KR20070107887A - 유기절연막 조성물, 유기절연막의 형성방법 및 이에 의해형성된 유기절연막을 함유하는 유기박막 트랜지스터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 함유하는 유기절연막 조성물, 상기 유기절연막 조성물을 코팅하는 단계 ; 및 상기 코팅된 유기절연막 조성물을 포토리소그래피법에 의해 UV 조사 및 현상하는 단계를 포함하는 유기절연막의 형성 방법 및 이에 의해 형성된 유기절연막을 포함하는 유기박막 트랜지스터에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방법에 의하여 형성된 유기절연막을 포함하는 유기박막 트랜지스터는 열화 등에 의한 소자의 특성변화를 방지하면서, 유기절연막 형성시 표면처리 공정을 동시에 수행함으로써 공정을 단축시키고, 히스테리시스 등과 같은 유기절연막의 전류전달 특성을 향상시킬 수 있다.
유기절연막, 수용성 고분자, 자외선 경화제, 수용성 불소 화합물, 유기박막 트랜지스터
Description
도 1은 선행기술에 의한 유기절연막 형성방법의 공정개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유기절연막 형성방법의 공정개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 형성된 유기절연막을 함유하는 유기박막 트랜지스터의 개략 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 형성된 유기절연막 및 뱅크를 함유하는 유기박막 트랜지스터의 개략 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 형성된 유기절연막을 함유하는 유기박막 트랜지스터의 전류전달곡선을 나타낸 것이다.
본 발명은 유기절연막 조성물, 유기절연막의 형성방법 및 이에 의해 형성된 유기절연막을 함유하는 유기박막 트랜지스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 함유하는 유기절연막 조성물, 별도의 포토레지스터를 이용한 에칭공정 없이도 패턴형성이 가능하면서도, 히스테리시스(hysteresis) 등과 같은 유기절연막의 특성이 향상된 유기절연막의 형성방법 및 이에 의해 형성된 유기절연막을 포함하는 유기박막 트랜지스터에 관한 것이다.
최근 기능성 전자소자 및 광소자 등 광범위한 분야에서, 새로운 전기전자 재료로서 섬유나 필름 형태로 성형이 용이하고 유연하며, 전도성과 저렴한 생산비를 이유로 고분자재료에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 전도성 고분자를 이용한 소자 중에서, 유기물을 반도체 활성층으로 사용하는 유기박막 트랜지스터에 관한 연구는 1980년 이후부터 시작되었으며, 근래에는 전 세계에서 많은 연구가 진행 중에 있다.
이는 유기박막 트랜지스터의 경우, 인쇄 기술과 같은 간단한 기술에 의해 제조가 가능하여 제조비용이 저렴할 뿐만 아니라, 가요성 기판들(flexible substrates)과의 처리 및 호환성이 양호한 이점이 있기 때문이다.
현재 유기박막 트랜지스터는 능동형 디스플레이의 구동소자, 스마트 카드(smart card)와 인벤터리 택(inventory tag)용 플라스틱 칩 등에 그 활용이 예상되고 있다.
한편, 전자발광(EL) 소자나 발광다이오드(LED) 소자등의 표시장치와 같은 유 기전자 소자를 제조함에 있어서, 유기절연막은 가장 핵심적인 기술중의 하나로서, 유기절연막으로 폴리이미드(polyimide), BCB(benzocyclobutene), 포토아크릴(Photoacryl) 등을 사용하는 기술이 개시되어 있으나(미국특허 제6,232,157호), 무기절연막을 대체할 정도의 소자 특성은 나타내지 못하고 있는 실정이다.
이러한 단점을 보완하기 위하여, 말레이미드(maleic imide) 공중합체 구조를 갖는 절연 고분자를 사용하여 유기박막 트랜지스터의 성능을 향상시킨 바가 있으나(한국공개특허 제2004-28010호), 후속되는 포토리소그래피 공정 상에 사용되는 유기용매에 녹아 버리는 문제점이 여전히 존재하였다.
이와 유사한 기술로 폴리비닐페놀(PVP)에 폴리멜라민-co-포름알데하이드를 혼합하여 후속공정에서 내화학성을 향상시키려는 시도가 있으나(Journal of Applied Physics 2003, 93, 2977 ; Journal of Applied Physics 2002, 81, 289), 상기 방법 역시 PVP를 가교하기 위해서는 200℃의 고온에서 가열하여야 하므로, 플라스틱 기판에 적용하기가 어려운 문제점이 있다.
한편, 유기박막 트랜지스터를 표시소자에 이용하기 위해서는 전극간 연결을 위해 유기절연막의 패턴형성이 필요하다. 이와 관련하여, 종래에는 유기절연막의 패턴형성을 위해 포토리소그래피 공정을 이용하였는데, 구체적으로는 도 1에서 보는 바와 같이, 폴리이미드(polyimide)를 스핀코팅(spin coating)하는 단계; 포토레지스트 코팅 단계; 베이킹(baking) 단계; 포토리소그래피법에 의해 UV조사 및 현상하는 단계; 및 폴리이미드 에칭단계로 이루어지는 유기절연막 형성 공정을 거친 후, 별도의 표면처리 공정을 수행하는 방법이 개시되어 있다(국제공개 제01-46987 호).
그러나, 상기 방법은 포토리소그래피 공정을 이용한다는 점에서 유기절연막이 포토리소그래피 공정시 가해지는 열 및 에칭에 의한 영향을 받지 않기 위해, 포토레지스트보다 높은 내성(thermal resistance and etch resistance)을 가져야 하며, 마찬가지로 포토레지스트 스트립퍼(stripper)에 노출될 경우 영향을 받지 않기 위해 스트립퍼에 대한 내성(chemical resistance)을 가져야 한다는 문제점이 있었다.
따라서, 당해 기술분야에서는 포토레지스트에 의하지 않고, 보다 간단한 공정으로 유기절연막을 패턴형성할 수 있는 방법이 요구되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 함유하는 유기절연막 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 포토레지스터를 이용한 에칭공정 없이도 패턴형성이 가능하면서도, 히스테리시스(hysteresis) 등과 같은 유기절연막의 특성이 향상된 유기절연막의 형성방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 방법을 이용하여 형성된 유기절연막 및 이를 포함하는 유기박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 유기 박막 트랜지스터를 포함하는 표시소 자 및 이를 포함하는 표시용 전자기기를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 함유하는 유기절연막 조성물을 제공한다.
본 발명에 사용되는 상기 수용성 불소 화합물은 채널부분과 유기절연막과의 친수도를 다르게 하여 접촉각(contact angle)을 높여 주는 기능을 하는데, 본 발명에 의한 방법은 상기 수용성 불소 화합물을 함유함으로써 친수도를 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있다.
상기 수용성 불소 화합물로는 플루오로알칸 및 그의 유도체, 퍼플루오로알킬알콜에틸렌옥시드 및 그의 유도체, 퍼플루오로알킬카르복실산 및 그의 염, 퍼플루오로알킬술폰산 및 그의 염, 퍼플루오로알킬옥시벤젠술폰산 및 그의 염, 퍼플루오로알킬벤젠술폰산 및 그의 염, 퍼플루오로알킬아민 및 그의 염, 퍼플루오로알킬술폰아미드 및 그의 염, 암모늄플루오라이드, 모노에탄올아민플루오라이드 및 테트라메틸암모늄플루오라이드로 구성된 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물이 사용될 수 있다.
상기 수용성 불소 화합물은 상기 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 고체함량 기준으로 0.1 : 1 내지 1:1의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 유기절연막 조성물에 함유되는 상기 수용성 고분자는 분자내 에 물과 친화력이 큰 -OH, -COOH, -NH2, -CONH2 등과 같은 작용기를 가지고 있고, 가교결합이 없어 물에 용해되는 고분자로서, 종래의 유기용매를 이용한 포토레지스트를 사용하여 유기절연막을 형성할 때 인접 유기 전자소자의 화소영역이 열화됨으로써 발생하는 유기 전자소자의 성능 저하 문제를 해결하기 위한 것으로, 유기 전자소자의 화소영역에 영향을 미치지 않고 유기절연막을 형성할 수 있다.
본 발명에 의한 유기절연막 조성물에 함유되는 수용성 고분자는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리아크릴 아마이드(polyacryl amide), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리메틸비닐에테르(polymethyl vinylether), 폴리에틸렌이민(polyethylene imine) , 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole) 및 이를 포함하는 공중합체 단독 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있는데, 상기 공중합체는 상기 수용성 고분자를 10 내지 99 중량% 함유한다.
본 발명에 의한 유기절연막 조성물에 함유되는 상기 자외선 경화제는 UV조사에 의해 유기절연막의 경화를 용이하게 해주는 기능을 하는데, 암모니움 디크로메이트(ammonium dichromate), 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)등의 물질을 단독 또는 이들의 혼합물 등을 예로 들 수 있다.
상기 자외선 경화제는 탈이온수에 용해되어 있는 수용성 고분자에 고체함량 기준으로 0.01 : 1 내지 0.05 : 1의 비율로 함유되는데, 0.02 : 1 내지 0.04 : 1의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 양상은 (1) 상기의 유기절연막 조성물을 코팅하는 단계; 및 (2) 상기 코팅된 유기절연막 조성물을 포토리소그래피법에 의해 UV 조사 및 현상하는 단계를 포함하는 유기절연막의 형성방법에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유기절연막 형성방법의 공정개략도를 나타낸 것으로, 상기 (1)단계에서의 코팅은 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 프린팅 방식(printing), 잉크젯(ink-jet) 또는 롤 코팅(roll coating)에 의해 수행한다.
본 발명에 의한 방법은 상기 (1) 단계 후에 건조(drying) 단계를 거쳐 UV조사 및 현상을 할 수 있는데, 상기 건조는 통상의 방법에 의하여 수행한다.
상기 (2)단계의 UV 조사는 340 내지 400 nm의 파장에서 300 내지 500W의 파워를 가진 램프로 10초 내지 180초 동안 조사하여 수행하고, 상기 (2)단계의 현상(develop)은 실온의 조건으로 1 내지 5분간 탈이온수에서 수행하는데, 본 발명에 의한 방법은 상기한 바와 같이, UV조사 후 탈이온수를 이용하여 현상하는 것으로서 유기절연막의 형성공정을 완성할 수 있다.
본 발명에 의한 유기절연막의 형성방법은 상기 (2) 단계 후에 베이킹(baking) 단계를 추가로 포함할 수 있는데, 상기 베이킹 단계는 핫플레이트(hot plate)에서 50 내지 150℃의 온도로 0.5 내지 2시간 동안 수행하여 유기절연막을 형성하게 된다.본 발명은 상기 절연막 형성시 상기 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 혼합하여 표면처리하는 공정을 동시에 수행함으로써, 유기절연막 형성 공정 후에 유기절연막과의 접촉각을 위한 표면처리와 같은 별도의 공정을 거칠 필요가 없게 된다.
본 발명의 다른 양상으로, 본 발명은 기판, 게이트 전극, 유기 절연막, 소스/드레인 전극 및 유기 반도체층을 포함하는 유기 박막 트랜지스터에 있어서, 상기한 방법에 의해 형성된 유기절연막을 포함하는 유기 박막 트랜지스터를 제공한다.
상기 유기 박막 트랜지스터로는 바텀 컨택형(bottom contact type), 탑 컨택형(top contact type), 탑 게이트형(top gate type) 구조 등을 예로 들수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이하, 바텀 컨택형 및 탑 게이트형 구조의 유기 박막 트랜지스터를 예로 들어 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
우선 도 3에서 보는 바와 같이, 바텀 컨택형 구조의 유기 박막 트랜지스터로서, 표면상에 게이트 전극이 위치할 기판; 게이트 전극; 상기 게이트 전극 상에 위치하는 유기절연막; 상기 유기절연막 위에 위치하는 소스/드레인 전극; 및 유기 반도체층을 포함한다.
또 다른 구조는 탑 게이트형 구조로서, 표면상에 소스/드레인 전극이 위치할 기판; 소스/드레인 전극; 유기 반도체층; 상기 유기 반도체층 상에 위치하는 유기절연막; 및 게이트를 포함한다.
본 발명에 의한 유기 박막 트랜지스터는, 본 발명의 일 실시예인 도 4에서 보는 바와 같이, 뱅크를 상기 소스/드레인 전극 위에 추가적으로 포함할 수 있으나, 이에 국한될 필요는 없다.
상기에서 "뱅크"라 함은 소자간의 크로스 토크(cross-talk)를 방지하고, 원하는 부분에만 잉크가 충전되도록 한정시키기 위하여 화소영역을 분할하는 간막이 부재를 일컫는다.
상기 뱅크는 공지된 일반적인 뱅크 형성방법을 이용할 수도 있고, 본 발명에 의한 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 혼합하여 표면처리하는 공정을 동시에 수행하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성할 수 있으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
또한, 상기 유기 반도체층은 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
또한, 상기 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 인듐틴산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene) 및 PEDOT(polyethylenedioxythiophene) /PSS(polystyrenesulfonate) 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
한편, 상기 기판은 유리, 실리콘 및 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되 나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 유기절연막을 포함하는 유기박막 트랜지스터의 제조방법은 (1) 기판에 게이트 전극을 형성하는 단계; (2) 상기 게이트 전극 위에 유기절연막을 형성하는 단계; (3) 상기 유기절연막 위에 소스/드레인 전극을 형성하는 단계; 및 (4) 상기 유기절연막 및 소스/드레인 전극 위에 유기 반도체층을 형성하는 단계를 진행하여 바텀 컨택형 구조의 소자를 제조할 수 있다.
대안으로 (1) 기판 위에 소스/드레인 전극을 형성하는 단계; (2) 상기 소스/드레인 전극과 기판 사이에 유기 반도체층을 형성하는 단계; (3) 상기 유기 반도체층 위에 유기절연막을 형성하는 단계; 및 (4) 상기 유기 절연막 위에 게이트 전극을 형성하는 단계를 진행하여 탑 게이트형 구조의 소자를 제조할 수도 있다.
상기 바텀 컨택형 구조의 경우, 상기 (3) 상기 유기절연막 위에 소스/드레인 전극을 형성하는 단계; 및 (4) 상기 절연막 및 소스/드레인 전극 위에 유기 반도체층을 형성하는 단계 사이에, 소스/드레인 전극 위에 뱅크를 형성하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있고, 또한 탑 게이트 구조의 경우, 상기 (1) 기판 위에 소스/드레인 전극을 형성하는 단계; 및 (2) 상기 소스/드레인 전극과 기판 사이에 유기 반도체층을 형성하는 단계사이에, 상기 소스/드레인 전극 위에 뱅크를 형성하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
이를 단계적으로 설명하면 하기와 같다. 하기 과정은 바텀 컨택형 유기박막 트랜지스터의 제조방법을 기준으로 설명되지만, 본 발명의 제조방법은 탑 게이트형 구조의 유기박막 트랜지스터에도 동일한 방식으로 적용이 가능하다.
(1) 게이트 전극형성 단계
먼저, 통상적인 방법에 따라, 기판을 세척하여 불순물을 제거하고 증착(deposition) 및 패터닝(patterning)하여 게이트 전극을 형성한다.
(2) 유기절연막 형성 단계
기판 위에 게이트 전극이 형성되면, 상기 게이트 전극 위에 상기에서 설명한 바와 같은 방법으로 유기절연막을 형성한다.
(3) 소스/
드레인
전극형성 단계
유기절연막이 형성되면, 그 위에 소스 및 드레인 전극을 형성한다.
구체적으로 예를 들면, 유기절연막 위에 일반적인 박막형성 방법으로 금속 혹은 금속 산화물 박막을 형성한 후, 상기 박막 상부에 통상의 노광(exposure) 공정을 진행하여 소스 전극 및 드레인 전극이 형성될 영역(또는 소스전극 및 드레인 전극 이외의 영역)을 노출시키는 현상(develop) 공정을 진행한다. 이어서, 통상적인 에칭방법에 따라 에칭하고, 마지막으로 포토레지스트 스트립퍼로 포토레지스트를 제거하여 금속 및 금속산화물의 소스/드레인 전극을 형성한다.
소스 및 드레인 물질을 유기절연막 위에 형성하기 위한 박막형성 방법으로는 열증착법(thermal evaporation method)을 포함하는 진공 증착법, 스핀 코팅(spin coating), 롤 코팅(roll coating), 분무 코팅(spray coating), 프린팅(printing) 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
(4) 유기
반도체층
형성 단계
마지막으로, 상기 소스/드레인 전극 및 유기절연막 위에 유기 반도체 물질을 통상의 코팅방법으로 코팅하여 유기 반도체층을 형성한다.
유기 반도체 물질을 증착하기 위한 코팅방법으로는 열증착법, 스크린 인쇄법, 프린팅법, 스핀 코팅법, 딥코팅, 잉크 분사법 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 본 발명의 방법에 의해 형성된 유기절연막을 포함하는 유기 박막 트랜지스터를 포함하는 표시소자를 제공하는데, 상기 표시소자로는 전계발광 소자, 액정 소자, 입자이동 소자 등을 예로 들 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 표시소자를 포함하는 표시용 전자기기를 제공하는데, 상기 표시용 전자기기는 디스플레이 장치(display device), 스마트 카드(smart card), 인벤터리 택(inventory tag)등을 예로 들 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.
실시예 1 (유기절연막 패턴형성)
암모니움 디크로메이트(ammonium dichromate ; Sigma Aldrich)를 탈이온수에 5중량%의 농도로 용해되어 있는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol#2000, Kanto Chemical Co.) 용액에 고체함량 기준으로 0.03 : 1의 비율로 첨가하였다.
상기 용액에 수용액에 안정화된 불소 화합물인 플루오로알칸(Zonyl Dupont®)을 수용성 고분자에 고체함량 기준으로 0.3 : 1 의 비율로 첨가하여 상기 폴리비닐알코올 용액을 스핀코팅한 후, 통상의 방법으로 건조시켰다.
그런 다음, 표면을 370 nm의 파장에서 400W/cm3 의 파워를 가진 UV 램프로 180초 동안 조사하고, 실온에서 탈이온수(deionized water)로 3분간 현상한 후, 핫플레이트에서 200℃의 온도로 1시간 동안 베이킹하여 유기절연막을 형성하였다.
실시예 2 (유기박막 트랜지스터의 제조)
먼저 세정된 유리 기판에 알루미늄(Al)을 사용하여 스퍼터링법으로 1500Å 두께의 게이트 전극을 형성하였다. 그 위에 상기 실시예 1의 패턴형성 방법으로 구동회로 연결을 위한 전극상의 유기절연막을 형성하였다.
그 위에 Au를 진공도 (2×10-7torr, 증착비 5Å/sec)의 조건으로 열증착법(thermal evaporation method)에 의해 700Å 두께로 증착한 다음, 포토리소그래피에 의해 Au 전극 패턴을 형성하였다.
그런 다음, 반도체 물질인 폴리사이오펜(polythiophene)을 잉크 분사법으로 반도체 활성층을 형성하여 유기박막 트랜지스터를 제조하였다.
실시예 3 (뱅크를 포함하는 유기박막 트랜지스터의 제조)
Au 전극 위에 뱅크를 형성한 다음, 유기 반도체층을 형성시키는 것 이외에는 상기 실시예 2와 동일하게 실시하여 유기박막 트랜지스터를 제조하였는데, 뱅크형성 방법은 다음과 같이 실시하였다.
즉, 암모니움 디크로메이트(ammonium dichromate ; Sigma Aldrich)를 탈이온수에 5중량%의 농도로 용해되어 있는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol#2000, Kanto Chemical Co.) 용액에 고체함량 기준으로 0.03 : 1의 비율로 첨가하고, 그 용액에 수용액에 안정화 된 불소 화합물인 플루오로알칸(Zonyl Dupont®)을 수용성 고분자에 고체함량 기준으로 0.3 : 1 의 비율로 첨가하여 상기 폴리비닐알코올 용액을 스핀코팅한 후, 통상의 방법으로 건조시켰다.
그런 다음, 표면을 370 nm의 파장에서 400W/cm3 의 파워를 가진 UV 램프로 180초 동안 조사하고, 실온에서 탈이온수(deionized water)로 3분간 현상한 후, 핫플레이트에서 200℃의 온도로 1시간 동안 베이킹하여 상기 뱅크를 형성하였다.
실험예
상기 실시예 2에서 제조한 유기박막 트랜지스터 소자의 전류전달 특성을 평가하기 위하여, KEITHLEY Semiconductor Analyzer(4200-SCS)를 이용하여 전류전달 특성을 측정한 결과를 도 5의 전류전달 곡선으로 나타내었다.
상기 도 5의 결과를 통해서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 형성된 유기절연막을 포함하는 유기박막 트랜지스터는 낮은 차단누설전류를 유지함과 동시에, 유기절연막의 히스테리시스 (hysteresis)를 감소시켜 줌을 확인할 수 있다.
이상에서 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의하여 형성된 유기절연막을 포함하는 유기박막 트랜지스터는 수용성 고분자를 이용하여 유기절연막을 형성함으로써 열화등에 의한 소자의 특성변화를 방지하면서, 유기절연막 형성시 수용성 불소 화합물을 첨가하여 표면처리 공정을 동시에 수행함으로써 공정을 단축시키고, 히스테리시스 등과 같은 유기절연막의 전류전달 특성을 향상시킬 수 있다.
Claims (23)
- 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 함유하는 유기절연막 조성물.
- 제 1항에 있어서, 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 고체함량 기준으로 0.1 : 1 내지 1 : 1의 비율로 함유하는 유기절연막 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자는 수용성 고분자에 자외선 경화제를 고체함량 기준으로 0.01 : 1 내지 0.05 : 1의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 유기절연막 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 수용성 불소 화합물은 플루오로알칸 및 그의 유도체, 퍼플루오로알킬알콜에틸렌옥시드 및 그의 유도체, 퍼플루오로알킬카르복실산 및 그의 염, 퍼플루오로알킬술폰산 및 그의 염, 퍼플루오로알킬옥시벤젠술폰산 및 그의 염, 퍼플루오로알킬벤젠술폰산 및 그의 염, 퍼플루오로알킬아민 및 그의 염, 퍼플루오로알킬술폰아미드 및 그의 염, 암모늄플루오라이드, 모노에탄올아민플루오라이드 및 테트라메틸암모늄플루오라이드로 구성된 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 유기절연막 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리아크릴 아마이드(polyacryl amide), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리메틸비닐에테르(polymethyl vinylether), 폴리에틸렌이민(polyethylene imine) , 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole) 및 이를 포함하는 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 유기절연막 조성물.
- 제 5항에 있어서, 상기 공중합체는 상기 수용성 고분자를 10 내지 99 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 유기절연막 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 자외선 경화제는 암모니움 디크로메이트(ammonium dichromate), 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate) 및 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 유기절연막 조성물.
- (1) 상기 제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 의한 유기절연막 조성물을 코팅하는 단계 ; 및(2) 상기 코팅된 유기절연막 조성물을 포토리소그래피법에 의해 UV 조사 및 현상하는 단계를 포함하는 유기절연막의 형성 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 (1)단계의 코팅은 스핀코팅, 딥코팅, 프린팅 방식, 잉크젯 또는 롤 코팅에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기절연막의 형성방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 (2)단계의 UV 조사는 340 내지 400 nm의 파장에서 300 내지 500W의 파워를 가진 램프로 10초 내지 180초 동안 조사하여 수행하는 것을 특징으로 하는 유기절연막의 형성방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 (2)단계의 현상은 실온의 조건으로 1 내지 5분간 탈이온수에서 수행하는 것을 특징으로 하는 유기절연막의 형성 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 (1)단계 후에 건조 단계 및, 상기 (2)단계 후에 베이킹 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기절연막의 형성 방법.
- 제 12항에 있어서, 상기 베이킹 단계는 핫플레이트에서 50 내지 200℃의 온도로 0.5 내지 2시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 유기절연막의 형성방법.
- 제 8항 내지 제 13항중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 형성된 유기절연막.
- 기판, 게이트 전극, 유기절연막, 소스/드레인 전극 및 유기 반도체층을 포함하는 유기박막 트랜지스터에 있어서, 상기 제 14항에 의한 유기절연막을 포함하는 유기박막 트랜지스터.
- 제 15항에 있어서, 상기 유기 반도체층이 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
- 제 15항에 있어서, 상기 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극이 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 인듐틴산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene) 및 PEDOT(polyethylenedioxythiophene) /PSS(polystyrenesulfonate) 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
- 제 15항에 있어서, 상기 기판이 유리, 실리콘 및 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
- 제 15항에 있어서, 상기 소스/드레인 전극 위에 뱅크를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
- 제 19항에 있어서, 상기 뱅크는 자외선 경화제를 첨가한 수용성 고분자에 수용성 불소 화합물을 혼합하여 표면처리하는 공정을 동시에 수행하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
- 제 15항에 있어서, 상기 유기 박막 트랜지스터는 바텀 컨택형, 탑 컨택형 또는 탑 게이트형 구조인 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
- 제 15항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 의한 유기박막 트랜지스터를 포함하는 표시소자.
- 제 22항에 의한 표시소자를 포함하는 표시용 전자기기.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060040429A KR101249097B1 (ko) | 2006-05-04 | 2006-05-04 | 유기절연막 조성물, 유기절연막의 형성방법 및 이에 의해형성된 유기절연막을 함유하는 유기박막 트랜지스터 |
| US11/633,008 US7994071B2 (en) | 2006-05-04 | 2006-12-04 | Compositions for forming organic insulating films, methods for forming organic insulating films using the compositions and organic thin film transistors comprising an organic insulating film formed by such a method |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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