manufacturing method of the organic single crystal 300 according to an embodiment of the present invention, a series of processes of first growing the organic single crystal 300 and then transferring the organic single crystal 300 onto the substrate 400 On the other hand, in the case of the manufacturing method of the organic single crystal 300 according to the modified example of the present invention, after preparing the substrate 400 first, growing the organic single crystal 300 on the substrate 400 Because it involves a series of processes. Accordingly, according to a modified example of the present invention, since the process of providing the polar liquid is omitted, there is an advantage in that the procedure can be simplified and cost can be saved.

도 16을 참조하면, 상기 몰드(100)로 상기 기판(400)을 덮을 수 있다(S112). 본 발명의 변형 예에 따르면, 본 발명의 실시 예에서 상술된 바와 같이 상기 몰드(100)는 복수의 상기 채널(110) 및 복수의 상기 볼록부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(100) 상에 상기 유기 잉크(200)가 제공된 후에, 상기 몰드(100)로 상기 기판(400)을 덮는 경우, 상기 유기 잉크(200)가 상기 채널(110) 내부에 채워질 수 있다. 다시 말해, 상기 몰드(100)의 상기 볼록부를 제외한 상기 채널(110)에 한정되어 상기 유기 잉크(200)가 채워질 수 있다. 또한, 상기 채널(110)의 형상을 따라 상기 유기 잉크(200)가 상기 몰드(100)에 채워지는 것에 따라, 상기 채널(110)의 형상을 따라 상기 유기 단결정(300)이 성장할 수 있다. Referring to FIG. 16, the mold 100 may cover the substrate 400 (S112 ). According to a modified example of the present invention, as described above in the embodiment of the present invention, the mold 100 may include a plurality of the channels 110 and a plurality of the convex portions. Accordingly, after the organic ink 200 is provided on the substrate 100, when the substrate 400 is covered with the mold 100, the organic ink 200 may be filled in the channel 110. I can. In other words, the organic ink 200 may be filled by being limited to the channel 110 except for the convex portion of the mold 100. In addition, as the organic ink 200 is filled in the mold 100 along the shape of the channel 110, the organic single crystal 300 may grow along the shape of the channel 110.

도 17을 참조하면, 상기 몰드(100)에 유기 고분자 전구체(210) 및 유기 용매(220)를 포함하는 유기 잉크(200)를 제공하여, 상기 유기 잉크(200)로 상기 몰드(100)의 채널(110)을 채울 수 있다(S120). 본 발명의 변형 예에 따르면, 도 4를 참조하여 상술된 S120 단계에서, 상기 몰드(100)의 채널(110) 내에 상기 유기 잉크(200)가 직접 제공되는 구조와는 달리, 상기 기판(400) 상에 상기 유기 잉크(200)가 먼저 제공되는 것에 따라, 도 17과 같이, 상기 기판(400), 상기 기판(400) 상의 상기 유기 잉크(200), 상기 유기 잉크(200) 상에 상기 몰드(100)가 제공되어, 상기 몰드(100)의 채널(110) 내에 상기 유기 잉크(200)가 제공된 구조를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 17, by providing an organic ink 200 including an organic polymer precursor 210 and an organic solvent 220 to the mold 100, the channel of the mold 100 is used as the organic ink 200. (110) can be filled (S120). According to a modified example of the present invention, unlike a structure in which the organic ink 200 is directly provided in the channel 110 of the mold 100 in step S120 described above with reference to FIG. 4, the substrate 400 As the organic ink 200 is first provided on the substrate, as shown in FIG. 17, the mold on the substrate 400, the organic ink 200 on the substrate 400, and the organic ink 200 ( 100) may be provided to include a structure in which the organic ink 200 is provided in the channel 110 of the mold 100.

도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 유기 용매(220)와 동일한 유기 용매(220)를 상기 몰드(100) 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크(200) 내의 상기 유기 용매(220)를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체(210)를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널(110) 내에 유기 단결정(300)으로 성장시킬 수 있다(S130). 본 발명의 변형 예에 따르면, 상기 도 5 및 도 6을 참조하여 상술된 S130 단계에서, 상기 몰드(100)의 채널(110) 내에 상기 유기 잉크(200)가 직접 제공되는 경우와는 달리, 도 18 및 도 19와 같이, 상기 기판(400), 상기 기판(400) 상의 상기 유기 용매(220), 상기 유기 용매(220) 상에 상기 몰드(100)가 제공되는 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형 예에 따른 S130 단계는, 도 5 및 도 6에서 상술된 S130 단계보다, 상기 채널(110) 내의 상기 유기 잉크(200)의 용매(220)가, 상기 몰드(100) 주변에 제공된 상기 유기 용매(220)와 동일한 상기 유기 용매(220)에 노출되는 부분이 제한적일 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 변형 예에 따르면, 상기 기판(400), 상기 기판(400) 상의 상기 유기 용매(220), 상기 유기 용매(220) 상에 상기 몰드(100)가 제공된 것에 따라, 상기 기판(400)에 의해 상기 유기 잉크(200)의 노출되는 부분이 제한될 수 있다.18 and 19, in a state where the same organic solvent 220 as the organic solvent 220 is provided around the mold 100, the organic solvent 220 in the organic ink 200 is volatilized. Then, the organic polymer precursor 210 may be self-assembled and crystallized to grow as an organic single crystal 300 in the channel 110 (S130). According to a modified example of the present invention, unlike the case in which the organic ink 200 is directly provided in the channel 110 of the mold 100 in step S130 described above with reference to FIGS. 5 and 6, FIG. 18 and 19, a structure in which the mold 100 is provided on the substrate 400, the organic solvent 220 on the substrate 400, and the organic solvent 220 may be included. Accordingly, in step S130 according to a modified example of the present invention, the solvent 220 of the organic ink 200 in the channel 110 is higher than the step S130 described above in FIGS. 5 and 6, the mold 100 A portion exposed to the organic solvent 220 that is the same as the organic solvent 220 provided around may be limited. In other words, according to a modified example of the present invention, according to the substrate 400, the organic solvent 220 on the substrate 400, and the mold 100 provided on the organic solvent 220, the substrate The exposed portion of the organic ink 200 may be limited by 400.

이에 따라, 본 발명의 변형 예에 따르면, 본 발명의 실시 예에서 상술된 바와 같이, 상기 유기 단결정(300)으로 성장시키는 단계에 의하여, 상기 유기 단결정(300)은 상기 채널(110)의 형상을 따라 상기 기판(400) 상에 수직 성장할 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 단결정(300)은 상기 채널(110)의 형상을 따라 상기 기판(400)상에 수직 성장하되, 상기 채널(110)의 양 끝단으로부터 중심부를 향해 성장할 수 있다. 이는, 상기 채널(110)의 중심부보다 양 끝단부에서, 상기 유기 잉크(200)의 상기 유기 용매(220)가 휘발되는 것이 용이하기 때문일 수 있다. 상기 유기 잉크(200)로부터 상기 유기 용매(220)가 휘발되는 동안, 상기 유기 잉크(200)의 상기 유기 고분자 전구체(210)는 상기 기판(400) 상에서 자기 조립 및 결정화될 수 있다. 다시 말해, 상기 채널(110)의 중심부보다 양 끝단부에서 상기 유기 용매(220)가 휘발되기 용이한 것에 따라, 상기 채널(110)의 중싱부보다 양 끝단부에서 상기 유기 고분자 전구체(210)가 자기 조립 및 결정화되기 용이하다는 것을 의미한다. 이에 따라, 상술된 바와 같이, 상기 채널(110)의 양 끝단으로부터 중심부를 향해 상기 유기 단결정(300)이 성장할 수 있다. Accordingly, according to a modified example of the present invention, as described above in the embodiment of the present invention, by the step of growing into the organic single crystal 300, the organic single crystal 300 changes the shape of the channel 110 Accordingly, it may grow vertically on the substrate 400. Specifically, the organic single crystal 300 grows vertically on the substrate 400 along the shape of the channel 110, but may grow from both ends of the channel 110 toward the center. This may be because it is easier for the organic solvent 220 of the organic ink 200 to volatilize at both ends of the channel 110 than at the center portion of the channel 110. While the organic solvent 220 is volatilized from the organic ink 200, the organic polymer precursor 210 of the organic ink 200 may be self-assembled and crystallized on the substrate 400. In other words, since the organic solvent 220 is more easily volatilized at both ends of the channel 110 than at the central portion of the channel 110, the organic polymer precursor 210 is at both ends of the channel 110 It means that it is easy to self-assemble and crystallize. Accordingly, as described above, the organic single crystal 300 may grow from both ends of the channel 110 toward the center.

본 발명의 실시 예에 따른 S130 단계에서 상술된 바와 같이, 본 발명의 변형 예에 따르면, 상기 몰드(100) 주변에, 상기 유기 용매(220)와 동일한 유기 용매(220)를 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크(200) 내의 상기 유기 용매(220)를 휘발시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 잉크(200)로부터 상기 유기 용매(220)가 휘발되는 동안, 상기 유기 고분자 전구체(210)가 자기 조립 및 결정화될 수 있는 충분한 시간이 제공될 수 있다. 따라서, 상기 채널(110) 내에 상기 유기 단결정(300)이 용이하게 성장할 수 있다.As described above in step S130 according to an embodiment of the present invention, according to a modified example of the present invention, in a state in which the same organic solvent 220 as the organic solvent 220 is provided around the mold 100, The organic solvent 220 in the organic ink 200 may be volatilized. Accordingly, a sufficient time may be provided for the organic polymer precursor 210 to self-assemble and crystallize while the organic solvent 220 is volatilized from the organic ink 200. Accordingly, the organic single crystal 300 can be easily grown in the channel 110.

또한, 본 발명의 실시 예에 따라 상술된 바와 같이, 성장된 상기 유기 단결정(300)의 백본 체인(310)은 상기 채널(110)의 길이(l) 방향과 평행할 수 있다. 또한, 상기 유기 단결정(300)의 파이-파이 스태킹(320)은 상기 채널(110)의 길이(l) 방향과 서로 다른 방향일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 단결정(300)의 상기 파이-파이 스태킹(320)은 상기 채널(110)의 길이(l) 방향과 수직일 수 있다. In addition, as described above according to an embodiment of the present invention, the backbone chain 310 of the grown organic single crystal 300 may be parallel to the length (l) direction of the channel 110. In addition, the pi-pie stacking 320 of the organic single crystal 300 may be in a direction different from the length (l) direction of the channel 110. Specifically, the pi-pie stacking 320 of the organic single crystal 300 may be perpendicular to the length (l) direction of the channel 110.

따라서, 상기 채널(110)의 형상을 따라, 길이 방향과 평행인 상기 백본 체인(310) 및 길이 방향과 수직인 상기 파이-파이 스태킹(320) 구조를 포함하는 상기 유기 단결정(300)이 성장할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정(300) 내의 상기 백본 체인(310)에 의해, 상기 유기 단결정(300)의 길이 방향으로, 전하 수송도가 향상될 수 있다. 다시 말해, 상기 유기 단결정(300) 내의 전하 이동도가 향상될 수 있고, 상기 유기 단결정(300)을 디바이스에 이용하는 경우, 상기 디바이스의 전하 이동도도 향상될 수 있다.Accordingly, along the shape of the channel 110, the organic single crystal 300 including the backbone chain 310 parallel to the length direction and the pi-pie stacking 320 structure perpendicular to the length direction can be grown. have. Accordingly, by the backbone chain 310 in the organic single crystal 300, a degree of charge transport in the length direction of the organic single crystal 300 may be improved. In other words, charge mobility in the organic single crystal 300 may be improved, and when the organic single crystal 300 is used in a device, the charge mobility of the device may also be improved.

본 발명의 변형 예에 따른 S130 단계 이후에, 도 11 및 도 12를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정(300)의 제조 방법에서 상술된 바와 같이, 상기 기판(400)으로부터 상기 몰드(100)가 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(400) 상에, 상기 채널(110)의 형상을 따라 성장된 상기 유기 단결정(300), 즉, 패턴을 포함하는 상기 유기 단결정(300)이 층상의 형태로 제공될 수 있다.After step S130 according to a modified example of the present invention, as described above in the manufacturing method of the organic single crystal 300 according to the embodiment of the present invention with reference to FIGS. 11 and 12, the mold ( 100) can be removed. Accordingly, on the substrate 400, the organic single crystal 300 grown along the shape of the channel 110, that is, the organic single crystal 300 including a pattern, may be provided in a layered form. .

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정의 제조 방법이 설명되었다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정의 제조 방법은 소정의 폭 및 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계, 상기 몰드에 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채우는 단계, 및 상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 유기 단결정으로 성장시키는 단계를 포함할 수 있다. In the above, a method of manufacturing an organic single crystal according to an embodiment of the present invention has been described. According to an embodiment of the present invention, the method of manufacturing an organic single crystal includes preparing a mold having at least one channel having a predetermined width and height, and providing an organic ink containing an organic polymer precursor and an organic solvent to the mold. Then, filling the channel of the mold with the organic ink, and in a state in which the same organic solvent as the organic solvent is provided around the mold, the organic solvent in the organic ink is volatilized, and the organic polymer precursor is self-assembled. And crystallizing and growing an organic single crystal in the channel.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 상기 몰드 주변에 제공된 상기 유기 용매에 의하여, 상기 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연될 수 있고, 이에 따라, 상기 유기 고분자 전구체가 상기 유기 단결정으로 용이하게 성장할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step of growing the organic single crystal, the self-assembly and crystallization rate of the organic polymer precursor may be delayed by the organic solvent provided around the mold, and accordingly, the organic polymer The precursor can easily grow into the organic single crystal.

상기 유기 단결정의 제조 방법으로 제조된 상기 유기 단결정은, 길이 방향과 평행한 백본 체인, 및 길이 방향과 수직인 파이-파이 스태킹 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정 내의 전하 이동도가 향상될 수 있고, 상기 유기 단결정을 디바이스에 이용하는 경우, 상기 디바이스의 전하 이동도도 향상될 수 있다. The organic single crystal manufactured by the method of manufacturing the organic single crystal may include a backbone chain parallel to the length direction, and a pi-pie stacking structure perpendicular to the length direction. Accordingly, charge mobility in the organic single crystal can be improved, and when the organic single crystal is used in a device, the charge mobility of the device can also be improved.

구체적으로 예를 들어, 상기 유기 단결정의 제조 방법을 이용해, 길이 방향으로 연장되되, 폭 100 nm 이하 및 높이 200 nm 이하의 채널 형상을 가지며, 단결정의 PCDTPT를 포함하는 유기 단결정을 제조할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 PCDTPT의 백본 체인은 상기 길이 방향과 평행하고, 파이-파이 스태킹은 상기 길이 방향과 서로 다른 방향일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 단결정 상은 triclinic 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정의 전하 이동도가 향상될 수 있다. Specifically, for example, an organic single crystal including a single crystal PCDTPT having a channel shape extending in a length direction, having a width of 100 nm or less and a height of 200 nm or less, and including the single crystal may be manufactured using the method for producing an organic single crystal. According to an embodiment of the present invention, the backbone chain of the PCDTPT may be parallel to the longitudinal direction, and the pi-pie stacking may be in a direction different from the longitudinal direction. Further, according to an embodiment of the present invention, the single crystal phase may include a triclinic structure. Accordingly, charge mobility of the organic single crystal may be improved.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 트랜지스터의 제조 방법이 설명된다. Hereinafter, a method of manufacturing an organic transistor according to an embodiment of the present invention will be described.

도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 트랜지스터의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.20 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an organic transistor according to an embodiment of the present invention.

도 20을 참조하면, 소정의 폭 및 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비할 수 있다(S210). S110 단계에서 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드는 플렉시블 몰드일 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드는 플렉시블 PUA일 수 있다. Referring to FIG. 20, a mold in which at least one channel having a predetermined width and height is formed may be prepared (S210 ). As described above in step S110, according to an embodiment of the present invention, the mold may be a flexible mold. For example, the mold may be a flexible PUA.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드를 준비하는 단계는, 제한된 폭 및 높이를 가지는 상기 채널을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 채널의 폭 및 높이는, 상기 채널을 채우는 물질의 종류에 따라 제한될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, preparing the mold may further include forming the channel having a limited width and height. According to an embodiment of the present invention, the width and height of the channel may be limited according to the type of material filling the channel.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드에 상기 채널을 형성하는 단계를 통해, 상기 채널과 상기 채널 사이에 볼록부가 형성될 수 있다. 상기 몰드가 적어도 하나의 상기 채널 즉, 복수의 상기 채널을 포함하는 것에 따라, 상기 볼록부도 복수로 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, through the step of forming the channel in the mold, a convex portion may be formed between the channel and the channel. As the mold includes at least one channel, that is, a plurality of the channels, a plurality of convex portions may be formed.

본 발명의 실시 예에 따르면, 복수의 상기 채널은 일정한 폭, 높이, 및 길이를 포함할 수 있고, 이에 따라, 복수의 상기 볼록부도 일정한 폭, 높이, 및 길이를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 채널 및 상기 볼록부를 포함하는 상기 몰드를 이용하는 경우, 규칙적인 패턴을 인쇄하는 것이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of channels may have a predetermined width, height, and length, and thus, the plurality of convex portions may also have a predetermined width, height, and length. Therefore, when using the mold including the channel and the convex portion, it is possible to print a regular pattern.

상기 몰드에 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채울 수 있다(S220). 본 발명의 실시 예에 따르면, S120 단계에서 상술된 바와 같이, 상기 몰드를 준비하는 단계는 제한된 폭 및 높이를 가지는 상기 채널을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 채널의 폭 및 높이는 상기 유기 고분자 전구체의 종류에 따라 제한될 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 고분자 전구체가 PCDTPT를 포함하는 경우, 상기 채널의 폭은 100 nm 이하이고, 높이는 200 nm 이하일 수 있다. 이에 따라, 상기 채널의 형상을 따라 상기 채널 내에 균일하게 수직 성장하는 유기 단결정이 제공될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 PCDTPT를 포함하는 상기 유기 단결정의 경우, 상기 백본 체인 및 상기 파이-파이 스태킹을 포함할 수 있다.An organic ink including an organic polymer precursor and an organic solvent may be provided to the mold, and the channel of the mold may be filled with the organic ink (S220). According to an embodiment of the present invention, as described above in step S120, the step of preparing the mold may further include forming the channel having a limited width and height. According to an embodiment of the present invention, The width and height of the channel may be limited according to the type of the organic polymer precursor. For example, when the organic polymer precursor includes PCDTPT, the channel may have a width of 100 nm or less and a height of 200 nm or less. Accordingly, an organic single crystal uniformly vertically grown in the channel along the shape of the channel may be provided. According to an embodiment of the present invention, in the case of the organic single crystal including the PCDTPT, the backbone chain and the pi-pie stacking may be included.

반면에, 본 발명의 실시 예와는 다르게, 채널의 폭이 100 nm를 초과하고, 높이가 200 nm를 초과하는 몰드를 준비하고, 상기 몰드에 제공되는 유기 잉크의 유기 고분자 전구체가 PCDTPT를 포함하는 경우에, 상기 채널의 형상을 따라 상기 채널 내에 균일하게 수직 성장하는 유기 결정이 제공되기 어려울 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 몰드 내에 성장하는 상기 유기 결정은, 불규칙적인 원자의 배열을 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 유기 결정은 단결정 구조가 아닌 다결정 구조를 포함할 수 있다.On the other hand, unlike the embodiment of the present invention, a mold having a channel width exceeding 100 nm and a height exceeding 200 nm is prepared, and the organic polymer precursor of the organic ink provided to the mold contains PCDTPT. In some cases, it may be difficult to provide an organic crystal uniformly vertically growing in the channel along the shape of the channel. In addition, the organic crystal growing in the mold may include an irregular arrangement of atoms. In other words, the organic crystal may include a polycrystalline structure rather than a single crystal structure.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드를 준비하는 단계에서, 상기 유기 고분자 전구체의 종류에 따라 제한된 폭 및 높이를 가지는 상기 채널을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이에 따라, 상기 채널의 형상을 따라 상기 채널 내에 균일하게 수직 성장하는 상기 유기 단결정이 제공될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정은 상기 채널의 형상을 따라 상기 채널 내에 수직 성장하되, 상기 채널의 양 끝단으로부터 중심부를 향해 성장할 수 있다.However, according to an embodiment of the present invention, in the step of preparing the mold, the step of forming the channel having a limited width and height according to the type of the organic polymer precursor may be further included, and accordingly, the channel The organic single crystal uniformly vertically grown in the channel according to the shape of may be provided. According to an exemplary embodiment of the present invention, the organic single crystal may grow vertically in the channel along the shape of the channel, but may grow from both ends of the channel toward the center.

상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드는 복수의 상기 채널 및 복수의 상기 볼록부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 몰드에 상기 유기 잉크를 제공하는 경우, 상기 유기 잉크가 상기 채널 내부에 채워질 수 있다. 다시 말해, 상기 몰드의 상기 볼록부를 제외한 상기 채널에 한정되어 상기 유기 잉크가 채워질 수 있다. 또한, 상기 채널의 형상을 따라 상기 유기 잉크가 상기 몰드에 채워지는 것에 따라, 상기 채널의 형상을 따라 상기 유기 단결정이 성장할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the mold may include a plurality of the channels and a plurality of the convex portions. Accordingly, when the organic ink is provided to the mold, the organic ink may be filled in the channel. In other words, the organic ink may be filled by being limited to the channel except for the convex portion of the mold. In addition, as the organic ink is filled into the mold along the shape of the channel, the organic single crystal may grow along the shape of the channel.

상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 유기 단결정으로 성장시킬 수 있다(S230). 본 발명의 실시 예에 따르면, S130 단계에서 상술된 바와 같이, 상기 유기 잉크는 상기 유기 고분자 전구체 및 상기 유기 용매를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 잉크로부터 상기 유기 용매는 휘발되되, 상기 유기 고분자 전구체는 상기 유기 단결정으로 성장할 수 있다. In a state in which the same organic solvent as the organic solvent is provided around the mold, the organic solvent in the organic ink is volatilized, and the organic polymer precursor is self-assembled and crystallized, so that the organic single crystal can be grown in the channel ( S230). According to an embodiment of the present invention, as described above in step S130, the organic ink may include the organic polymer precursor and the organic solvent. Accordingly, while the organic solvent is volatilized from the organic ink, the organic polymer precursor may grow into the organic single crystal.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드 주변에 상기 유기 잉크의 상기 유기 용매와 동일한 상기 유기 용매를 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 몰드 주변에 제공된 상기 유기 용매에 의하여, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매가 휘발되는 속도가 지연될 수 있다. 따라서, 상기 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연될 수 있고, 이에 따라, 상기 유기 고분자 전구체가 상기 유기 단결정으로 성장할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the organic solvent in the organic ink may be volatilized while the same organic solvent as the organic solvent of the organic ink is provided around the mold. Accordingly, the rate at which the organic solvent in the organic ink is volatilized may be delayed by the organic solvent provided around the mold. Accordingly, the self-assembly and crystallization rate of the organic polymer precursor may be delayed, and accordingly, the organic polymer precursor may grow into the organic single crystal.

반면에, 본 발명의 실시 예와는 다르게, 상기 몰드 주변에 상기 유기 잉크의 상기 유기 용매와 동일한 상기 유기 용매를 제공하지 않은 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시키는 경우, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매가 휘발되는 속도가 지연되지 않을 수 있다. 이에 따라, 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연되지 않을 수 있고, 따라서, 상기 유기 고분자 전구체가 유기 단결정으로 성장되지 않을 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 실시 예와는 다른 상술된 방법에 의하면, 유기 잉크의 유기 용매가 휘발되는 속도를 지연시키기 어렵고, 이에 따라, 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도를 지연시키기 어려울 수 있다. 따라서, 상기 유기 고분자 전구체가 단결정이 아닌, 다결정으로 성장할 수 있다.On the other hand, unlike the embodiment of the present invention, when the organic solvent in the organic ink is volatilized without providing the same organic solvent as the organic solvent of the organic ink around the mold, the organic ink The rate at which the organic solvent is volatilized may not be delayed. Accordingly, the self-assembly and crystallization rate of the organic polymer precursor may not be delayed, and thus, the organic polymer precursor may not be grown as an organic single crystal. In other words, according to the above-described method different from the embodiment of the present invention, it is difficult to delay the rate at which the organic solvent of the organic ink is volatilized, and thus, it may be difficult to delay the self-assembly and crystallization rate of the organic polymer precursor. Therefore, the organic polymer precursor can be grown in polycrystals rather than single crystals.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 몰드 주변에, 상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 잉크로부터 상기 유기 용매가 휘발되는 동안, 상기 유기 고분자 전구체가 자기 조립 및 결정화될 수 있는 충분한 시간이 제공될 수 있다. 따라서, 상기 채널 내에 상기 유기 단결정이 용이하게 성장할 수 있다. However, according to an embodiment of the present invention, the organic solvent in the organic ink may be volatilized while the same organic solvent as the organic solvent is provided around the mold. Accordingly, while the organic solvent is volatilized from the organic ink, a sufficient time for self-assembly and crystallization of the organic polymer precursor may be provided. Therefore, the organic single crystal can be easily grown in the channel.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 잉크의 상기 유기 용매를 휘발시키기 위해, 건조하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 건조하는 단계는, 상기 유기 잉크가 채워진 상기 몰드를 열처리하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 열처리는 100 ℃ 미만의 온도에서 수행될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 건조하는 단계는, 상기 유기 잉크가 채워진 상기 몰드를 상온 건조하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a step of drying the organic ink to volatilize the organic solvent may be included. According to an embodiment, the drying may include heat-treating the mold filled with the organic ink. For example, the heat treatment may be performed at a temperature of less than 100 °C. According to another embodiment, the drying may include drying the mold filled with the organic ink at room temperature.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 잉크가 채워진 상기 몰드를 건조하는 단계가, 상술된 바와 같이, 상온 또는 100 ℃ 미만의 온도에서 수행되는 것에 따라, 상기 몰드의 재료가 용융되지 않고 원래의 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드가 플렉시블 PUA를 포함하는 경우, 상기 건조하는 단계의 상기 열처리 온도에 의해, 상기 몰드 재료의 물성이 저하되지 않을 수 있다. 다시 말해, 상기 건조하는 단계의 상기 열처리가 상온 또는 100 ℃ 미만의 온도에서 수행되는 것에 따라, 상기 몰드의 물성 저하 없이, 상기 유기 잉크의 상기 유기 용매를 휘발시킬 수 있다. 또한, 상기 열처리가 상온 또는 100 ℃ 미만의 온도에서 수행되는 것에 따라, 상기 유기 잉크의 상기 유기 고분자 전구체가 자기 조립 및 결정화되기에 충분한 시간을 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정이 용이하게 성장할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, as the step of drying the mold filled with the organic ink is performed at room temperature or at a temperature of less than 100° C., as described above, the material of the mold is not melted and is in its original state. Can keep. For example, when the mold includes a flexible PUA, physical properties of the mold material may not be deteriorated by the heat treatment temperature in the drying step. In other words, as the heat treatment in the drying step is performed at room temperature or at a temperature of less than 100° C., the organic solvent of the organic ink may be volatilized without deteriorating physical properties of the mold. In addition, as the heat treatment is performed at room temperature or at a temperature of less than 100° C., a sufficient time may be provided for the organic polymer precursor of the organic ink to self-assemble and crystallize. Accordingly, the organic single crystal can be easily grown.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에 의하여, 상기 유기 단결정은 상기 채널의 형상을 따라 상기 채널 내에 수직 성장할 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 단결정이 상기 PCDTPT를 포함하는 경우, 상기 백본 체인(310) 및 파이-파이 스태킹을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by the step of growing the organic single crystal, the organic single crystal may grow vertically in the channel along the shape of the channel. Specifically, when the organic single crystal includes the PCDTPT, the backbone chain 310 and pi-pie stacking may be included.

본 발명의 실시 예에 따르면, 성장된 상기 유기 단결정의 백본 체인은 상기 채널의 길이 방향과 평행할 수 있다. 또한, 상기 유기 단결정의 파이-파이 스태킹은 상기 채널의 길이 방향과 서로 다른 방향일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 단결정의 상기 파이-파이 스태킹은 상기 채널의 길이 방향과 수직일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the grown backbone chain of the organic single crystal may be parallel to the length direction of the channel. In addition, the pi-pi stacking of the organic single crystal may be in a direction different from the length direction of the channel. Specifically, the pi-pi stacking of the organic single crystal may be perpendicular to the length direction of the channel.

따라서, 상기 채널의 형상을 따라, 길이 방향과 평행인 상기 백본 체인 및 길이 방향과 수직인 상기 파이-파이 스태킹 구조를 포함하는 상기 유기 단결정이 성장할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정 내의 상기 백본 체인에 의해, 상기 유기 단결정의 길이 방향으로, 전하 수송도가 향상될 수 있다. 다시 말해, 상기 유기 단결정 내의 전하 이동도가 향상될 수 있다.Accordingly, the organic single crystal including the backbone chain parallel to the length direction and the pi-pie stacking structure perpendicular to the length direction may be grown along the shape of the channel. Accordingly, by the backbone chain in the organic single crystal, charge transport in the longitudinal direction of the organic single crystal can be improved. In other words, charge mobility in the organic single crystal may be improved.

반면에, 본 발명의 실시 예와는 달리, 종래 유기 단결정은, 상기 유기 단결정의 길이 방향과 평행한 백본 체인 및 파이-파이 스태킹 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정 내의 상기 백본 체인에 의해, 상기 유기 단결정의 길이 방향으로, 전하 수송도가 저하될 수 있다. 즉, 상기 유기 단결정 내의 전하 이동도가 저하될 수 있다.On the other hand, unlike the exemplary embodiment of the present invention, the conventional organic single crystal may include a backbone chain parallel to the length direction of the organic single crystal and a pi-pi stacking structure. Accordingly, due to the backbone chain in the organic single crystal, the degree of charge transport in the longitudinal direction of the organic single crystal may be reduced. That is, charge mobility in the organic single crystal may decrease.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정은, 상술된 바와 같이, 상기 유기 단결정의 길이 방향과 평행한 상기 백본 체인, 및 상기 유기 단결정의 길이 방향과 수직인 상기 파이-파이 스태킹 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 유기 단결정 내의 전하 이동도가 향상될 수 있고, 상기 유기 단결정을 트랜지스터에 이용하는 경우, 상기 트랜지스터 전하 이동도도 향상될 수 있다.However, the organic single crystal according to the embodiment of the present invention, as described above, may include the backbone chain parallel to the length direction of the organic single crystal, and the pi-pi stacking structure perpendicular to the length direction of the organic single crystal. I can. Accordingly, charge mobility in the organic single crystal can be improved, and when the organic single crystal is used for a transistor, the charge mobility of the transistor can also be improved.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 제1 소정 시간 동안 제1 어닐링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 어닐링하는 단계는, 진공 분위기에서 상기 제1 소정 시간 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 소정 시간은 3 내지 12 시간일 수 있고, 이에 따라, 상기 제1 어닐링하는 단계는, 진공 분위기에서 3 내지 12 시간 동안 수행될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 어닐링하는 단계는, 120 내지 140 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 어닐링하는 단계는, 진공 분위기에서 120 내지 140 ℃의 온도로 3 내지 12 시간 동안 수행될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of growing into the organic single crystal may further include performing first annealing for a first predetermined time. According to an embodiment, the first annealing may be performed for the first predetermined time in a vacuum atmosphere. For example, the first predetermined time may be 3 to 12 hours, and accordingly, the first annealing step may be performed for 3 to 12 hours in a vacuum atmosphere. According to an embodiment of the present invention, the first annealing step may be performed at a temperature of 120 to 140 °C. In other words, the first annealing may be performed for 3 to 12 hours at a temperature of 120 to 140° C. in a vacuum atmosphere.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 어닐링하는 단계에 의해, 상기 유기 고분자 전구체가 상기 유기 단결정으로 성장하는 과정에서, 분자들의 rearrangement가 일어날 수 있다. 이에 따라, 제조된 상기 유기 단결정의 결정성이 향상될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the process of growing the organic polymer precursor into the organic single crystal by the first annealing step, rearrangement of molecules may occur. Accordingly, the crystallinity of the prepared organic single crystal may be improved.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 어닐링하는 단계의 온도는 상술된 바와 같이, 120 내지 140 ℃의 범위를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 몰드의 재료가 용융되지 않고 원래의 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드가 플렉시블 PUA를 포함하는 경우, 상기 건조하는 단계의 상기 열처리 온도에 의해, 상기 몰드 재료의 물성이 저하되지 않을 수 있다. 다시 말해, 상기 건조하는 단계의 상기 열처리가 120 내지 140 ℃의 범위의 온도에서 수행되는 것에 따라, 상기 몰드의 물성 저하 없이, 상기 유기 단결정의 결정성을 용이하게 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the temperature of the first annealing step may include a range of 120 to 140°C, as described above. Accordingly, the material of the mold is not melted and the original state can be maintained. For example, when the mold includes a flexible PUA, physical properties of the mold material may not be deteriorated by the heat treatment temperature in the drying step. In other words, as the heat treatment in the drying step is performed at a temperature in the range of 120 to 140 °C, the crystallinity of the organic single crystal can be easily improved without deteriorating the physical properties of the mold.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상술된 S230 단계 즉, 유기 단결정으로 성장시키는 단계 이후에, 기판을 준비하는 단계, 및 상기 몰드로 상기 기판을 덮어, 상기 기판 상에 상기 채널 내부의 상기 유기 단결정을 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, after the above-described step S230, that is, growing into an organic single crystal, preparing a substrate, and covering the substrate with the mold, the organic single crystal inside the channel is formed on the substrate. It may further include a step of transferring.

S131 단계에서 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 기판 상에 극성 액체를 제공할 수 있다. 이에 따라, 후술되는 단계에서, 상기 기판 상에 상기 유기 단결정이 전사되는 경우, 상기 기판 및 상기 유기 단결정 사이의 상기 극성 액체가 모세관 작용을 할 수 있다. 따라서, 상기 기판 및 상기 유기 단결정 사이의 결합력이 향상될 수 있다.As described above in step S131, according to an embodiment of the present invention, a polar liquid may be provided on the substrate. Accordingly, in a step described later, when the organic single crystal is transferred onto the substrate, the polar liquid between the substrate and the organic single crystal may act as a capillary. Accordingly, a bonding force between the substrate and the organic single crystal may be improved.

또한, S132 단계에서 상술된 바와 같이, 상기 몰드로 상기 기판을 덮어, 상기 기판 상에 상기 채널 내부의 상기 유기 단결정을 전사할 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 기판 상에 상기 극성 액체가 제공될 수 있고, 이에 따라, 상기 채널 내부의 상기 유기 단결정이 상기 기판으로 용이하게 전사될 수 있다.In addition, as described above in step S132, by covering the substrate with the mold, the organic single crystal inside the channel may be transferred onto the substrate. As described above, the polar liquid may be provided on the substrate, and accordingly, the organic single crystal in the channel may be easily transferred to the substrate.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정을 전사한 이후에, 상기 기판으로부터 상기 몰드가 제거될 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 기판 및 상기 유기 단결정 사이에 상기 극성 액체가 제공될 수 있고, 이에 따라, 상기 기판 및 상기 유기 단결정 사이의 결합력이 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 단결정 및 상기 채널 사이의 결합력보다, 상기 기판 및 상기 유기 단결정 사이의 결합력이 더 강할 수 있다. 따라서, 상기 몰드를 용이하게 제거할 수 있고, 상기 기판 상에, 상기 채널의 형상을 따라 성장된 상기 유기 단결정, 즉, 패턴을 포함하는 상기 유기 단결정이 층상의 형태로 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after transferring the organic single crystal, the mold may be removed from the substrate. As described above, the polar liquid may be provided between the substrate and the organic single crystal, and accordingly, a bonding force between the substrate and the organic single crystal may be improved. Accordingly, a bonding force between the substrate and the organic single crystal may be stronger than that between the organic single crystal and the channel. Accordingly, the mold can be easily removed, and the organic single crystal grown along the shape of the channel, that is, the organic single crystal including a pattern can be provided in a layered form on the substrate.

이상, 유기 트랜지스터를 제조하기 위해, 먼저 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정의 제조 방법을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 도 13 내지 도 19를 통해 상술된 본 발명의 변형 예에 따른 유기 단결정 제조 방법을 이용해 상기 유기 단결정을 제조할 있다.As described above, in order to manufacture an organic transistor, a method of manufacturing an organic single crystal according to an embodiment of the present invention has been first described, but the present invention is not limited thereto, and manufacturing an organic single crystal according to a modified example of the present invention described above with reference to FIGS. 13 to 19 The organic single crystal can be prepared using a method.

상기 유기 단결정과 전기적으로 접촉하는 소스 및 드레인 전극을 형성할 수 있다(S240). 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계 이후에, 제2 소정 시간 동안 제2 어닐링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 어닐링하는 단계는, 진공 분위기에서 수행되고, 상기 제2 소정 시간은 상기 제1 소정 시간 보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 소정 시간은 3 내지 12 시간일 수 있고, 상기 제2 소정 시간은 30 내지 40 분일 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 어닐링하는 단계는, 진공 분위기에서 30 내지 40 분 동안 수행될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제2 어닐링하는 단계는, 100 내지 230 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 다시 말해, 상기 제2 어닐링하는 단계는, 진공 분위기에서 100 내지 230 ℃의 온도로 30 내지 40 분 동안 수행될 수 있다.Source and drain electrodes in electrical contact with the organic single crystal may be formed (S240). According to an embodiment of the present invention, after the step of forming the source and drain electrodes, the step of performing a second annealing for a second predetermined time may be further included. According to an embodiment, the second annealing may be performed in a vacuum atmosphere, and the second predetermined time may be shorter than the first predetermined time. For example, the first predetermined time may be 3 to 12 hours, and the second predetermined time may be 30 to 40 minutes. Accordingly, the second annealing step may be performed for 30 to 40 minutes in a vacuum atmosphere. According to an embodiment of the present invention, the second annealing step may be performed at a temperature of 100 to 230 °C. In other words, the second annealing may be performed for 30 to 40 minutes at a temperature of 100 to 230 °C in a vacuum atmosphere.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제2 어닐링하는 단계에 의해, 상기 소스 및 드레인 전극과, 상기 유기 단결정 사이에 존재할 수 있는 수분 또는 산소가 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 소스 및 드레인 전극과, 상기 유기 단결정 사이에 접촉 저항이 감소되어, 전계 효과 이동도(field effect mobility)가 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, moisture or oxygen that may exist between the source and drain electrodes and the organic single crystal may be removed by the second annealing step. Accordingly, contact resistance between the source and drain electrodes and the organic single crystal may be reduced, so that field effect mobility may be improved.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제2 어닐링하는 단계의 온도는 상술된 바와 같이, 100 내지 230 ℃의 범위를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판의 재료가 용융되지 않고 원래의 상태를 유지할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 소스 및 드레인 전극 재료의 물성이 저하되는 것도 방지할 수 있다. 다시 말해, 상기 제2 어닐링하는 단계에 의해, 상기 기판, 상기 소스 및 드레인 전극 재료의 물성 저하 없이, 상기 유기 트랜지스터의 전계 효과 이동도를 용이하게 향상시킬 수 있다 According to an embodiment of the present invention, the temperature of the second annealing step may include a range of 100 to 230 °C, as described above. Accordingly, the material of the substrate is not melted and the original state can be maintained. In addition, it is possible to prevent the physical properties of the source and drain electrode materials from deteriorating. In other words, by the second annealing step, it is possible to easily improve the electric field effect mobility of the organic transistor without deteriorating the physical properties of the substrate, the source and drain electrode materials.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 트랜지스터의 제조 방법에 대해 상세히 설명하였다.Hereinafter, a method of manufacturing an organic transistor according to an embodiment of the present invention has been described in detail.

본 발명의 실시 예에 따르면, 소정의 폭 및 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계, 상기 몰드에 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채우는 단계, 상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 유기 단결정으로 성장시키는 단계, 및 상기 유기 단결정과 전기적으로 접촉하는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 트랜지스터 제조 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, preparing a mold having at least one channel having a predetermined width and height, providing an organic ink containing an organic polymer precursor and an organic solvent to the mold, and using the organic ink Filling the channel of the mold, in a state in which the same organic solvent as the organic solvent is provided around the mold, the organic solvent in the organic ink is volatilized, and the organic polymer precursor is self-assembled and crystallized, A method of manufacturing an organic transistor including growing into a single crystal, and forming source and drain electrodes in electrical contact with the organic single crystal may be provided.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 상기 몰드 주변에 제공된 상기 유기 용매에 의하여, 상기 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연될 수 있고, 이에 따라, 상기 유기 고분자 전구체가 상기 유기 단결정으로 용이하게 성장할 뿐만 아니라, 상기 유기 단결정은 길이 방향과 평행한 백본 체인, 및 길이 방향과 수직인 파이-파이 스태킹 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 트랜지스터의 전하 이동도가 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step of growing the organic single crystal, the self-assembly and crystallization rate of the organic polymer precursor may be delayed by the organic solvent provided around the mold, and accordingly, the organic polymer In addition to the precursors easily growing into the organic single crystal, the organic single crystal may include a backbone chain parallel to the length direction, and a pi-pi stacking structure perpendicular to the length direction. Accordingly, charge mobility of the organic transistor may be improved.

또한, 상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 제1 소정 시간 동안 제1 어닐링하는 단계를 더 포함하고, 상기 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계 이후에, 제2 소정 시간 동안 제2 어닐링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 어닐링하는 단계는, 진공 분위기에서 수행되고, 상기 제2 소정 시간은 상기 제1 소정 시간 보다 짧을 수 있다.In addition, in the step of growing the organic single crystal, a step of first annealing for a first predetermined time is further included, and after the step of forming the source and drain electrodes, a second annealing for a second predetermined time is further performed. Can include. In addition, the first and second annealing steps may be performed in a vacuum atmosphere, and the second predetermined time may be shorter than the first predetermined time.

이에 따라, 상기 제1 어닐링하는 단계에 의해, 상기 유기 고분자 전구체가 상기 유기 단결정으로 성장하는 과정에서, 분자들의 rearrangement가 일어날 수 있다. 이에 따라, 제조된 상기 유기 단결정의 결정성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 제2 어닐링하는 단계에 의해, 상기 소스 및 드레인 전극과, 상기 유기 단결정 사이에 존재할 수 있는 수분 또는 산소가 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 소스 및 드레인 전극과, 상기 유기 단결정 사이에 접촉 저항이 감소되어, 전계 효과 이동도가 향상될 수 있다.Accordingly, in the process of growing the organic polymer precursor into the organic single crystal by the first annealing step, rearrangement of molecules may occur. Accordingly, the crystallinity of the prepared organic single crystal may be improved. Further, by the second annealing step, moisture or oxygen that may exist between the source and drain electrodes and the organic single crystal may be removed. Accordingly, contact resistance between the source and drain electrodes and the organic single crystal may be reduced, so that electric field effect mobility may be improved.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유기 트랜지스터의 제조 방법을 이용해, 유기 트랜지스터를 제조할 수 있다. 이에 따라, 게이트 전극, 상기 게이트 전극 일 측에 마련된 절연막, 상기 절연막 일 측에 마련된 PCDTPT를 포함하는 액티브층, 및 상기 액티브층에 전기적으로 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하되, 상기 액티브층은, 폭 100 nm 이하 및 높이 200 nm 이하의 적어도 하나의 채널들을 포함하는 상기 유기 트랜지스터가 제공될 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, an organic transistor may be manufactured using the method of manufacturing the organic transistor. Accordingly, a gate electrode, an insulating film provided on one side of the gate electrode, an active layer including PCDTPT provided on one side of the insulating film, and a source electrode and a drain electrode electrically contacting the active layer, the active layer The organic transistor including at least one channel having a width of 100 nm or less and a height of 200 nm or less may be provided.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 단결정의 제조 방법에 대한 구체적인 실험 예가 설명된다.Hereinafter, a specific experimental example of a method of manufacturing an organic single crystal according to an embodiment of the present invention will be described.

실험 예 1에 따른 유기 단결정의 제조Preparation of organic single crystal according to Experimental Example 1

90 nm 폭 및 180 nm의 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 플렉시블 PUA 몰드를 준비하였다.A flexible PUA mold having at least one channel having a width of 90 nm and a height of 180 nm was prepared.

상기 몰드에, PCDTPT를 포함하는 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채웠다.An organic ink containing an organic polymer precursor containing PCDTPT and an organic solvent was provided to the mold, and the channel of the mold was filled with the organic ink.

상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 유기 단결정으로 성장시켰다.In a state in which the same organic solvent as the organic solvent was provided around the mold, the organic solvent in the organic ink was volatilized, the organic polymer precursor was self-assembled and crystallized, and grown into an organic single crystal in the channel.

Si 기판을 준비하였다.A Si substrate was prepared.

상기 몰드로 상기 기판을 덮어, 상기 기판 상에 상기 채널 내부의 상기 유기 단결정을 전사하여, 90 nm 폭 및 180 nm의 높이를 포함하는, 실험 예 1에 따른 유기 단결정을 제조하였다.By covering the substrate with the mold, the organic single crystal in the channel was transferred onto the substrate to prepare an organic single crystal according to Experimental Example 1 including a width of 90 nm and a height of 180 nm.

실험 예 2에 따른 유기 단결정의 제조Preparation of organic single crystal according to Experimental Example 2

상술된 실험 예 1에서, 100 nm 폭 및 200 nm의 높이 를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 플렉시블 PUA 몰드를 준비하여, 100 nm 폭 및 200 nm의 높이를 포함하는, 실험 예 2에 따른 유기 단결정을 제조하였다.In Experimental Example 1 described above, a flexible PUA mold having at least one channel having a width of 100 nm and a height of 200 nm was prepared, and an organic single crystal according to Experimental Example 2 including a width of 100 nm and a height of 200 nm was prepared. Was prepared.

비교 예 1에 따른 유기 단결정의 제조Preparation of organic single crystal according to Comparative Example 1

상술된 실험 예 1에서, 200 nm 폭 및 200 nm의 높이 를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 플렉시블 PUA 몰드를 준비하여, 200 nm 폭 및 200 nm의 높이를 포함하는, 비교 예 1에 따른 유기 단결정을 제조하였다.In Experimental Example 1 described above, a flexible PUA mold having at least one channel having a width of 200 nm and a height of 200 nm was prepared, and an organic single crystal according to Comparative Example 1 including a width of 200 nm and a height of 200 nm was prepared. Was prepared.

비교 예 2에 따른 유기 단결정의 제조Preparation of organic single crystal according to Comparative Example 2

상술된 실험 예 1에서, 100 nm 폭 및 300 nm의 높이 를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 플렉시블 PUA 몰드를 준비하여, 100 nm 폭 및 300 nm의 높이를 포함하는, 비교 예 2에 따른 유기 단결정을 제조하였다.In Experimental Example 1 described above, a flexible PUA mold having at least one channel having a width of 100 nm and a height of 300 nm was prepared, and an organic single crystal according to Comparative Example 2 including a width of 100 nm and a height of 300 nm was prepared. Was prepared.

본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정 및 비교 예 1에 따른 유기 결정은 아래 [표 1]과 같이 정리될 수 있다. The organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention and the organic crystal according to Comparative Example 1 may be arranged as shown in [Table 1] below.

폭width 높이Height 유기 고분자 전구체Organic polymer precursor 실험 예 1Experiment Example 1 90 nm90 nm 180 nm180 nm PCDTPTPCDTPT 실험 예 2Experiment Example 2 100 nm100 nm 200 nm200 nm 비교 예 1Comparative Example 1 200 nm200 nm 200 nm200 nm 비교 예 2Comparative Example 2 100 nm100 nm 300 nm300 nm

도 21 a)는 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 SEM(scanning electron microscope) 이미지이고, 도 21 b)는 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 폭을 보기 위한 magnified view이고, 도 21 c)는 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 높이를 보기 위한 magnified view이다.FIG. 21 a) is a scanning electron microscope (SEM) image of an organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention, and FIG. 21 b) is a magnified view for viewing the width of the organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention. 21 c) is a magnified view for viewing the height of the organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention.

도 21 a) 내지 도 21 c)를 참조하면, 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정은 채널의 형상을 따라 90 nm의 폭 및 180 nm의 높이를 포함하는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 제조된 상기 유기 단결정이 복수의 채널의 형상을 따라 균일한 폭 및 높이를 포함하는 것을 확인할 수 있다. 21 a) to 21 c), it can be observed that the organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention includes a width of 90 nm and a height of 180 nm along the shape of the channel. In addition, it can be seen that the prepared organic single crystal has a uniform width and height along the shape of a plurality of channels.

도 22는 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 TEM(transmission electron microscope) 이미지이고, 도 23은 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 SAED(selective area electron diffraction) 패턴 이미지이고, 도 24는 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 유닛 셀(unit cell) 구조를 설명하기 위한 SEM 이미지이다.22 is a transmission electron microscope (TEM) image of an organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention, and FIG. 23 is an image of a selective area electron diffraction (SAED) pattern of an organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention, and FIG. 24 Is an SEM image for explaining the unit cell structure of the organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention.

도 22 및 도 23을 참조하면, 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 TEM 이미지에 상응하는 분자 배향 및 결정 구조를 관찰할 수 있다. 상기 유기 단결정은 길이 축에 수직이며, 규칙적으로 정렬된 회절 반점을 포함하는 것을 확인할 수 있다. 22 and 23, molecular orientation and crystal structure corresponding to the TEM image of the organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention can be observed. It can be seen that the organic single crystal is perpendicular to the length axis and includes regularly aligned diffraction spots.

또한, 도 24를 참조하면, 본 발명이 실험 예 1에 따른 유기 단결정 구조의 상세한 분석을 위해, 상용 소프트웨어 패키지(Single Crystal 2.2.5., Crystal Maker Software Ltd.) 및 격자 단위 셀 모델링을 사용하여 전자 회절 시뮬레이션을 수행하였다. 이에 따라, 상기 유기 단결정은 a=26.2 Å, b=9.09 Å, c=10.87 Å(α=90.8°, β=103.6°, γ=106.5°)의 격자 크기를 갖는 triclinic 구조를 포함하는 것을 확인할 수 있다. In addition, referring to FIG. 24, for detailed analysis of the organic single crystal structure according to Experimental Example 1 of the present invention, a commercial software package (Single Crystal 2.2.5., Crystal Maker Software Ltd.) and lattice unit cell modeling were used to provide a detailed analysis of the organic single crystal structure according to Experimental Example 1. Electron diffraction simulation was performed. Accordingly, it can be confirmed that the organic single crystal includes a triclinic structure having a lattice size of a=26.2 Å, b=9.09 Å, c=10.87 Å (α=90.8°, β=103.6°, γ=106.5°) have.

상기 유기 단결정의 상기 triclinic 구조는, 상기 유기 단결정의 길이 방향에 따라 10.87 Å의 반복 유닛을 포함하는 백본 체인, 및 상기 유기 단결정의 길이 방향과 서로 다른 방향의 9.09 Å의 반복 유닛을 포함하는 파이-파이 스태킹을 포함할 수 있고, [001] 방향을 따라 상기 몰드의 채널에서 형성될 수 있다. 통상적으로, 단결정 유기 반도체 나노 와이어의 파이-파이 스태킹은, 상기 단결정 유기 반도체 길이 방향과 평행할 수 있다.The triclinic structure of the organic single crystal includes a backbone chain including a repeating unit of 10.87 Å along the length direction of the organic single crystal, and a pi including a repeating unit of 9.09 Å in a direction different from the length direction of the organic single crystal. Pie stacking may be included, and may be formed in the channel of the mold along the [001] direction. Typically, the pi-pie stacking of the single crystal organic semiconductor nanowire may be parallel to the length direction of the single crystal organic semiconductor.

하지만, 본 발명의 실험 예 1에 따른 유기 단결정의 상기 파이-파이 스태킹은, 상술된 바와 같이, 상기 유기 단결정의 길이 방향과 서로 다른 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 단결정의 상기 파이-파이 스태킹은, 상기 유기 단결정의 길이 방향과 수직인 것을 관찰할 수 있다. 또한, 상기 유기 단결정의 상기 백본 체인은, 상기 유기 단결정의 길이 방향과 평행인 것을 관찰할 수 있다. However, it can be seen that the pi-pie stacking of the organic single crystal according to Experimental Example 1 of the present invention is different from the longitudinal direction of the organic single crystal, as described above. Specifically, it can be observed that the pi-pie stacking of the organic single crystal is perpendicular to the length direction of the organic single crystal. In addition, it can be observed that the backbone chain of the organic single crystal is parallel to the longitudinal direction of the organic single crystal.

이에 따라, 상기 유기 단결정의 길이 방향으로, 전하 수송도가 향상될 수 있고 즉, 상기 유기 단결정 내의 전하 이동도가 향상될 수 있다.Accordingly, in the longitudinal direction of the organic single crystal, the charge transport degree can be improved, that is, the charge mobility in the organic single crystal can be improved.

도 25는 본 발명의 실험 예 2에 따른 유기 단결정의 SEM 이미지이고, 도 26은 본 발명의 실험 예 2에 따른 유기 단결정의 SAED 패턴 이미지이다. 도 27은 본 발명의 비교 예 1에 따른 유기 단결정의 SEM 이미지이고, 도 28은 본 발명의 비교 예 1에 따른 유기 단결정의 SAED 패턴 이미지이다. 도 29는 본 발명의 비교 예 2에 따른 유기 단결정의 SEM 이미지이고, 도 30은 본 발명의 비교 예 2에 따른 유기 단결정의 SAED 패턴 이미지이다.25 is an SEM image of an organic single crystal according to Experimental Example 2 of the present invention, and FIG. 26 is an image of a SAED pattern of an organic single crystal according to Experimental Example 2 of the present invention. 27 is an SEM image of an organic single crystal according to Comparative Example 1 of the present invention, and FIG. 28 is an image of a SAED pattern of an organic single crystal according to Comparative Example 1 of the present invention. 29 is an SEM image of an organic single crystal according to Comparative Example 2 of the present invention, and FIG. 30 is an image of a SAED pattern of an organic single crystal according to Comparative Example 2 of the present invention.

도 25 및 도 26을 참조하면, 본 발명의 실험 예 2에 따른 유기 단결정이 균일하게 성장되어 패턴을 형성한 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 유기 단결정은 길이 축에 수직이며, 규칙적으로 정렬된 회절 반점을 포함하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 25 and 26, it can be seen that the organic single crystal according to Experimental Example 2 of the present invention was uniformly grown to form a pattern. In addition, it can be seen that the organic single crystal is perpendicular to the longitudinal axis and includes regularly aligned diffraction spots.

반면에, 도 27 내지 도 30을 참조하면, 본 발명의 비교 예 1 및 비교 예 2에 따른 유기 단결정은 불균일하게 성장되어 또렷하지 않은 패턴을 형성한 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 유기 단결정에서, 길이 축에 수직이며, 규칙적으로 정렬된 회절 반점을 관찰하기 어려운 것을 알 수 있다. On the other hand, referring to FIGS. 27 to 30, it can be seen that the organic single crystals according to Comparative Examples 1 and 2 of the present invention were grown unevenly to form an inconspicuous pattern. In addition, it can be seen that in the organic single crystal, it is difficult to observe diffraction spots that are perpendicular to the length axis and are regularly aligned.

이에 따라, PCDTPT를 포함하는 유기 고분자 전구체를 이용해, 100 nm 초과의 폭 및 200 nm 초과의 높이를 포함하는 유기 결정을 제조하는 경우, 상기 유기 결정은 단결정으로 형성되기 어렵다는 것을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that when an organic crystal having a width of more than 100 nm and a height of more than 200 nm is prepared by using the organic polymer precursor including PCDTPT, the organic crystal is difficult to be formed as a single crystal.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 트랜지스터의 구체적인 실험 예가 설명된다.Hereinafter, specific experimental examples of an organic transistor according to an embodiment of the present invention will be described.

실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 제조Fabrication of an organic transistor according to Experimental Example 3

상술된 실험 예 1에 따른 유기 단결정을 제조하였다. An organic single crystal according to Experimental Example 1 described above was prepared.

진공 분위기에서, 상기 유기 단결정을 130 ℃의 온도로 4 시간 동안 제1 어닐링하였다.In a vacuum atmosphere, the organic single crystal was first annealed at a temperature of 130° C. for 4 hours.

상기 유기 단결정 상에, 상기 유기 단결정과 전기적으로 접촉하는 Au 소스 및 드레인 전극을 형성하여 예비 유기 트랜지스터를 제조하였다. On the organic single crystal, Au source and drain electrodes in electrical contact with the organic single crystal were formed to prepare a preliminary organic transistor.

진공 분위기에서, 상기 예비 유기 트랜지스터를 230 ℃의 온도로 10 분 동안 제2 어닐링하여, 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터를 제조하였다.In a vacuum atmosphere, the preliminary organic transistor was subjected to a second annealing at a temperature of 230° C. for 10 minutes to prepare an organic transistor according to Experimental Example 3.

도 31은 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 SEM 이미지이다. 31 is an SEM image of an organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention.

도 31을 참조하면, 본 발명의 실험 예 3에 따라 제조된, 70 μm 길이 및 90 nm 폭으로 형성된 소스(S) 및 드레인(D) 전극을 포함하는 상기 유기 트랜지스터를 관찰할 수 있다. Referring to FIG. 31, the organic transistor including the source (S) and drain (D) electrodes formed in a length of 70 μm and a width of 90 nm, manufactured according to Experimental Example 3 of the present invention, can be observed.

도 32는 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 ID-VD(drain current-drain voltage) output 곡선이고, 도 33은 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 ID-VG(drain current-gate voltage) transfer 곡선이다.32 is an I D -V D (drain current-drain voltage) output curve of an organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention, and FIG. 33 is an I D -V G ( drain current-gate voltage) transfer curve.

도 32 및 도 33을 참조하면, 유기 트랜지스터의 ID-VD output 곡선 및 ID-VG transfer 곡선을 통해, 상기 유기 트랜지스터의 전계 효과 이동도(field effect mobility), on/off 전류 비율(on/off current ratio), 및 임계 전압(threshold voltage)과 같은 트랜지스터 매개 변수를 계산할 수 있다. 포화 영역(VG=-80 V)에서, 상기 유기 트랜지스터의 최대 전계 효과 이동도는 88.4 cm2V-1s-1, 평균 전계 효과 이동도는 68.45 cm2V-1s-1, on/off 전류 비율은 약 104, 임계 전압은 -2.07 V를 나타냈다. 상기 유기 트랜지스터의 전계 효과 이동도는, 종래의 유기 고분자를 이용해 제조된 유기 트랜지스터의 최대 전계 효과 이동도가, 58.6 cm2V-1s-1인 것을 고려하면, 상대적으로 높은 전계 효과 이동도에 해당할 수 있다. 이러한 실험 결과를 통해, 상기 유기 트랜지스터가 본 발명의 실험 예에 따른 유기 단결정을 포함하는 것에 따라, 결함 및/또는 결정립계를 포함하지 않을 수 있고, 이에 따라, 종래의 유기 트랜지스터보다 전기적 성능이 향상된 것을 알 수 있다.32 and 33, through the I D -V D output curve and the I D -V G transfer curve of the organic transistor, the field effect mobility and the on/off current ratio of the organic transistor ( transistor parameters such as on/off current ratio), and threshold voltage can be calculated. In the saturation region (V G =-80 V), the maximum field effect mobility of the organic transistor is 88.4 cm 2 V -1 s -1 , and the average field effect mobility is 68.45 cm 2 V -1 s -1 , on/ The off current ratio was about 104 and the threshold voltage was -2.07 V. The field effect mobility of the organic transistor is a relatively high field effect mobility considering that the maximum field effect mobility of an organic transistor manufactured using a conventional organic polymer is 58.6 cm 2 V -1 s -1 . May be applicable. Through these experimental results, as the organic transistor includes the organic single crystal according to the experimental example of the present invention, it may not contain defects and/or grain boundaries, and accordingly, it was found that electrical performance is improved compared to the conventional organic transistor. Able to know.

도 34는 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 환경 안정성을 보여주는 그래프이다.34 is a graph showing environmental stability of an organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention.

도 34를 참조하면, 상기 유기 단결정의 동작 안정성을 검증하기 위해 50 % 습도 및 25 ℃ 온도의 환경에서, 공기 중 노출 시간의 함수로써 동일한 전계 효과 이동도를 모니터링하였다. 상기 모니터링을 통해, 30 일이 지난 후에도, 상기 유기 단결정의 전계 효과 이동도가 감소하지 않고 일정한 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과를 통해, 다양한 환경 조건에서, 상기 유기 단결정이 뛰어난 전기적 성능뿐만 아니라, 우수한 안정성을 갖는다는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 34, in order to verify the operational stability of the organic single crystal, the same electric field effect mobility was monitored as a function of exposure time in air in an environment of 50% humidity and 25°C temperature. Through the monitoring, it can be confirmed that even after 30 days, the field effect mobility of the organic single crystal does not decrease and is constant. Through these results, it can be seen that under various environmental conditions, the organic single crystal has not only excellent electrical performance but also excellent stability.

도 35는 제2 어닐링하기 전, 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 ID-VG transfer 곡선이고, 도 36은 제2 어닐링한 후, 본 발명의 실험 예 3에 따른 유기 트랜지스터의 ID-VG transfer 곡선이다.35 is an I D -V G transfer curve of the organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention before the second annealing, and FIG. 36 is I of the organic transistor according to Experimental Example 3 of the present invention after the second annealing. D -V G transfer curve.

도 35를 참조하면, 상기 제2 어닐링하기 전, 상기 유기 트랜지스터의 전계 효과 이동도는 5.72 cm2V-1s-1인 것을 확인할 수 있다. 한편, 도 36을 참조하면, 상기 제2 어닐링한 후, 상기 유기 트랜지스터의 전계 효과 이동도는 62.53 cm2V-1s-1인 것을 확인할 수 있다. 이러한 실험 결과를 통해, 상기 제2 어닐링하는 단계에 의해, 상기 소스 및 드레인 전극과, 상기 유기 단결정 사이에 존재할 수 있는 수분 또는 산소가 제거될 수 있고, 이에 따라, 상기 소스 및 드레인 전극과, 상기 유기 단결정 사이에 접촉 저항이 감소되어, 전계 효과 이동도가 향상된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 35, it can be seen that before the second annealing, the field effect mobility of the organic transistor is 5.72 cm 2 V -1 s -1 . Meanwhile, referring to FIG. 36, it can be seen that after the second annealing, the field effect mobility of the organic transistor is 62.53 cm 2 V -1 s -1 . Through these experimental results, moisture or oxygen that may exist between the source and drain electrodes and the organic single crystal may be removed by the second annealing step. Accordingly, the source and drain electrodes and the It can be seen that the contact resistance between the organic single crystals is reduced, and the field effect mobility is improved.

이상, 본 발명의 실시 예 및 실험 예에 따른 유기 단결정 제조 방법, 그 제조 방법으로 제조된 유기 단결정층, 및 그 유기 단결정층을 이용한 유기 트랜지스터에 대해 상세히 설명하였다. 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.In the above, a method for manufacturing an organic single crystal according to an embodiment and an experimental example of the present invention, an organic single crystal layer manufactured by the manufacturing method, and an organic transistor using the organic single crystal layer have been described in detail. Although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those who have acquired ordinary knowledge in this technical field should understand that many modifications and variations can be made without departing from the scope of the present invention.

100: 몰드
110: 채널
200: 유기 잉크
210: 유기 고분자 전구체
220: 유기 용매
300: 유기 단결정
310: 백본 체인(backbone chain)
320: 파이-파이 스태킹(π-π stacking)
400: 기판
w: 채널의 폭
h: 채널의 높이
l: 채널의 길이100: mold
110: channel
200: organic ink
210: organic polymer precursor
220: organic solvent
300: organic single crystal
310: backbone chain
320: pi-pi stacking (π-π stacking)
400: substrate
w: channel width
h: height of the channel
l: length of the channel

Claims (19)

소정의 폭 및 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계;
상기 몰드에 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채우는 단계; 및
상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 상기 몰드 주변으로 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 단결정 상을 나타내는 유기 단결정으로 성장시키는 단계를 포함하되,
상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 상기 몰드 주변에 제공된 상기 유기 용매에 의하여, 상기 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연되는 유기 단결정의 제조 방법.
Preparing a mold in which at least one channel having a predetermined width and height is formed;
Providing an organic ink containing an organic polymer precursor and an organic solvent to the mold, and filling a channel of the mold with the organic ink; And
In a state in which the same organic solvent as the organic solvent is provided around the mold, the organic solvent in the organic ink is volatilized around the mold, and the organic polymer precursor is self-assembled and crystallized, thereby showing a single crystal phase in the channel. Including the step of growing into an organic single crystal,
In the step of growing the organic single crystal, the self-assembly and crystallization rate of the organic polymer precursor is delayed by the organic solvent provided around the mold.
 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계 이후에,
기판을 준비하는 단계; 및
상기 몰드로 상기 기판을 덮어, 상기 기판 상에 상기 채널 내부의 상기 유기 단결정을 전사하는 단계를 더 포함하는 유기 단결정의 제조 방법.
The method of claim 1,
After the step of growing into the organic single crystal,
Preparing a substrate; And
Covering the substrate with the mold, and transferring the organic single crystal in the channel onto the substrate.
 제1 항에 있어서,
상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계는, 진공 분위기에서 어닐링하는 단계를 더 포함하는 유기 단결정의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of growing the organic single crystal further comprises annealing in a vacuum atmosphere.
 제1 항에 있어서,
성장된 상기 유기 단결정의 백본 체인(backbone chain)은 상기 채널의 길이 방향과 평행한 것을 포함하는 유기 단결정의 제조 방법.
The method of claim 1,
A method of manufacturing an organic single crystal, wherein a backbone chain of the grown organic single crystal is parallel to the length direction of the channel.
 제1 항에 있어서,
상기 몰드를 준비하는 단계는,
상기 유기 고분자 전구체의 종류에 따라 제한된 폭 및 높이를 가지는 상기 채널을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 유기 고분자 전구체가 PCDTPT(poly[4-(4,4-dihexadecyl-4H-cyclopenta[1,2-b:5,4-b']-dithiophen-2-yl)-alt-[1,2,5]thiadiazolo-[3,4-c]pyridine])를 포함하는 경우, 상기 채널의 폭은 100 nm 이하이고, 높이는 200 nm 이하인 것을 포함하는 유기 단결정의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of preparing the mold,
Forming the channel having a limited width and height according to the type of the organic polymer precursor, wherein the organic polymer precursor is PCDTPT (poly[4-(4,4-dihexadecyl-4H-cyclopenta[1,2 -b:5,4-b']-dithiophen-2-yl)-alt-[1,2,5]thiadiazolo-[3,4-c]pyridine]), the width of the channel is 100 nm or less, and a method for producing an organic single crystal comprising a height of 200 nm or less.
 제1 항에 있어서,
상기 몰드를 준비하는 단계, 및 상기 채널을 채우는 단계 사이에,
기판 상에 상기 유기 잉크를 제공하는 단계; 및
상기 몰드로 상기 기판을 덮는 단계를 포함하는 유기 단결정의 제조 방법.
The method of claim 1,
Between preparing the mold and filling the channel,
Providing the organic ink on a substrate; And
A method of manufacturing an organic single crystal comprising the step of covering the substrate with the mold.
 소정의 폭 및 높이를 가지는 적어도 하나의 채널이 형성된 몰드를 준비하는 단계;
상기 몰드에 유기 고분자 전구체 및 유기 용매를 포함하는 유기 잉크를 제공하여, 상기 유기 잉크로 상기 몰드의 채널을 채우는 단계;
상기 유기 용매와 동일한 유기 용매를 상기 몰드 주변에 제공한 상태에서, 상기 유기 잉크 내의 상기 유기 용매를 상기 몰드 주변으로 휘발시키고, 상기 유기 고분자 전구체를 자기 조립 및 결정화하여, 상기 채널 내에 단결정 상을 나타내는 유기 단결정으로 성장시키는 단계; 및
상기 유기 단결정과 전기적으로 접촉하는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 상기 몰드 주변에 제공된 상기 유기 용매에 의하여, 상기 유기 고분자 전구체의 자기 조립 및 결정화 속도가 지연되는 유기 트랜지스터의 제조 방법.
Preparing a mold in which at least one channel having a predetermined width and height is formed;
Providing an organic ink containing an organic polymer precursor and an organic solvent to the mold, and filling a channel of the mold with the organic ink;
In a state in which the same organic solvent as the organic solvent is provided around the mold, the organic solvent in the organic ink is volatilized around the mold, and the organic polymer precursor is self-assembled and crystallized, thereby showing a single crystal phase in the channel. Growing into an organic single crystal; And
Including the step of forming source and drain electrodes in electrical contact with the organic single crystal,
In the step of growing into the organic single crystal, the self-assembly and crystallization speed of the organic polymer precursor is delayed by the organic solvent provided around the mold.
 삭제delete 제8 항에 있어서,
상기 유기 단결정으로 성장시키는 단계에서, 제1 소정 시간 동안 제1 어닐링하는 단계를 더 포함하고,
상기 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계 이후에, 제2 소정 시간 동안 제2 어닐링하는 단계를 더 포함하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
The method of claim 8,
In the step of growing the organic single crystal, further comprising the step of first annealing for a first predetermined time,
After the step of forming the source and drain electrodes, the method of manufacturing an organic transistor further comprising performing a second annealing for a second predetermined time.
 제8 항에 있어서,
상기 몰드를 준비하는 단계는,
상기 유기 고분자 전구체의 종류에 따라 제한된 폭 및 높이를 가지는 상기 채널을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 유기 고분자 전구체가 PCDTPT를 포함하는 경우, 상기 채널의 폭은 100 nm 이하이고, 높이는 200 nm 이하인 것을 포함하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
The method of claim 8,
The step of preparing the mold,
Forming the channel having a limited width and height according to the type of the organic polymer precursor, and when the organic polymer precursor includes PCDTPT, the width of the channel is 100 nm or less, and the height is 200 nm or less. Organic transistor manufacturing method comprising a.
 길이 방향으로 연장되되, 폭 100 nm 이하 및 높이 200 nm 이하의 채널 형상을 가지며, triclinic 구조의 단결정 상을 갖는 PCDTPT를 포함하는 유기 단결정.
An organic single crystal including PCDTPT extending in the length direction, having a channel shape of 100 nm or less in width and 200 nm in height or less, and having a single crystal phase of a triclinic structure.
 제12 항에 있어서,
상기 PCDTPT의 백본 체인은 상기 길이 방향과 평행한 것을 포함하는 유기 단결정.
The method of claim 12,
Organic single crystal comprising the backbone chain of the PCDTPT parallel to the longitudinal direction.
 제12 항에 있어서,
상기 PCDTPT의 파이-파이 스태킹(π-π stacking)은 상기 길이 방향과 서로 다른 방향인 것을 포함하는 유기 단결정.
The method of claim 12,
The pie-pi stacking of the PCDTPT (π-π stacking) organic single crystal comprising a direction different from the longitudinal direction.
 제12 항에 있어서,
상기 유기 단결정은 높이 180 내지 200 nm의 채널 형상을 갖는 유기 단결정.
The method of claim 12,
The organic single crystal is an organic single crystal having a channel shape of 180 to 200 nm in height.
 게이트 전극;
상기 게이트 전극 일 측에 마련된 절연막;
상기 절연막 일 측에 마련된 PCDTPT를 포함하는 액티브층; 및
상기 액티브층에 전기적으로 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하되,
상기 액티브층은, 폭 100 nm 이하 및 높이 200 nm 이하의 적어도 하나의 채널형상을 가지고, triclinic 구조의 단결정 상을 나타내는 유기 트랜지스터.
A gate electrode;
An insulating film provided on one side of the gate electrode;
An active layer including PCDTPT provided on one side of the insulating layer; And
Including a source electrode and a drain electrode in electrical contact with the active layer,
The active layer has at least one channel shape having a width of 100 nm or less and a height of 200 nm or less, and exhibits a single crystal phase having a triclinic structure.
 제16 항에 있어서,
상기 액티브층은 높이 180 내지 200 nm의 채널 형상을 갖는 유기 트랜지스터.
The method of claim 16,
The active layer is an organic transistor having a channel shape of 180 to 200 nm in height.
 삭제delete 제16항에 있어서,
상기 단결정은, 상기 채널들의 길이 방향과 서로 다른 방향의 파이-파이 스태킹을 포함하는 유기 트랜지스터.The method of claim 16,
The single crystal is an organic transistor including pi-pi stacking in a direction different from the length direction of the channels.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Advanced Materials, Vol.23, pp.3398-3402 (2011.06.17)*
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