KR20100031036A - 유기반도체/절연성 고분자 블렌드의 상분리를 이용한 유기 반도체 박막 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 유기박막트랜지스터 - Google Patents
유기반도체/절연성 고분자 블렌드의 상분리를 이용한 유기 반도체 박막 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 유기박막트랜지스터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유기 박막 트랜지스터 제조에 사용되는 다층 박막 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기반도체/절연성 고분자의 수직 상분리를 통해 유기 반도체 박막 층과 유전 박막 층을 동시에 제조할 수 있는 방법과 이를 이용하여 제조되는 고성능 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다.
본 발명의 다층 박막은 기판 표면에 표면에너지가 차이가 나는 유기 반도체와 절연성 고분자의 혼합 용액을 코팅하여 수직 상분리를 통해 형성되며, 절연성 박막층 위에 유기 반도체 박막이 형성된다.
본 발명에 따른 다층 박막이 형성된 트랜지스터는 소량의 유기 반도체 물질의 사용에도 불구하고 뛰어난 성능을 발휘할 수 있다. 더불어 절연성 박막층을 유기 박막 트랜지스터의 유전층으로 쓸 수 있기 때문에 유전층 형성공정을 줄일 수 있으며, 용액공정으로 다층박막을 형성 시 발생되는 하부층 손상을 방지할 수 있다.
유기 박막 트랜지스터, 유기반도체, 상분리, 블렌드
Description
본 발명은 유기 박막 트랜지스터 제조에 사용되는 유기 반도체 박막 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수직 상분리를 통해 유기 반도체 박막 층과 유전 박막 층을 동시에 제조할 수 있는 방법과 이를 이용하여 제조되는 고성능의 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다.
유기 박막 트랜지스터 (OTFT, organic thin film transistor)는 차세대 디스플레이장치의 구동소자로서 활발한 연구가 진행되고 있다. 유기 박막 트랜지스터는 반도체층으로 실리콘막 대신에 유기막을 사용하는 것으로서, 유기막의 재료에 따라 올리고티오펜(oligothiophene), 펜타센(pentacene) 등과 같은 저분자 유기물 박막 트랜지스터와 폴리티오펜(polythiophene) 계열 등과 같은 고분자 유기물 박막 트랜지스터로 분류된다.
유기 박막 트랜지스터의 제조에는 유기 반도체 등을 용매에 녹여 기판에 박 막을 형성하는 용액 공정이 많이 사용되고 있다. 용액공정으로 유전층, 유기반도체층 및 보호층으로 구성된 다층박막을 제조하는 경우 후속 공정의 용매가 이미 형성된 하부층을 손상시키는 문제가 발생되므로, 보다 효과적인 용액 공정을 구현하기 위해서 다층 박막을 한 번의 코팅 공정을 통해 구현하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 또한 제조단가를 낮추기 위하여, 값비싼 유기 반도체를 소량 사용할 수 있는 방법에 대한 요구가 계속되고 있다.
이를 해결하기 위하여 유기반도체의 전기적인 특성과 절연성 고분자의 기계적인 물성, 값싼 재료 특성을 결합하는 연구가 진행되고 있다. 최근, 영국의 H. Sirringhaus그룹에서는 유기반도체의 한 종류인 폴리3헥실티오펜 (poly 3-hexyl thiophene, P3HT)와 절연성 고분자인 폴리스티렌 (polystyrene, PS), 폴리에틸렌 (polyethylene, PE)를 블렌드하여서 P3HT의 양을 3wt%정도만 넣어도 전하이동도가 유지가 되는 소자를 만드는데 성공하여, Nature Materials, 5, 956 (2006) 논문과 WO 2008/001123 A1에 PCT 특허를 발표를 하였다. 하지만, 이 방법의 경우, 섞어주는 절연성 고분자가 결정성 고분자로서, 예로서 이소태틱-PS나 고밀도-PE를 이용하는 경우에만 적은 양의 P3HT로도 전하이동도가 유지가 되는 소자를 제조할 수 있었다. 그렇게 되는 원인은 P3HT가 결정화가 되면서 기판에 먼저 깔리고, 그 위에 절연성 고분자가 형성되면서, 기판에 P3HT층과 절연성 고분자층이 수직으로 상분리 된 구조를 얻을 수 있고, 이러한 원리로 적은 양의 P3HT로도 쏘스와 드레인 전극 사이에 전하가 이동될 수 있는 통로를 만들 수 있게 된다. 그렇지만 이 방법의 경우 P3HT를 결정화하고 나서, 절연성 고분자를 고화시켜야하는 복잡한 과정을 거쳐 야하기 때문에 상용화로서의 많은 제약이 따른다. 또한 이때 사용하는 공정이 drop-casting이기 때문에 대면적에 균일한 필름을 도포하여 소자를 만들기에는 제약이 따른다.
한편, P3HT와 폴리메틸메타아크릴레이트 (poly methyl methacrylate, PMMA) 블렌드를 이용하여, P3HT와 PMMA를 기판에 수직으로 상분리 시켜서 P3HT층 위에 PMMA가 오게 해서 PMMA층을 P3HT층의 보호층으로 쓰는 연구가 Palo Alto Research Center에 A. Arias 에 의해서 이루어졌다 (Adv. Mater. 19, 2900 (2006)). 하지만, 이 연구에서는 PMMA를 보호층으로만 쓸 수 있는 한계점을 가지고 있으며, 또한 P3HT를 40%까지 넣어 주어야 하기 때문에 유기반도체의 절약 측면에서는 바람직하지 못하다.
또한, 지금까지 유기반도체/절연성 고분자 블렌드의 수직 상분리를 이용하여 개발된 유기 박막 트랜지스터의 구조는 모두 기판 위에 유기반도체가 먼저 층을 이루고 그 위에 절연성 고분자 층이 형성되는 기판/유기반도체 층/절연성 고분자 층 구조를 이루는 것이었다.
그러나 유기도체/절연성 고분자 블렌드를 수직 상분리 시켜, 기판 위에 먼저 절연성 고분자를 위치시키고, 그 위에 유기반도체 층을 이루는 기판/절연성 고분자 층/유기반도체 층을 이루는 구조는 지금까지 제조된 바가 없다. 이러한 구조의 유기 다층 박막이 제조되면 절연성 고분자 층의 두께를 얇게 만들 수 있어 저전력 구동의 유기 박막 트랜지스터가 가능하다. 아울러 소량의 유기반도체로도 우수한 트랜지스터 성능을 나타내어 고가의 유기반도체 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
본 특허에서는 유기 반도체/절연성 고분자 블렌드의 수직 상분리를 이용하여 기판/절연성 고분자 층/유기반도체 층의 구조를 이루는 다층박막을 제조할 수 있는 방법과 이를 응용한 유기 박막 트랜지스터를 제조하는 기술을 출원하고자 한다.
본 발명의 목적은 기판 위에 유기반도체 박막 층과 유전 박막 층을 동시에 형성시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 하부에 유전 박막 층이 형성되고 상부에 유기 반도체 박막 층이 형성되는 새로운 용액 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하부 유전 박막 층과 상부 유기 반도체 박막 층을 한번의 용액공정으로 형성하는 유기 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유전 박막 층과 유기 반도체 박막 층이 동시에 형성되는 트랜지스터를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 다층 박막은
기판표면에 표면에너지가 차이가 나는 유기 반도체와 절연성 고분자의 혼합 용액을 코팅하여 다층 박막을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 다층박막은 상기 혼합용액이 코팅되는 과정에서 수직 상분리를 통해서 이루어지게 된다. 기판에 고분자 혼합용액이 코팅될 경우 기판과 표면에너지의 차이가 작은 물질이 기판 바로 위에 형성된다. 예를 들면, 친수성 기판에 혼합용액이 코팅될 경우, 상대적으로 친수성이 강한 표면에너지가 큰 절연성 고분자층이 기판에 가까운 하단에 형성되며, 상대적으로 친수성이 약한 유기 반 도체층이 상단에 형성되게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 친수성 기판은 표면에 -OH와 같은 친수성기가 형성된 기판으로서, 바람직하게는 절연성 고분자보다 표면에너지가 큰 기판이다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 친수성 기판은 게이트 전극으로 사용되는 통상의 Si 기판일 수 있으며, 다른 실시예에 있어서, 상기 친수성 기판은 Si 기판 표면에 유전층으로 기능하는 열적으로 성장된 실리콘 디옥사이드가 형성된 기판일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유기 반도체는 상기 절연성 고분자에 비해 표면에너지가 작은 유기 반도체이며, 용액 공정이 가능한 다양한 유기 반도체를 사용할 수 있다. 발명의 실시에 있어서, 상기 유기 반도체는 폴리알킬티오펜 (polyalkylthiophene)이나 poly(3,3-디도데실-쿼터티오펜)(PQT-12) 등이며, 바람직하게는 P3HT이다.
본 발명에 있어서, 상기 절연성 고분자는 상기 유기반도체에 비해서 표면에너지가 큰 절연성 고분자며, 유기용매에 녹을 수 있는 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리메틸스티렌과 같은 고분자를 사용할 수 있다.
상기 유기 반도체와 절연성 고분자의 표면에너지 차이는 유기 반도체와 절연성 고분자 사이에 수직 층분리를 일으킬 수 있는 한 제한은 없으며, 가공시간을 줄이기 위해서 표면에너지의 차이가 가능한 2.0 mJm- 2이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 유기 반도체와 절연성 고분자의 표면에너지 차이는 수직으로 층분리가 쉽게 일어날 수 있도록 표면에너지 차이가 큰 조합을 사 용하는 것이 바람직하다. 발명의 바람직한 실시에 있어서, 친수성기를 가지는 절연성 고분자, 일 예로 폴리메틸메타아크릴레이트를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 절연성 고분자와 유기반도체로 각각 PMMA와 P3HT를 사용하는 경우, P3HT/PMMA의 중량비는 1:99에서 40:60의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. P3HT의 양이 3%보다 적을 경우 층분리된 P3HT가 상호간에 연결되기 어렵게 되기 때문에, 층분리된 P3HT가 평면을 형성할 수 있도록 3 중량%이상 포함되는 것이 좋다.
본 발명은 일 측면에서, 본 발명에 따른 유기 트랜지스터를 제조하는 방법은
기판을 마련하는 단계;
상기 기판에 게이트 전극을 마련하는 단계;
상기 기판에 유기 반도체와 상기 유기 반도체보다 표면에너지가 큰 절연성 고분자의 혼합 용액을 코팅하여 절연성 고분자 박막층 위에 유기 반도체 박막을 형성하는 단계;
상기 유기 반도체 박막으로 연결되는 드레인과 소스 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 방법으로 이루어진다.
본 발명에 있어서, 상기 유기 반도체와 절연성 고분자의 표면에너지 차이는 코팅과정에 신속하게 상분리 일어날 수 있도록 가능한 큰 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 혼합용액의 코팅은 다양한 용액공정의 공지된 기법들, 일 예로 스핀코팅이나 잉크젯 코팅 등을 사용할 있으며, 바람직하게는 대면적에 용이하게 사용할 수 있는 스핀코팅을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 기판은 유전층이 생성되거나 생성되지 않은 통상의 Si기판이나 친수성 플렉시블 기판을 사용할 수 있으며, 상기 절연성 고분자보다 큰 표면에너지를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 절연성 고분자와 유기반도체의 재료는 친수성 고분자인 PMMA와 상기 PMMA보다 표면에너지가 작은 P3HT이다.
본 발명에 있어서, 기판에 한번의 코팅으로 절연층과 유기 반도체층이 동시에 형성되므로, 상기 소스와 드레인 전극은 유기 반도체층이 형성된 후, 그 위에 형성되는 것이 바람직하며, 일예로 잉크젯 프린터를 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 실시에 있어서, 본 발명에 따른 유기 트랜지스터를 제조하는 방법은 게이트를 기판에 마련하는 단계;
상기 기판에 유전층을 형성하는 단계;
상기 유전층에 유기 반도체와 상기 유기 반도체보다 표면에너지가 큰 절연성 고분자의 혼합 용액을 코팅하여 절연성 고분자 박막층 위에 유기 반도체 박막을 형성하는 단계;
상기 유기 반도체 박막으로 연결되는 드레인과 소스 전극을 형성하는 단계로 이루어진다.
상기 유기반도체와 함께 코팅되는 절연성 고분자는 표면에너지의 차이로 인해 유기반도체와 유전층 사이에 위치하게 된다. 이론적으로 한정되는 것은 아니지만, 절연성 고분자에 의해서 형성되는 표면이 열적으로 성장된 실리콘 옥사이드 유전층 표면에 비해 보다 소수성을 띠기 때문에 향상된 전기적 특성을 제공하게 된 다.
본 발명은 일 측면에서, 게이트 전극이 형성된 기판; 상기 기판에 형성된 제1유전층; 상기 제1유전층에 형성된 고분자 절연층; 상기 제2유전층 위에 형성된 유기 반도체 박막; 상기 유기 반도체 박막으로 연결되는 소스 및 드레인 전극을 포함하는 유기 박막 트랜지스터로 이루어진다.
본 발명에 있어서, 상기 유기 박막 트랜지스터는 고분자 절연층이 실리콘 옥사이드 유전층의 표면에 형성되어 트랜지스터가 우수한 전기적 특징을 나타낼 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 절연성 고분자와 유기 반도체의 질량비는 전하의 이동도를 향상시킬 수 있도록 20:80 - 3:97의 비로 사용되는 것이 좋다. 유기 반도체의 양이 3%보다 적으면 트랜지스터에서 전하의 이동도가 떨어지게 되며, 50%보다 많은 경우에도 전하의 이동도가 저하되게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 제1유전층은 Si 기판에서 열적으로 성장된 실리콘 옥사이드와 같이 친수성의 높은 표면에너지를 가지는 절연층이며, 제2유전층은 그 위에 형성되는 유기반도체보다 높은 표면에너지를 가지는 것이 좋으며, 바람직하게는 극성 단량체, 일예로 메틸메타아크릴레이트와 같은 친수성 단량체를 이용하여 중합되는 고분자 절연층이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 유기 반도체 박막은 상기 제2유전층보다 표면에너지가 낮은 유기 반도체이며, 바람직하게는 P3HT이다.
이하, 본 발명을 예를 들어 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예 시하기 위한 것이며, 어떠한 경우에도 발명의 내용을 제한하기 위해서 해석될 수 없음을 당업자는 유의하여야 할 것이다.
본 발명에 따라 한 번의 용액공정으로 절연성 고분자와 유기 반도체를 동시에 상하로 코팅할 수 있는 새로운 방법이 제공되었다.
본 발명에 따른 절연성 고분자와 유기 반도체 박막이 수직 상분리된 유기 박막 트랜지스터는 소량의 유기 반도체를 사용하는 경우에도, 고성능의 전기적 특성을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기박막 트랜지스터는 절연성 고분자와 유기 반도체 박막을 상분리를 통해서 상하로 적층할 수 있으므로, 표면에 유전층이 형성되어 있지 않은 기판을 사용할 경우에도, 절연성 고분자가 유전층으로 기능하여 저전압 구동되는 고성능의 전기적 특성을 구현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 제조 방법은 스핀코팅이나 잉크젯 인쇄와 같이 다양한 용액 공정 기법을 적용할 수 있으며, 유기 반도체 재료와 절연층을 한 공정으로 구현할 수 있어, 경제적인 제조 공정의 구현이 가능하다.
입체규칙성 P3HT(분자량 = 40 kg/mol), PMMA(분자량=996 kg/mol), 클로로벤젠은 모두 시판 중인 시약을 사용하였다.
열적으로 성장된 실리콘 다이옥사이드가 있는 과도핑된 n-타입 Si 기판과 열적으로 성장된 실리콘 다이옥사이드가 없는 과도핑된 n-타입 Si기판을 피라나 용액 으로 세척하고, 증류수로 세척하여 사용 전까지 진공오븐에 보관하였다.
P3HT/PMMA를 각각 다른 중량비로 클로로벤젠에 용해시킨 용액(1중량%)을 준비된 기판에 스핀코팅시켰다. 스핀코팅은 스핀속도는 1500 rpm으로 실온에서 이루어졌다. 형성된 필름을 60 ℃ 진공오븐에서 건조하여 잔류 용매를 제거하였다. 소스와 드레인 전극(채널 길이 30 ㎛, 채널폭 1 mm)을 형성하기 위해서, PEDOT/PSS 액적을 일렬로 잉크젯 프린터를 이용하여 필름의 상면에 침적시켰다.
TFT 장치의 전기적 특성은 실온 환경에서 Keithley 2400 및 236 소스/측정 장치를 이용하여 축적모드로 측정하였다. 접촉각은 FACE 접촉각 측정기를 이용하여 측정하였다.(Kyowa Kaimenka gabu Co., Inc.) 필름 두께는 Ellipsometer (M-200V, H.A.Woollam Co,. Inc.)을 이용하여 측정하였다. X-ray 포토일렉트론 스펙트럼은 VG ESCALAB 220i 스펙트로미터에 MgKαX-선 (1253.6 eV)으로 기록하였으며, 장치는 15 kV 와 20 mA 조건으로 작용하였다. 적층 두께 방향으로의 조성분석은 적층필름을 Ar+건(3.0 KeV)을 이용하여 에칭하여 조성을 구하였다.
실시예 1
열적으로 성장된 실리콘 다이옥사이드가 있는 과도핑된 n-타입 Si기판에 P3HT/PMMA을 다양한 비율로 혼합하여 스핀코팅하여 트랜지스터를 제조하였다. 순수한 P3HT에서부터 P3HT의 함량을 1% 내외로 줄이면서 다양한 함량에 대해서, 트랜지스터의 성능을 측정하여 결과를 도 5, 도6에 나타내었다.
도 5의 (b), (c), (d)에서 도시된 바와 같이, 5%의 P3HT를 함유한 트랜지스터가 순수한 P3HT를 사용한 경우보다 쏘스와 드레인 전극 사이의 높은 전류가 흘러 우수한 성능을 나타내었다. 이는 SiO2 유전층의 친수성 특성이 상대적으로 소수성의 PMMA에 의해서 개선되어 그 위에 형성되는 P3HT 결정성과 결정배향이 향상된 것으로 설명된다.
또한, 도 6에서 도시된 바와 같이, 쏘스와 드레인 사이의 전하이동도는 유기반도체/절연성 고분자 블렌드에서 P3HT함량이 80-40 중량%인 경우 순수한 P3HT와 큰 차이가 없으나, P3HT 20-3 중량%의 경우 전하이동도가 크게 향상되게 되며, P3HT의 농도가 3 중량% 미만이 경우에는 전하이동도가 크게 줄어들게 된다. 이는 P3HT의 함량이 3-20 중량% 범위에서 수직 층분리가 명확하게 일어나기 때문에, 유기반도체인 P3HT가 PMMA 표면에 형성되어 전하이동도 특성이 향상되었다.
실시예 2
실리콘 다이옥사이드가 없는 과도핑된 n-타입 Si기판에 P3HT/PMMA 블렌드 용액을 스핀코팅하여 유기박막 트랜지스터를 제조하고, 그 전기적 특성을 측정한 결과를 도7에 나타내었다.
별도의 유전층이 없는 실리콘 기판에 형성되는 경우, PMMA층이 유기 박막 트랜지스터의 유전층으로서 작용하여 저전력 구동의 유기 박막 트랜지스터를 제조할 수 있다.
도 1은 P3HT/PMMA 블렌드 용액을 이용하여 SiO2 유전층이 있는 기판/ 유전층이 없는 기판에 Spin-casting하여서 기판/PMMA/P3HT로 수직 상분리된 다층박막을 제조하는 개략도 이다.
도 2는 P3HT/PMMA 블렌드를 이용한 박막에서 P3HT의 함량에 따른 물 접촉각을 나타내었다.
도 3의 (a)는 P3HT:PMMA(20:80) 박막에서 Ar+ 스퍼터링 시간에 따른 XPS에서 S2p 피크의 변화를 나타내었다. (b)는 P3HT 100%박막과 P3HT:PMMA(20:80) 박막에서의 Ar+ 스퍼터링 시간의 함수로써 X-선 포토일렉트론 스펙트로스코피(XPS)로 측정된 황의 함량의 변화를 나타내었다.
도 4는 실리콘 기판에서 얻어진 상이한 P3HT/PMMA 비율의 P3HT/PMMA 박막에 대한 AFM 이미지이며, P3HT/PMMA비는 100:0, 8:92, 5:95, 3:97, 2:98, 1:99이고, 스케일 바는 200 nm 이다.
도 5의 (a)는 SiO2 유전층이 있는 기판에서 P3HT/PMMA블렌드 박막을 이용한 유기 박막 트랜지스터의 개략적 단면도이다. (b)는 100% P3HT와 P3HT/PMMA(5:95) 블렌드 박막을 이용한 트랜지스터의 VG:-80V에서의 이동특성을 나타낸다. ID는 드레인-소스 전류, VD는 드레인-소스 전압, 그리고 VG는 게이트 전압이다. (c) 100% P3HT 박막을 이용한 트랜지스터의 출력 특성이고, (d) P3HT/PMMA(5:95) 박막을 이용한 트랜지스터의 출력 특성이다.
도 6은 P3HT/PMMA 블렌드 박막을 이용한 유기 박막 트랜지스터에서 P3HT 함량의 함수로서 포화 영역에서 측정된 평균 전하 이동도를 나타내었다.
도 7은 SiO2 유전층이 없는 기판에서 P3HT/PMMA블렌드 박막을 이용한 저전류-구동 장치의 유기 박막 트랜지스터의 성능이다. (a)P3HT/PMMA(5:95) 박막을 이용한 트랜지스터의 출력 특성이며, 채널길이는 L=30㎛, 채널폭은 L=1 ㎜이다. (b)P3HT/PMMA(5:95) 박막을 이용한 트랜지스터의 이동특성 및 게이트 누설 전류(Igs)를 나타내었다.
Claims (33)
- 기판 표면에 표면에너지가 다른 유기 반도체와 절연성 고분자의 혼합 용액을 코팅하여 다층 박막을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 다층 박막은 절연성 고분자 박막 위에 유기 반도체 박막이 형성된 다층 박막인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 기판의 표면에너지는 상기 절연성 고분자의 표면에너지보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 기판은 고분자 기판인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연성 고분자는 비결정성 고분자인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 절연성 고분자는 폴리아크릴레이트계 고분자 또는 폴리스티렌계 고분자인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 유기 반도체는 폴리알킬티오펜인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 폴리아크릴레이트와 폴리알킬티오펜의 비는 99:1-60:40인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연성 고분자 및 유기 반도체는 스핀코팅 및 잉크젯 프린팅된 것을 특징으로 하는 방법.
- 기판을 마련하는 단계;상기 기판에 게이트 전극을 마련하는 단계;상기 기판에 유기 반도체와 상기 유기 반도체보다 표면에너지가 큰 절연성 고분자의 혼합 용액을 코팅하여 절연성 고분자 박막층 위에 유기 반도체 박막을 형성하는 단계;상기 유기 반도체 박막으로 연결되는 드레인과 소스 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 절연성 고분자는 표면에너지가 높은 고분자인 것을 특징으로 하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 혼합용액은 스핀 코팅, 캐스팅, 또는 잉크젯 인쇄 방식에 의해서 코팅되는 것을 특징으로 하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 혼합용액은 기판에서 층분리되는 것을 특징으로 하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 옥사이드인 것을 특징으로 하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 절연성 고분자는 비결정성 고분자며, 상기 유기 반도체는 P3HT인 것을 특징으로 하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 기판을 마련하는 단계;상기 기판에 게이트 전극을 마련하는 단계;상기 기판에 유전층을 형성하는 단계;상기 유전층에 유기 반도체와 상기 유기 반도체보다 표면에너지가 큰 절연성 고분자의 혼합 용액을 코팅하여 절연성 고분자 박막층 위에 유기 반도체 박막을 형성하는 단계;상기 유기 반도체 박막으로 연결되는 드레인과 소스 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 절연층은 실리콘 기판에서 열적으로 성장한 실리콘 디옥사이드인 것을 특징으로 하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 혼합용액은 스핀 코팅, 캐스팅, 또는 잉크젯 인쇄 방식에 의해서 코팅되는 것을 특징으로 하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 혼합용액은 기판에서 수직으로 층분리되는 것을 특징으로 하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 절연성 고분자는 PMMA이며, 유기 반도체는 P3HT 인 것을 특징으로 하는 유기 트랜지스터 제조 방법.
- 게이트 전극이 연결된 기판;상기 기판에 형성된 제1유전층;상기 제1유전층에 형성된 제2유전층;상기 제2유전층 위에 형성된 유기 반도체 박막;상기 유기 반도체 박막으로 연결되는 소스 및 드레인 전극을 포함하는 유기 박막 트랜지스터.
- 제22항에 있어서, 상기 제2유전층은 상기 유기 반도체 박막보다 표면에너지가 더 큰 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
- 제22항에 있어서, 상기 제2유전층과 상기 유기반도체 박막은 동시에 형성된 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
- 제22항에 있어서, 상기 제2유전층은 PMMA층이며, 상기 유기 반도체 박막은 P3HT인 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
- 실리콘 옥사이드 기판;상기 기판에 형성되는 절연성 무정형 고분자층;상기 절연성 무정형 고분자층에 형성된 고분자 반도체 박막;및상기 고분자 반도체층에 의해서 연결되는 소스 및 드레인 전극으로 이루어진 유기 박막 트랜지스터.
- 제26항에 있어서, 상기 무정형 고분자는 PMMA이며, 고분자 반도체 박막은 P3HT인 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
- 제27항에 있어서, 상기 PMMA와 P3HT의 중량비는 60:40-99:1인 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
- 제26항에 있어서, 상기 무정형 고분자와 고분자 반도체 박막은 동시에 코팅되어 형성된 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터.
- 용액 가공된 다층 박막에 있어서,상기 박막은 절연성 고분자층 위에 유기 반도체층이 형성된 것을 특징으로 하는 다층 박막.
- 제30항에 있어서, 상기 다층 박막은 절연성 고분자와 유기 반도체 용액을 동시에 코팅하여 상분리시킨 것을 특징으로 하는 다층 박막.
- 제30항에 있어서, 상기 절연성 고분자는 폴리아크릴레이트계 고분자이며, 상기 유기 반도체는 폴리알킬시오펜인 것을 특징으로 다층 박막.
- 제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 다른 다층 박막이 형성된 소자.
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