KR20110092895A - Otft device using bridged silsesquioxane thin film materials - Google Patents

Otft device using bridged silsesquioxane thin film materials Download PDF

Info

Publication number
KR20110092895A
KR20110092895A KR1020100012581A KR20100012581A KR20110092895A KR 20110092895 A KR20110092895 A KR 20110092895A KR 1020100012581 A KR1020100012581 A KR 1020100012581A KR 20100012581 A KR20100012581 A KR 20100012581A KR 20110092895 A KR20110092895 A KR 20110092895A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
formula
insulator thin
organic
insulator
Prior art date
Application number
KR1020100012581A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정현담
이덕희
Original Assignee
전남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전남대학교산학협력단 filed Critical 전남대학교산학협력단
Priority to KR1020100012581A priority Critical patent/KR20110092895A/en
Publication of KR20110092895A publication Critical patent/KR20110092895A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having a potential-jump barrier or a surface barrier
    • H10K10/40Organic transistors
    • H10K10/46Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/468Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics
    • H10K10/471Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising only organic materials

Abstract

PURPOSE: An OTFT device using a bridged silsesquioxane material is provided to form a gate insulator thin film and an organic thin film transistor using the bridged silsesquioxane material as a gate insulator with reduced surface energy, improved crystallinity, and decreased surface roughness. CONSTITUTION: A method for preparing an insulator thin film comprises the steps of: mixing the bridged siloxane material of chemical formula 3, the siloxane material of chemical formula 4, water(H2O), and hydrochloric acid solution; forming a bridged silsesquioxane polymer of chemical formula 1 by polymerizing the mixture at room temperature; applying the polymer composition to a substrate and curing the resultant. In chemical formulas 1, 3 and 4, R1 and R21 are selected from (C2-C6) alkylene, (C6-C12) arylene and (C1-C10) alkyl (C6-C12) arylene; and R2 ~R11 and R22~R32 are independently (C1-C6) alkyl; and m is the interger of 2~1000.

Description

브리지드 실세스퀴옥산 재료를 이용한 OTFT 소자{OTFT device using bridged silsesquioxane thin film materials}OTFT device using bridged silsesquioxane thin film materials

본 발명은 브리지로 연결된 실세스퀴옥산을 박막 재료로 이용한 유기박막트랜지스터에 관한 것이며, 자세하게는 브리지로 연결된 실세스퀴옥산을 유기박막트랜지스터의 게이트절연체 박막으로 포함하는 유기박막트랜지스터에 관한 것이다.The present invention relates to an organic thin film transistor using a silsesquioxane connected by a bridge as a thin film material, and more particularly, to an organic thin film transistor including a silsesquioxane connected by a bridge as a gate insulator thin film of an organic thin film transistor.

OTFT(Organic thin film transistor)는 TFT(Thin film transistor) 구조에서 채널(channel)층으로 유기 물질을 사용하는 것을 말한다. OTFT는 제작이 간편하고 저렴한 비용, 내충격성, 구부림성, 낮은 공정 온도 등에 잘 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. OTFT 연구는 주로 pentacene 단분자를 진공증착방법으로 채널층에 증착하여 OTFT 특성을 평가한다. 하지만, pentacene은 6 cm2V-1S-1의 전하이동속도와 106의 전류점멸비를 가지는 장점이 있지만 진공장비의 높은 가격과 대 면적에 증착하기 어렵다는 단점을 가지고 있다. 반면에 poly 3-hexythiophene(P3HT)와 같은 유기반도체 중합체는 용액을 이용하여 채널층 형성이 가능하므로 프린팅(printing) 또는 스핀-코팅(spin-coating)과 같은 용액공정에 적용이 가능하다.Organic thin film transistor (OTFT) refers to using an organic material as a channel layer in a thin film transistor (TFT) structure. OTFT has the advantages of easy manufacturing and low cost, impact resistance, bendability and low process temperature. The OTFT study mainly evaluates OTFT properties by depositing pentacene monomolecules on the channel layer by vacuum deposition. However, pentacene has the advantage of having a charge transfer speed of 6 cm 2 V -1 S -1 and a current flashing ratio of 10 6 , but it has the disadvantage of high price of vacuum equipment and difficult to deposit in large area. On the other hand, organic semiconductor polymers such as poly 3-hexythiophene (P3HT) can be applied to a solution process such as printing or spin-coating because the channel layer can be formed using a solution.

대부분의 유기반도체는 상온이나 저온에서 잘 결정화 되므로 온도를 높일 필요가 없다. 그러므로 플라스틱과 같이 사용최고 온도는 낮지만 구부림이 가능하고, 얇으면서도 충격에 강한 플렉서블(flexible) 기판에 유기반도체 중합체를 채널층으로 형성할 수 있다. 하지만 휘거나 구부림이 가능한 플레서블 기판에 소자를 제적하기 위해서는 낮은 온도에서 디바이스(device) 제작이 필요하다. 반도체, 기판, 전극 등은 낮은 온도에서 공정이 가능하지만 게이트절연체는 저온에서 박막을 제작할 경우 높은 누설전류(leakage current), 낮은 열적, 화학적 내성, 핀홀(pin hole)의 생성, 유기반도체의 낮은 결정성 등으로 인해 기존의 높은 온도에서 제작한 게이트절연체에 비해서 특성이 떨어진다. 또한 게이트 절연체의 특성 향상과 함께 중요한 것은 게이트 절연체를 OTFT에 적용하였을 때, 문턱전압(threshold voltage), 온/오프 비(On/Off ratio), 이동성(mobility) 등의 트랜지스터 성능도 향상시키는 것이다. 하지만 지금까지 OTFT에 대한 연구는 게이트절연체 물질개발보다 유기반도체 물질 개발이 더 많이 이루어졌으며, 종래의 게이트절연체 박막 표면에 HMDS, OTS 등의 물질을 이용하여 개선하는 등 게이트 절연체에 대한 연구가 등한시 되고 있었다. 하지만 유기반도체의 연구가 한계에 다다르면서 게이트절연체에 대한 연구가 서서히 유기박막, 무기박막, 유무기하이브리드박막, 복합체박막 등 여러 종류의 박막들이 나오기 시작하면서 연구가 활발히 진행되고 있다.Most organic semiconductors crystallize well at room temperature or low temperature, so there is no need to increase the temperature. Therefore, the organic semiconductor polymer can be formed as a channel layer on a flexible substrate having a low maximum temperature but bendable and a strong impact resistance, such as plastic. However, in order to remove the device from the flexible substrate that can bend or bend, it is necessary to manufacture a device at a low temperature. Semiconductors, substrates, electrodes, etc. can be processed at low temperatures, but gate insulators have high leakage current, low thermal and chemical resistance, pinhole formation and low crystallization of organic semiconductors when thin films are fabricated at low temperatures. Due to their properties, their properties are inferior to those of gate insulators fabricated at high temperatures. In addition to improving the characteristics of the gate insulator, when the gate insulator is applied to the OTFT, the transistor performance such as a threshold voltage, an on / off ratio, and mobility is also improved. However, until now, research on OTFT has developed more organic semiconductor materials than the development of gate insulator materials, and research on gate insulators has been neglected, such as improvement using conventional materials such as HMDS and OTS on the surface of conventional thin film insulators. there was. However, as research on organic semiconductors has reached its limit, researches on gate insulators are gradually being conducted as various kinds of thin films such as organic thin film, inorganic thin film, organic / inorganic hybrid thin film, and composite thin film are coming out.

지금까지 알려진 게이트절연체 박막은 주로 진공증착 방법을 이용하여 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기물을 제작하는 방법과 용액공정으로 폴리이미드, PVP(poly vinylpyrrolidone), PVA(poly vinylalcohol), PMMA(poly methyl methacrylate)와 같은 고분자 유기물을 박막으로 제작하는 방법이 알려져 있다. 그러나 무기물은 낮은 전기전도성과 같은 높은 파괴 전계(breakdown field)를 가지고 있지만 무기물과 유기반도체와의 접합은 서로 다른 특성을 가진 두 물질의 접합이므로 유기반도체의 결정성이 떨어진다. 유기 절연체는 높은 인성(toughness), 유연성(flexibility)의 장점을 가지지만 낮은 유리전이온도(glass transition temperature)와 경도(hardness), 높은 문턱전압에 의해 많은 연구가 이루어지고 있다.The gate insulator thin films known to date are mainly produced using inorganic materials such as silicon oxide (SiO 2 ) by vacuum deposition and solution processes. Polyimide, PVP (poly vinylpyrrolidone), PVA (poly vinylalcohol), and PMMA (poly methyl) A method of manufacturing a thin film of a polymer organic material such as methacrylate is known. However, the inorganic material has a high breakdown field such as low electrical conductivity, but the bonding between the inorganic material and the organic semiconductor is a junction of two materials having different characteristics, so the crystallinity of the organic semiconductor is inferior. Organic insulators have the advantages of high toughness and flexibility, but much research is being conducted due to low glass transition temperature, hardness and high threshold voltage.

유기물의 플렉서블한 성질과 무기물의 열적, 화학적 내성 성질을 가지고 있는 유무기하이브리드 물질에 대한 게이트절연체 연구는 현재 미비한 상태이다. 유기물이나 무기물의 대부분 절연체에는 옥타데실트리클로로실란(OTS: octadecyltrichlorosilane), 헥사메틸디실라잔(HMDS: hexamethyldisilazane), 알칸인산(alkanphosphonic acid), 계피산(cinnamic acid)과 같은 표면처리를 이용하여 OTFT 특성을 향상시켰다. 이러한 표면처리는 추가적인 공정이 필요하므로 소자의 제조단가를 증가시킨다. 하지만 유무기하이브리드 물질의 경우 작용기 조작을 통해서 표면처리 효과를 얻을 수 있기 때문에 소자의 제조 단가를 낮추는 것과 함께 유기물, 무기물 두 가지의 장점을 가지고 있어 유무기하이브리드 물질은 OTFT용 게이트절연체로 적당하다.Research on gate insulators for organic-inorganic hybrid materials with flexible organic properties and thermal and chemical resistance properties of inorganic materials is incomplete. Most insulators of organic and inorganic materials use OTFT properties using surface treatments such as octadecyltrichlorosilane (OTS), hexamethyldisilazane (HMDS), alkanphosphonic acid, and cinnamic acid. Improved. This surface treatment requires an additional process, thereby increasing the manufacturing cost of the device. However, the organic-inorganic hybrid material has the advantages of organic and inorganic materials as well as lowering the manufacturing cost of the device because the surface treatment effect can be obtained through the operation of the functional group, the organic-inorganic hybrid material is suitable as a gate insulator for OTFT.

본 발명은 낮은 온도에서 유무기하이브리드 형태의 게이트절연체 박막을 제조하고 유기반도체트랜지스터에서 트랜지스터의 특성이 관찰되어야 한다.According to the present invention, an organic-inorganic hybrid-type gate insulator thin film is manufactured at low temperature, and the characteristics of the transistor should be observed in the organic semiconductor transistor.

첫 번째 기술과제는 150℃ 이하의 온도에서 게이트절연체 박막이 형성되어야 한다. 대부분의 유기반도체는 상온이나 낮은 온도에서 잘 결정화되므로 온도를 높일 필요가 없다. 그러므로 플라스틱과 같은 사용최고 온도는 낮지만 구부림이 가능하고, 얇으면서도 충격에 강한 기판에 사용하기 위해서는 150℃ 이하의 온도에서 박막이 이루어져야 한다. The first technical challenge is to form a thin film of gate insulator at a temperature below 150 ℃. Most organic semiconductors crystallize well at room or low temperatures, so there is no need to increase the temperature. Therefore, in order to be used in a flexible yet thin and impact-resistant substrate, the thin film should be formed at a temperature below 150 ℃.

두 번째 기술과제는 박막의 표면이 낮은 표면 에너지(surface energy)를 가져야 한다. OTFT의 전하이동도는 유기반도체의 결정성에 큰 영향을 받는다. 유기반도체의 결정성은 절연체 박막 표면의 표면 에너지와 코팅 용액의 종류에 따라 영향을 받는다. 접촉각을 이용하여 표면 에너지를 추정할 수 있는데 접촉각이 60°이상의 각도에서 유기반도체가 코팅이 되며 결정성이 향상된다. 그러나 대부분의 기존 박막은 높은 표면 에너지를 가지므로 박막 처리를 통해서 낮은 표면 에너지 박막으로 바꿔서 연구하고 있다.The second challenge is that the surface of the thin film must have low surface energy. The charge mobility of OTFT is greatly influenced by the crystallinity of organic semiconductor. The crystallinity of the organic semiconductor is affected by the surface energy of the surface of the insulator thin film and the type of coating solution. The surface energy can be estimated using the contact angle. Organic semiconductor is coated and the crystallinity is improved when the contact angle is over 60 °. However, since most existing thin films have high surface energy, they are researched into thin surface energy thin films through thin film processing.

본 발명에서는 추가적인 표면처리 없이 유무기하이브리드 물질을 이용하여 표면 에너지를 변화시키고 유기반도체 결정을 박막으로 제조되어야 한다.In the present invention, the surface energy is changed by using an organic-inorganic hybrid material without additional surface treatment, and organic semiconductor crystals must be prepared in a thin film.

세 번째 기술과제는 박막 표면의 거칠기가 낮아야 한다. 절연체의 표면 거칠기가 클 경우 전자의 이동이 원활하지 않기 때문에 전하이동도가 저하되는 문제점을 가지고 있다. 박막 표면의 거칠기를 낮춰서 절연체 박막의 유기반도체가 균일하게 코팅디 되도록 해야 한다.A third challenge is low surface roughness of the thin film. If the surface roughness of the insulator is large, the mobility of the electrons is not smooth, and thus the charge mobility is lowered. The surface roughness of the thin film should be lowered so that the organic semiconductor of the insulator thin film is uniformly coated.

네 번째 기술과제는 유기반도체 트랜지스터에 트랜지스터 특성이 나와야 한다. 플렉서블 디스플레이에 사용하기 위해서는 output curve, trans curve 등의 특성이 나와야 적용이 가능하기 때문이다.A fourth challenge is to present transistor characteristics in organic semiconductor transistors. This is because the output curve, trans curve, etc. must be displayed in order to be used in the flexible display.

유기박막트랜지스터는 도 1과 같이 전계효과를 이용한 금속절연막반도체 트랜지스터의 범주에 속하며, 그 구성으로는 게이트절연층, 소스/드레인, 채널층으로 이루어져 있다. 유기박막트랜지스터의 구조는 상기 세가지 구성의 순서에 따라 도 2와 같이 크게 네가지로 구분되어진다. 일반적으로 탑 컨텍트(top contact) 방식의 소자가 바텀 컨텍트(bottom contact) 조건에 비해서 높은 수준의 전기적 특성을 나타낸다. 이는 채널층을 먼저 형성한 후 소스와 드레인을 증착하기 때문에 손상 없이 유기반도체가 성장하기 때문이다. As shown in FIG. 1, the organic thin film transistor belongs to the category of a metal insulating film semiconductor transistor using a field effect, and is composed of a gate insulating layer, a source / drain, and a channel layer. The structure of the organic thin film transistor is largely divided into four as shown in Figure 2 in the order of the three configurations. In general, top contact devices exhibit higher levels of electrical characteristics than bottom contact conditions. This is because the organic semiconductor grows without damage because the source layer and the drain are deposited after the channel layer is first formed.

본 발명은 유기박막트랜지스터 제작에 있어서, 바텀 게이트(bottom gate), 탑 컨텍트(top contact) 방법을 사용하여 TFT 특성을 얻었다. 본 발명은 유기박막트랜지스터의 소스와 드레인으로 유기반도체와 저항을 감소시키기 위해서 Au(금)를 사용하였으며, 게이트절연체로 브리지드 실세스퀴옥산(bridged silsecquioxane) 중합체를 사용하여 도 1과 같이 박막으로 제조하여 유기박막트랜지스터를 제작하였다. In the present invention, in the fabrication of an organic thin film transistor, TFT characteristics are obtained by using a bottom gate and a top contact method. In the present invention, Au (gold) is used to reduce the organic semiconductor and resistance as a source and a drain of the organic thin film transistor, and as a gate insulator, a bridged silsecquioxane polymer is used to form a thin film as shown in FIG. To prepare an organic thin film transistor.

본 발명의 “브리지드 실세스퀴옥산”은 실세스퀴옥산 분자 간에 탄화수소 그룹 즉, 알킬렌, 아릴렌 또는 알킬아릴렌 등의 2가 유리기를 브리지로 하여 연결된 구조의 실세스퀴옥산을 의미하며, “브리지드 실세스퀴옥산 중합체”는 상기와 같은 브리지드 실세스퀴옥산의 반복단위를 갖는 중합체를 의미한다.The term “bridged silsesquioxane” of the present invention refers to silsesquioxane having a structure in which a bivalent free group, such as alkylene, arylene or alkylarylene, is connected between silsesquioxane molecules as a bridge. "Bridged silsesquioxane polymer" means a polymer having a repeating unit of such bridged silsesquioxane.

본 발명의 상기 브리지드 실세스퀴옥산 중합체는 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2와 같으며, 이의 제조를 위한 단량체로는 하기 화학식 3의 R1의 브리지를 포함하는 실록산 화합물을 단독중합하거나, 또는 하기 화학식 3의 실록산 화합물과 화학식 4의 실록산 화합물을 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 브리지드 실레스퀴옥산을 중합체의 제조를 위한 방법은 하기 화학식 3, 또는 화학식 3과와 4의 혼합물을 가수분해 및 축합 중합하여 제조할 수 있다.The bridged silsesquioxane polymer of the present invention is represented by the following Chemical Formula 1 or the following Chemical Formula 2, and as a monomer for the preparation thereof, homopolymerizes a siloxane compound including a bridge of R 1 of Chemical Formula 3, or It can be prepared by mixing the siloxane compound of Formula 3 and the siloxane compound of Formula 4. The method for preparing the polymer of the bridged silesquioxane of Formula 1 or Formula 2 may be prepared by hydrolysis and condensation polymerization of Formula 3, or a mixture of Formulas 3 and 4 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식 3](3)

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 1 내지 4에서, R1, R21 및 R41은 (C2-C6)알킬렌, (C6-C12)아릴렌 및 (C1-C10)아킬(C6-C12)아릴렌으로부터 선택되고, R2 내지 R11, R22 내지 R32, 및 R42 내지 R47은 서로 독립적으로 (C1-C6)알킬이며, m 및 n은 서로 독립적으로 2~1000의 정수이다.
In Formulas 1 to 4, R 1 , R 21 and R 41 are selected from (C 2 -C 6) alkylene, (C 6 -C 12) arylene and (C 1 -C 10) acyl (C 6 -C 12) arylene, and R is 2 to R 11 , R 22 to R 32 , and R 42 to R 47 are each independently (C 1 -C 6) alkyl, and m and n are each independently an integer of 2 to 1000.

보다 자세하게, 상기 화학식 3의 화합물 단독으로 가수분해 및 축합중합함으로써, 상기 화학식 2의 브리지 실세스퀴옥산 중합체를 제조할 수 있다. 또한 상기 화학식 3의 화합물과 화학식 4의 화합물을 몰비 1 : 0.001~1으로 혼합하여 가수분해 및 축합 중합함으로써, 상기 화학식 1의 브리지 실세스퀴옥산 중합체를 제조할 수 있다.
More specifically, the bridge silsesquioxane polymer of Chemical Formula 2 may be prepared by hydrolysis and condensation polymerization of the compound of Chemical Formula 3 alone. In addition, the compound of formula (3) and the compound of formula (4) by mixing in a molar ratio 1: 0.001 to 1 by hydrolysis and condensation polymerization, it is possible to prepare a bridge silsesquioxane polymer of the formula (1).

본 발명의 상기 화학식 1 내지 화학식 3의 R1은, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, ter-부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 페닐렌 및 메틸페닐렌으로부터 선택된다. 본 발명의 상기 브리지드 실세스퀴옥산의 “브리지”는 상기 화학식 1 내지 화학식 3의 R1과 동일한 것이다.R 1 of Formulas 1 to 3 of the present invention is selected from ethylene, propylene, butylene, ter-butylene, pentylene, hexylene, phenylene and methylphenylene. The “bridge” of the bridged silsesquioxane of the present invention is the same as R 1 of Chemical Formulas 1 to 3.

본 발명은 상기 화학식 3의 구체적인 화합물로서, 1,2-비스(트리메톡시실릴)에탄(BTMSE: 1,2-bis(trimethoxysilyl)ethane), 1,2-비스(트리메톡시실릴)프로판, 1,2-비스(트리메톡시실릴)부탄, 1,2-비스(트리메톡시실릴)펜탄, 1,2-비스(트리메톡시실릴)헥산, 1,2-비스(트리메톡시실릴)벤젠 및 1,2-비스(트리메톡시실릴)메틸벤젠으로부터 선택되는 것을 이용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 1,2-비스(트리메톡시실릴)에탄(BTMSE)을 이용하는 것이 좋다. 본 발명의 상기 화학식 3은 알킬렌기, 아릴렌기 또는 알킬아릴렌기의 2가 유리기를 포함하고 있고, 특히 BTMSE의 경우, 에틸렌기를 포함하고 있기 때문에 실록산 중합체로 제조하여 박막 형성 시, 박막 표면의 표면 에너지를 감소시며, 유기물을 포함하고 있음에도 불구하고 기계적 강도가 높아 소자를 제작하는데 매우 유용하다.The present invention is a specific compound of the formula 3, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane (BTMSE: 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane), 1,2-bis (trimethoxysilyl) propane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) butane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) pentane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) hexane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) One selected from benzene and 1,2-bis (trimethoxysilyl) methylbenzene may be used, and most preferably 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane (BTMSE) is used. Formula 3 of the present invention includes a divalent free group of an alkylene group, an arylene group or an alkylarylene group, and in particular, in the case of BTMSE, the surface energy of the surface of the thin film when the thin film is formed by forming a siloxane polymer. It is very useful for fabricating devices with high mechanical strength despite containing organic materials.

본 발명의 상기 화학식 4의 R8 내지 R11은 서로 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 ter-부틸로부터 선택되고, 상기 화학식 4 구체적인 화합물로는, 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane)일 수 있으며, 화학식 4는 알킬기를 포함하는 단량체로서, 유기하이브리드 중합체를 제조하는 과정에서 Si-OH의 비율을 감소시키고 박막의 안정성을 증가시키는 장점이 있다.R 8 to R 11 of the general formula (4) of the present invention are independently selected from methyl, ethyl, propyl, butyl and ter-butyl, the specific compound of the general formula (4), may be methyltrimethoxysilane (Methyltrimethoxysilane) , Formula 4 is a monomer containing an alkyl group, there is an advantage to reduce the ratio of Si-OH and increase the stability of the thin film in the process of preparing the organic hybrid polymer.

본 발명의 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 실록산 중합체를 제조하기 위해서는 졸-겔(sol-gel)법을 이용하여 제조할 수 있고, 자세하게는 상기 화학식 3 단독 물질, 또는 상기 화학식 3 및 화학식 4의 화합물을 혼합하고, 이와 함께 가수분해를 위해 물(H2O)과, 축합 중합을 위해 염산 용액을 혼합하여 실록산 중합체를 제조할 수 있다. 상기 혼합물은 상온 정도의 온도에서 12시간 내지 24시간 동안 반응하고, 바람직하게는 16시간 정도 반응한다.In order to prepare the siloxane polymer of Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2 of the present invention, it may be prepared using a sol-gel method, and in detail, the Chemical Formula 3 alone, or the compounds of Chemical Formulas 3 and 4 The siloxane polymer may be prepared by mixing and mixing water (H 2 O) for hydrolysis and hydrochloric acid solution for condensation polymerization. The mixture is reacted at a temperature of about room temperature for 12 hours to 24 hours, preferably about 16 hours.

본 발명은 상기 브리지를 포함하는 화학식 3, 또는 이 화학식 3와 4의 실록산 화합물(단량체)를 가수분해하고 축합 중합하기 위한 물과 염산 용액의 적절한 혼합비율은 몰비를 기준으로 실록산 화합물 : H2O : 염산(HCl)이 0.001~0.010 : 1 : 1로 혼합하는 것이 바람직하다. 이때, 화학식 3과 화학식 4의 혼합물을 이용하는 경우, 화학식 3의 화합물 : 화학식 4의 화합물은 몰비로 1 : 0.001~1 범위로 혼합하여 반응하는 것이 바람직하다.According to the present invention, an appropriate mixing ratio of water and hydrochloric acid solution for hydrolysis and condensation polymerization of the siloxane compound (monomer) of Chemical Formula 3 including the bridge, or of Chemical Formulas 3 and 4 is based on the molar ratio: H 2 O : It is preferable to mix hydrochloric acid (HCl) with 0.001-0.010: 1: 1. In this case, when using a mixture of Formula 3 and Formula 4, it is preferable that the compound of Formula 3: the compound of Formula 4 is mixed in a molar ratio of 1: 0.001 ~ 1 to react.

본 발명의 상기 브리지드 실세스퀴옥산 중합체의 실록산 중합체는 유기박막트랜지스터의 게이트절연체 박막을 형성하기 위하여 제조하는 것이 목적이다. 따라서 상기 제조 방법에 의해 제조된 브리지드 실세스퀴옥산 중합체를 포함하는 용액은 별도의 정제 과정이나, 세정 과정 없이 유기박막트랜지스터의 제조를 위한 코팅 조성물로서 기재의 상부에 바로 도포하여 이용할 수 있고, 별도의 정제 과정이나 세정 과정을 통하여 브리지드 실세스퀴옥산을 수득하여 유기용매에 용해하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 유기용매로는 특별히 한정하지 않으며, 바람직하게는 에탄올, 테트라하이드로퓨란, 메틸이소부틸케톤 및 폴리(에틸렌글리콜) 메틸에테르 아크릴레이트로부터 선택되는 유기용매에 용해하여 코팅액으로 이용할 수 있다. 용매의 선택이나, 농도의 선택은 원하는 박막의 두께에 따라 적절히 조절하여 사용할 수 있다.The siloxane polymer of the bridged silsesquioxane polymer of the present invention is intended to be manufactured to form a gate insulator thin film of an organic thin film transistor. Therefore, the solution containing the bridged silsesquioxane polymer prepared by the above production method can be used by directly applying on the top of the substrate as a coating composition for the preparation of the organic thin film transistor without a separate purification process or cleaning process, Bridged silsesquioxane may be obtained through a separate purification process or a washing process, and then dissolved in an organic solvent. In this case, the organic solvent is not particularly limited. Preferably, the organic solvent may be dissolved in an organic solvent selected from ethanol, tetrahydrofuran, methyl isobutyl ketone, and poly (ethylene glycol) methyl ether acrylate, and used as a coating liquid. The choice of solvent and the choice of concentration can be appropriately adjusted according to the thickness of the desired thin film.

본 발명은 실록산 중합체 박막을 형성하기 위하여, 상기 제조한 코팅 조성물이나, 세정하여 유기용매에 용해한 코팅 조성물을 기재 상부에 스핀코팅하고, 이를 열처리하여 경화시킴으로써, 실록산 박막을 형성할 수 있다. 상기 스핀코팅은 원하는 박막 두께에 따라 적절히 조절하여 사용할 수 있기 때문에 특별히 한정하지는 않으며, 바람직하게는 10 내지 10000 rpm으로 회전시켜 코팅할 수 있다. 상기 경화는 상온 내지 150℃의 저온 공정으로 박막을 형성할 수 있다.In order to form the siloxane polymer thin film, the siloxane thin film may be formed by spin coating a coating composition prepared above or a coating composition washed and dissolved in an organic solvent on a substrate, followed by heat treatment to cure it. The spin coating is not particularly limited because it can be used according to the desired thin film thickness, preferably can be coated by rotating at 10 to 10000 rpm. The curing may form a thin film in a low temperature process of room temperature to 150 ℃.

본 발명의 상기 실록산 중합체 박막을 유기박막트랜지스터의 게이트절연체 박막으로 이용할 경우, 본 발명의 실록산 중합체 박막은 2가 유기기를 브리지로 갖는 실세스퀴옥산 중합체이 때문에 박막 표면의 표면 에너지를 감소시키고, 결정성을 향상시켜 전하이동도를 향상시킬 수 있다.
When the siloxane polymer thin film of the present invention is used as a gate insulator thin film of an organic thin film transistor, the siloxane polymer thin film of the present invention is a silsesquioxane polymer having a divalent organic group as a bridge, thereby reducing the surface energy of the thin film surface and increasing the crystallinity. By improving the charge mobility can be improved.

본 발명에서는 유기박막트랜지스터의 게이트절연체 박막에 적용하기 위해서BTMSE, MTMS 그리고 물 용매를 이용하여 실록산 중합체 박막을 제작하였다. 이러한 박막에 대한 발명의 효과로는 크게 3가지가 있다. In the present invention, in order to apply to the gate insulator thin film of the organic thin film transistor, a siloxane polymer thin film was prepared using BTMSE, MTMS and water solvent. There are three major effects of the invention on such thin films.

첫 번째로 물 용매를 이용하여 박막을 제작하는 경우 박막 표면의 개선이다. THF 용매를 이용하여 실록산 중합체 합성하는 경우 실록산 중합체 박막 표면에 pinhole을 생성시키는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 용매를 물로 바꿔서 실록산 중합체의 박막표면을 확인 한 결과 pinhole이 제거되었다. 또한 유기용매가 아닌 물을 이용하여 합성하는 방법이므로 친환경적인 방법이다.First, when the thin film is manufactured using a water solvent, the surface of the thin film is improved. When the siloxane polymer is synthesized using the THF solvent, there is a problem of generating a pinhole on the surface of the siloxane polymer thin film. In order to solve this problem, the pinhole was removed by checking the thin film surface of the siloxane polymer by changing the solvent into water. In addition, it is an environmentally friendly method because it is synthesized using water rather than an organic solvent.

두 번째로 OTFT 소자의 제조 단가를 낮추는 장점을 가지고 있다. 유기물과 무기물을 이용하여 게이트절연체 박막을 제작하는 경우 Octadecyltrichlorosilane (OTS), Hexamethyldisilazane (HMDS), alkanphosphonic acid 그리고 cinnarnic 와 같은 표면처리를 통해서 유기반도체의 증착 및 결정성을 향상시키고 있다. 하지만 이러한 표면처리는 소자제작 과정에서 공정이 추가적으로 필요하다. 그러나 BTMSE와 MTMS의 실록산 중합체 박막을 이용하여 소자를 제작하는 경우 표면처리 없이 유기반도체를 실록산 중합체 박막 위에 증착이 가능하므로 표면처리에 관련된 소자의 제작비용을 줄일 수 있다. Second, it has the advantage of lowering the manufacturing cost of the OTFT device. In case of fabricating gate insulator thin film using organic and inorganic materials, deposition and crystallinity of organic semiconductors are improved through surface treatment such as Octadecyltrichlorosilane (OTS), Hexamethyldisilazane (HMDS), alkanphosphonic acid and cinnarnic. However, such surface treatment requires an additional step in the device fabrication process. However, when fabricating a device using the siloxane polymer thin film of BTMSE and MTMS, organic semiconductor can be deposited on the siloxane polymer thin film without surface treatment, thereby reducing the manufacturing cost of the device related to the surface treatment.

세 번째로 소자의 특성 중에 하나인 전하이동도의 향상이다. 기존의 SiO2 의 전하이동도는 0.0003 cm2V-1S-1 의 특성을 가지고 있다. 그러나 BTMSE와 MTMS의 실록산 중합체 박막을 이용하여 소자를 제작하는 경우 약 130배 높은 0.039 cm2V-1S-1 이상의 전하이동도가 측정되었다. 이러한 결과를 토대로 추후 연구가 더 많이 이루어진다면 BTMSE와 MTMS의 실록산 중합체 박막은 대 면적 OTFT 제작에 적용이 가능 할 것으로 예상된다.Third is the improvement of charge mobility, one of the characteristics of the device. The charge mobility of the conventional SiO 2 has a property of 0.0003 cm 2 V -1 S -1 . However, when the device was fabricated using siloxane polymer thin films of BTMSE and MTMS, the charge mobility was measured to be about 130 times higher than 0.039 cm 2 V -1 S -1 . Based on these results, further research is expected that siloxane polymer thin films of BTMSE and MTMS can be applied to large area OTFT fabrication.

도 1은 유기박막트랜지스터 및 이의 OTFT 특성 평가를 위한 모식도이고,
도 2는 네가지 종류의 유기박막트랜지스터의 모식도이고,
도 3은 FT-IR 측정을 통한 MTMS 및 BTMSE 비율에 따른 박막의 변화이고,
도 4는 누설전류(Leakage current) 측정방법 모식도이며,
도 5는 MTMS 및 BTMSE 비율에 따른 누설전류 변화이며,
도 6은 MTMS 및 BTMSE 비율에 따른 굴절률의 변화이며,
도 7은 캐패시턴스-전압(Capacitance-Voltage) 측정 방법 모식도이며,
도 8은 BTMSE 및 MTMS 비율에 따른 유전율 결과이며,
도 9은 MTMS:BTMSE = 10:0 비율에 따른 Output curve 특성평가 결과이며,
도 10은 MTMS:BTMSE = 10:0 비율에 따른 Trans curve 특성평가 결과이며,
도 11은 MTMS:BTMSE = 8:2 비율에 따른 Output curve 특성평가 결과이며,
도 12는 MTMS:BTMSE = 8:2 비율에 따른 Trans curve 특성평가 결과이며,
도 13은 MTMS:BTMSE = 6:4 비율에 따른 Output curve 특성평가 결과이며,
도 14는 MTMS:BTMSE = 6:4 비율에 따른 Trans curve 특성평가 결과이며,
도 15는 MTMS 및 BTMSE 비율에 따른 AFM 측정 결과이며,
도 16은 MTMS 및 BTMSE 비율에 따른 접촉각 측정 결과이다.
1 is a schematic diagram for evaluating the organic thin film transistor and its OTFT characteristics,
2 is a schematic diagram of four types of organic thin film transistors,
3 is a change of the thin film according to the ratio of MTMS and BTMSE through FT-IR measurement,
Figure 4 is a schematic diagram of the leakage current (leakage current) measuring method,
5 is a change in leakage current according to the ratio of MTMS and BTMSE,
6 is a change in refractive index according to the ratio of MTMS and BTMSE,
7 is a schematic diagram of a capacitance-voltage measurement method;
8 is a dielectric constant according to the ratio of BTMSE and MTMS,
9 is an output curve characteristic evaluation result according to the ratio MTMS: BTMSE = 10: 0,
10 is a trans curve characteristic evaluation result according to the ratio MTMS: BTMSE = 10: 0,
11 is an output curve characteristic evaluation results according to the ratio MTMS: BTMSE = 8: 2,
12 is a trans curve characteristic evaluation result according to the ratio MTMS: BTMSE = 8: 2,
13 is an output curve characteristic evaluation results according to the ratio MTMS: BTMSE = 6: 4,
14 is a trans curve characteristic evaluation result according to MTMS: BTMSE = 6: 4 ratio,
15 is an AFM measurement result according to the ratio of MTMS and BTMSE,
16 is a contact angle measurement results according to the ratio of MTMS and BTMSE.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의거하여 좀 더 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 한정하지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples. However, the following examples are not intended to limit the invention only.

[실시예 1]Example 1

게이트절연체용 물질 제조는 바이알에 BTMSE를 0.002 mol을 넣는다. 이후, 순수(D.I. water) 용매 0.1 mol을 넣은 후 BTMSE 0.002 mol 당 0.216g의 0.1 mol HCl 용액을 첨가한다. 바이알을 마개로 밀봉한 후 약 16시간 상온에서 600 rpm으로 반응을 시킨다.
Material preparation for gate insulators adds 0.002 mol of BTMSE to the vial. Then, 0.1 mol of DI water solvent is added, and then 0.216 g of 0.1 mol HCl solution is added per 0.002 mol of BTMSE. The vial was sealed with a stopper and reacted at 600 rpm at room temperature for about 16 hours.

[실시예 2][Example 2]

실시예 1에서 BTMSE 대신에 BTMSE와 MTMS를 8:2의 몰비로 혼합한 혼합물을 사용한 것 외에는 동일 조건에서 실시한다.
In Example 1, it carried out under the same conditions except using the mixture which mixed BTMSE and MTMS in 8: 2 molar ratio instead of BTMSE.

[실시예 3]Example 3

실시예 2에서 BTMSE와 MTMS를 6:4의 몰비로 혼합한 혼합물을 사용한 것 외에는 동일한 조건에서 실시한다.
Example 2 was carried out under the same conditions except that a mixture of BTMSE and MTMS was mixed at a molar ratio of 6: 4.

[실시예 4]Example 4

실시예 2에서 BTMSE와 MTMS를 5:5의 몰비로 혼합한 혼합물을 사용한 것 외에는 동일한 조건에서 실시한다.
Except for using a mixture of BTMSE and MTMS in a molar ratio of 5: 5 in Example 2, it was carried out under the same conditions.

[실시예 5]Example 5

박막 제조는 0.2 um 크기의 실린지 필터(PTFE)를 사용하여 전구체를 여과하고, 비저항 값이 < 0.005 Ωcm (저저항)인 실리콘웨이퍼 위에 500 rpm, 5초 동안 스핀코팅하고, 80℃의 핫 플레이트(hot plate)에서 30분간 경화하고 일반 대기 조건에서 150℃로 1시간 동안 경화하였다.
Thin film fabrication was performed using a 0.2 μm syringe filter (PTFE) to filter the precursors, spincoating at 500 rpm for 5 seconds on a silicon wafer with a resistivity value <0.005 Ωcm (low resistance), and hotplate at 80 ° C. It was cured for 30 minutes in a hot plate and cured at 150 ° C. for 1 hour under normal atmospheric conditions.

[실시예 6]Example 6

실시예 5에서 비저항 값이 < 0.005 Ωcm (저저항)인 실리콘웨이퍼 대신에 1~30 Ωcm (고저항)인 실리콘웨이퍼를 사용한 것 외에는 동일한 조건에서 실시한다.
In Example 5, it carried out under the same conditions except having used the silicon wafer whose 1--30 ohm-cm (high resistance) instead of the silicon wafer whose specific resistance value is <0.005 ohm-cm (low resistance).

[실시예 7]Example 7

실시예 5에서 500 rpm, 5초 동안 스핀코팅 대신에 2000 rpm, 25초 동안 스핀코팅한 것 외에는 동일한 조건에서 실시한다.
In Example 5, the spin coating was performed under the same conditions except that spin coating was performed at 2000 rpm for 25 seconds instead of spin coating at 500 rpm for 5 seconds.

[실시예 8]Example 8

실시예 6에서 500 rpm, 5초 동안 스핀코팅 대신에 2000 rpm, 25초 동안 스핀코팅한 것 외에는 동일한 조건에서 실시한다.
In Example 6, the spin coating was performed under the same conditions except that the spin coating was performed at 2000 rpm for 25 seconds instead of 500 rpm for 5 seconds.

[평가][evaluation]

박막의 분석은 FT-IR, C-V(Capacitance-Voltage: 정전용량 전압), I-V(Current-Voltage: 전류-전압), SE(Spectroscopic Ellipsometry: 분광엘립소메트리), AFM(Atomic force microscope) 및 접촉각 측정을 실시하였다.
Analysis of thin films includes FT-IR, Capacitance-Voltage (CV), Current-Voltage (IV), Spectroscopic Ellipsometry (SE), Atomic force microscope (AFM), and contact angle measurements Was carried out.

(1) FT-IR 분석(1) FT-IR analysis

FT-IR 분석은 박막에 있는 유무기 하이브리드 물질의 작용기를 확인하기 위해서 model IFS66v를 이용하였다. FT-IR 분석은 실시예 6 및 8의 고저항 실리콘 웨이퍼에서 경화한 박막을 사용하였다. 모든 샘플은 7 cm-1 레졸루션(resolution)으로 4000 cm-1 ~ 400 cm-1 범위에서 투과모드로 측정하였다.
FT-IR analysis used model IFS66v to identify functional groups of organic-inorganic hybrid materials in thin films. FT-IR analysis used thin films cured on the high resistance silicon wafers of Examples 6 and 8. All samples were measured in transmission mode in the range of 4000 cm −1 to 400 cm −1 with 7 cm −1 resolution.

(2) C-V 측정(2) C-V measurement

C-V 측정은 박막의 유전율을 계산하기 위해서 측정하였다. 샘플은 FT-IR 측정 샘플과 동일하며, 약 4 cm2의 크기로 제조하여 0.229 mm2 Al 전극을 열증착법(Thermal evaporation)을 이용하여 증착하였다. C-V 측정은 측정주파수 1 MHz, AC 전압 1 V 조건으로 DC 바이어스(DC bias)를 -40 V에서 40 V, 40 V에서 -40 V로 변환시켜가며 정전용량 및 박막의 이력현상(Hysteresis)에 대한 정보를 수득하였다.
CV measurements were taken to calculate the dielectric constant of the thin film. The sample was the same as the FT-IR measurement sample, was prepared in the size of about 4 cm 2 and deposited 0.229 mm 2 Al electrode using the thermal evaporation (Thermal evaporation). The CV measurement converts the DC bias from -40 V to 40 V and 40 V to -40 V at 1 MHz of measurement frequency and 1 V of AC voltage. Information was obtained.

(3) I-V 측정(3) I-V measurement

I-V 측정은 박막의 누설전류(Leakage current)를 측정하기 위해서 측정하였다. 샘플은 실시예 5 및 7의 저저항 실리콘웨이퍼에 도포한 박막을 이용하였다. 샘플을 약 225 cm2의 크기로 잘라서 상부 전극은 C-V 측정법과 동일하게 증착하였다. HP4145B를 이용하여 AC 전압 0~40 V 범위에서 0.5 V의 레졸루션으로 I-V를 측정하였다.
IV measurement was performed to measure the leakage current of the thin film. The sample used the thin film apply | coated to the low resistance silicon wafer of Examples 5 and 7. The sample was cut to a size of about 225 cm 2 and the top electrode was deposited as in the CV measurement. The IV was measured using a HP4145B with a resolution of 0.5 V in the AC voltage range of 0-40 V.

(4) SE 분석(4) SE analysis

SE(분광엘립소메트리) 분석은 박막의 두께, 굴절률(n)을 측정하기 위해서 실시하였다. 샘플은 I-V 측정 샘플과 동일하며 크기는 4 cm2으로 한다. Wollan Co.의 M2000D(RCT) 모델 장비를 191~1000 nm 범위의 파장으로 75°의 반사각을 이용하여 측정하였다.
SE (spectral ellipsometry) analysis was performed to measure the thickness and refractive index (n) of the thin film. The sample is the same as the IV measurement sample and is 4 cm 2 in size. Wollan Co.'s M2000D (RCT) model instrument was measured using a reflection angle of 75 ° with a wavelength ranging from 191 to 1000 nm.

(5) AFM 측정(5) AFM measurement

AFM 측정은 박막의 거칠기의 정보를 제공하며, AFM(XE-100)으로 non-contact 방법을 사용하여 측정하였다.
AFM measurements provide information on the roughness of the films and were measured using a non-contact method with AFM (XE-100).

(6) TFT 특성평가(6) TFT characteristic evaluation

TFT 특성평가는 도 7과 같이 OTFT 디바이스를 제작하여 평가하였다. 도 7과 같은 디바이스 제작은 I-V 측정과 동일한 샘플에 P3HT 유기반도체를 이용하였다. P3HT를 클로로벤젠(chlorobenzene)에 용해한 후, 1000 rpm, 15초 동안 스핀코팅하였다. 유기반도체에 포함되어 있는 클로로벤젠을 진공상태에서 120℃, 약 4시간 동안 제거하였다. 이후 소스와 드레인을 제작하기 위해서 박막 상부에 쉐도우 마스크(shadow mask)를 올린 후, 열증착법을 이용하여 Au를 증착하였다. HP4145B를 이용하여 Output curve 및 trans curve 측정 평가를 실시하였다.
TFT characteristic evaluation was made by evaluating the OTFT device as shown in FIG. In the device fabrication as shown in FIG. 7, P3HT organic semiconductor was used for the same sample as the IV measurement. P3HT was dissolved in chlorobenzene and spin-coated at 1000 rpm for 15 seconds. Chlorobenzene contained in the organic semiconductor was removed in a vacuum at 120 ° C. for about 4 hours. Thereafter, a shadow mask was placed on the thin film to prepare a source and a drain, and then Au was deposited by thermal deposition. Output curves and trans curve measurements were evaluated using the HP4145B.

(7) 측정 결과(7) measurement result

본 발명의 실시예 1 내지 4는 MTMS와 BTMSE를 가수분해와 축합반응을 이용하여 에틸렌 브리지드 실세스퀴옥산 중합체(ethylen bridged silsesquioxane polymer)를 제조하였다. 그 결과 가수분해 과정에서 생성되는 Si-OH는 박막을 형성하는 과정에서 잔류하게 된다. 이러한 Si-OH는 H2O와 결합하면서 박막에 다량의 H2O를 흡수하게 된다. H2O 및 Si-OH는 박막의 누설전류를 증가시키는 작용을 하며, Si-OH의 양에 따른 H2O의 변화는 FT-IR 측정을 통해서 알 수 있다. 910 cm-1에서 Si-OH의 작용기를 확인할 수 있으며, 3400~3500 cm-1에서 Si-OH에 의한 H2O 흡수 띠를 관찰할 수 있다. 도 3은 BTMSE와 MTMS의 비율에 따른 Si-OH와 H2O의 비율을 FT-IR로 측정한 것이다. MTMS의 비율이 증가하면 중합체에 포함된 Si-OH의 함량이 감소하게 되고, 더불어 H2O의 양이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 Si-OH의 양에 의해서 MTMS의 양이 증가함에 따라 박막의 표면의 접촉각이 증가하는 것을 도 16을 통해서 알 수 있다. 박막 표면에는 주로 에틸렌, 메틸, Si-OH가 존재한다. 제조 조건에서 MTMS의 비율이 증가하면 중합체는 Si-OH가 감소하게 되고 메틸기가 존재하기 때문에 표면은 Si-Me는 증가하게 되고 Si-OH는 감소하게 된다. 이러한 접촉각의 영향에 의해서 추후 유기반도체가 결정을 성장하는데 영향을 미치게 된다. 도 6은 MTMS와 BTMSE의 비율에 따른 굴절률의 결과이다. MTMS는 박막의 굴절률을 감소시키는 물질로서 널리 알려져 있다. 그 결과 MTMS의 비율이 증가할수록 굴절률이 1.50에서 1.48로 줄어드는 것을 알 수 있다.Examples 1 to 4 of the present invention prepared an ethylene bridged silsesquioxane polymer by hydrolysis and condensation reaction of MTMS and BTMSE. As a result, Si-OH generated during the hydrolysis process remains in the process of forming a thin film. These Si-OH is to absorb the large amount of H 2 O to a thin film while in combination with H 2 O. H 2 O and Si-OH increase the leakage current of the thin film, the change of H 2 O according to the amount of Si-OH can be seen through the FT-IR measurement. The functional group of Si-OH can be confirmed at 910 cm -1 , and the H 2 O absorption band by Si-OH can be observed at 3400-3500 cm -1 . Figure 3 is the ratio of Si-OH and H 2 O according to the ratio of BTMSE and MTMS was measured by FT-IR. As the ratio of MTMS increases, the content of Si-OH contained in the polymer decreases, and the amount of H 2 O decreases. It can be seen from FIG. 16 that the contact angle of the surface of the thin film increases as the amount of MTMS increases due to the amount of Si-OH. Mainly ethylene, methyl and Si-OH are present on the thin film surface. When the ratio of MTMS is increased under the manufacturing conditions, the Si-OH decreases and the surface of the polymer increases Si-Me and Si-OH decreases due to the presence of methyl groups. The influence of the contact angle affects the growth of crystals by organic semiconductors. 6 is a result of refractive index according to the ratio of MTMS and BTMSE. MTMS is widely known as a material for reducing the refractive index of thin films. As a result, as the ratio of MTMS increases, the refractive index decreases from 1.50 to 1.48.

상기 에틸렌 브리지드 실세스퀴옥산 박막의 유전율은 도 8과 같이 MTMS 없이 BTMSE만 이용하였을 때, 유전율이 약 9.68 값을 가지며 MTMS의 비율이 증가할 때, 8.15, 6.5까지 유전율이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 유전율이 감소하는 이유는 에틸렌 브리지드 실세스퀴옥산 박막에 MTMS의 비율이 증가하면 Si-OH의 함량이 감소하게 되고 H2O의 양이 감소하게 된다. 이러한 현상이 나타나는 이유는 H2O는 배향분극(Orientational polarization)을 변화시키는 작용을 하기 때문이다.The dielectric constant of the ethylene bridged silsesquioxane thin film has a dielectric constant of about 9.68 when using only BTMSE without MTMS as shown in FIG. 8, and when the ratio of MTMS is increased, dielectric constant decreases to 8.15 and 6.5. . The reason why the dielectric constant decreases is that as the ratio of MTMS increases in the ethylene bridged silsesquioxane thin film, the content of Si-OH decreases and the amount of H 2 O decreases. This phenomenon occurs because H 2 O acts to change orientation polarization.

Si-OH의 비율이 증가함에 따라 누설전류 값과 일치하지 않는 것을 도 5를 통해 확인할 수 있다. BTMSE와 MTMS를 각각 10:0(BTMSE만 사용), 8:2, 5:5의 샘플에서 0.5 MV/cm일 때, 1.21×10-5, 4.31×10-5, 6.93×10-5 A/cm2의 전류를 가진다. 모든 박막에서 대체적으로 높은 누설전류를 가지는데, 이것은 Si-OH, H2O에 의해 누설전류에 큰 영향을 미치기 때문이다. 에틸렌 브리지드 실세스퀴옥산의 박막에서 1.5% P3HT를 코팅한 결과 다른 표면처리 없이 코팅할 수 있었다. 그리고 유기반도체 상부에 Au를 증착한 후 TFT 특성 평가를 한 결과, 도 9 내지 14와 같은 결과를 얻었다.It can be seen from FIG. 5 that the Si-OH ratio does not coincide with the leakage current value. 1.21 × 10 -5 , 4.31 × 10 -5 , 6.93 × 10 -5 A / with BTMSE and MTMS at 0.5 MV / cm for 10: 0 (BTMSE only), 8: 2, and 5: 5 samples, respectively has a current of cm 2 . All thin films have a high leakage current, because Si-OH, H 2 O has a large influence on the leakage current. Coating of 1.5% P3HT on a thin film of ethylene bridged silsesquioxane resulted in coating without other surface treatments. After the Au was deposited on the organic semiconductor, the TFT characteristics were evaluated. As shown in FIGS.

전하이동도는 하기와 같은 이론에 의해 계산하였다.The charge mobility was calculated by the following theory.

유기박막트랜지스터는 전계효과 트랜지스터와 같은 원리로 동작을 하므로 크게 선형 영역과 포화 영역을 구분되어진다. 게이트에 전압을 인가하면 절연막 때문에 게이트 전극에서 드레인으로 전류가 흐르지 않고 유기반도체에 채널이 형성하게 된다. 소스와 드레인 사이에 전압을 인가하면 소자에 전류가 흐레게 되고 소스는 접지되어 캐리어의 공급처 역할을 한다. 소스-드레인과 게이트에 전압을 인가하지 않을 경우 반도채 내의 전하들은 유기반도체 내에 고르게 퍼지게 된다. 소스와 드레인 사이에 전압을 가하여 소스와 드레인에 전위차가 생기면 낮은 전압 하에서 전압에 비례하는 전류가 흐르게 되고 하기 계산식 1과 같은 박막의 전도도를 가지는 Ids가 흐르게 된다.Organic thin film transistors operate on the same principle as field effect transistors, so they are divided into linear and saturation regions. When a voltage is applied to the gate, a channel is formed in the organic semiconductor without a current flowing from the gate electrode to the drain due to the insulating film. Applying a voltage between the source and the drain blurs the current in the device and grounds the source to serve as a carrier. If no voltage is applied to the source-drain and gate, the charges in the semiconductor will spread evenly within the organic semiconductor. When a potential difference is generated between the source and the drain by applying a voltage between the source and the drain, a current proportional to the voltage flows under a low voltage, and Ids having a conductivity of the thin film as shown in Equation 1 flows.

[계산식 1][Calculation 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서, W는 채널의 폭을 나타내며, L은 채널의 길이, t는 채널의 두께, Vd는 드레인의 전압을 나타낸다. 게이트에 양의 전압이 가해지면 전기장에 의해서 정공들은 모두 밀려나게 되고, 절연체 부근에는 전도전하가 없는 공핍층(depletion layer)이 생성된다. +전하는 모두 소스쪽으로 빠져나가게 된다. 이러한 조건에서 소스와 드레인에 전압을 가하면 전하 운반자가 줄어들어 게이트에 전압을 가하지 않을 때보다 더 낮은 양의 전류가 흐르게 된다. 게이트에 음의 전압을 가하면 전기장에 의하여 유기물과 전열체 사이에 전극으로부터 정공이 주입되고 절연체와 반도체 사이에서 충적층이 형성된다. 소스와 드레인에 전압을 가하게 되면 전위차에 의해 전류가 흐르게 된다. ΔVG 만큼 게이트 전압을 증가하면 채널의 전공전하는 CiΔVG 만큼 변하게 되고 전 채널 영역에서는 WLCiΔVG 만큼 변하게 된다. 만약 변화하는 전하가 μ의 이동도를 가지고 작은 양의 드레인 전압 Vd 가 가해지면 전류 증가량 ΔId 는 하기 계산식 2와 같이 주어진다.Here, W represents the width of the channel, L represents the length of the channel, t represents the thickness of the channel, V d represents the voltage of the drain. When a positive voltage is applied to the gate, the holes are pushed away by the electric field, creating a depletion layer without conduction charge near the insulator. All of the charge goes out towards the source. Under these conditions, applying a voltage to the source and drain reduces the charge carriers, allowing a lower amount of current to flow than when no voltage is applied to the gate. When a negative voltage is applied to the gate, holes are injected from the electrode between the organic material and the heating element by an electric field, and an alluvial layer is formed between the insulator and the semiconductor. When voltage is applied to the source and drain, current flows due to the potential difference. ΔV G Increasing the gate voltage by, the electric charge of the channel is changed by C i ΔV G and WLC i ΔV G in the entire channel region. If the changing charge has a mobility of μ, a small positive drain voltage V d Current is increased by ΔI d Is given by Equation 2 below.

[계산식 2][Equation 2]

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, Ci는 게이트절연막의 축적용량을 나타내며, VG는 게이트절연막에 인가하는 전압을 말한다. 축적층(accumulation layer)에서의 전계효과 이동도는 하기 계산식 3과 같은 VG의 함수로 계산하며, 이 식은 선형 영역(Linear region)에서의 이동도 계산식이다.Here, C i represents the storage capacitance of the gate insulating film, and V G refers to the voltage applied to the gate insulating film. The field effect mobility in the accumulation layer is calculated as a function of V G as shown in Equation 3 below, which is a formula for calculating mobility in a linear region.

[계산식 3][Calculation 3]

Figure pat00007
Figure pat00007

만약 드레인에 더 큰 음의 전압이 인가되면 공핍영역은 드레인 전극으로 확장되어 유기 능동층에 완전히 공핍하게 된다. 이때 전류는 포화되기 시작하며 전류-전압 그래프는 트랜지스터의 포화 영역 전류-전압 특성처럼 나타나기 시작한다. 각각의 영역에서 전류는 먼저 선형 영역, 게이트전압 VG 가 문턱전압 VT 보다 높을 경우 채널로 유입되는 Q와 VG 간의 관계는 하기 계산식 5와 같이 표시할 수 있다.If a larger negative voltage is applied to the drain, the depletion region extends to the drain electrode and completely depletes the organic active layer. At this point, the current begins to saturate and the current-voltage graph begins to appear as a saturation region current-voltage characteristic of the transistor. In each area, the current is first linear, gate voltage V G is the threshold voltage V T If higher, the relationship between Q and V G flowing into the channel may be expressed as in Equation 5 below.

[계산식 4][Calculation 4]

Figure pat00008
Figure pat00008

이 식은 전류밀도의 식에서 확산 성분을 무시한 것이다.This equation ignores the diffusion component in the equation of current density.

[계산식 5][Calculation 5]

Figure pat00009
Figure pat00009

Ey=dV/dy 와 상기 계산식 4에 대입된 식을 y=0~Lch, V=0~Vd의 구간에서 적분하여 Id에 대한 기본적인 계산식 6을 얻을 수 있다.Ey = dV / dy and the equation substituted in Equation 4 above are integrated in the range of y = 0 to L ch and V = 0 to V d to obtain the basic equation 6 for Id.

[계산식 6][Calculation 6]

Vd가 매우 낮은 선형영역에서는 하기 계산식 7과 같이 나타난다.In the linear region where V d is very low, it is represented by Equation 7 below.

[계산식 7][Calculation 7]

Figure pat00011
Figure pat00011

또한 포화영역에서는 Q를 0으로 놓음으로써 포화영역에서의 구동전류(drive current)를 유도할 수 있다. 결국 V=VG-VT=Vd 라 할 수 있으며, 상기 계산식 7에 대입하면 하기 계산식 8을 얻을 수 있다.In addition, in the saturation region, by setting Q to 0, a drive current in the saturation region can be induced. Eventually, it can be said that V = V G -V T = V d . Substituting Equation 7 above, Equation 8 can be obtained.

[계산식 8][Calculation 8]

Figure pat00012
Figure pat00012

BTMSE와 MTMS의 몰비가 10:0인 박막에서는 0.039 cm2/VS의 전하이동도와 -1 V의 문턱전압으로 측정되었으며, 6:4의 박막에서는 0.069 cm2/VS의 전하이동도와 0.4 V의 문턱전압이 측정되었다. 이를 통해, 에틸렌 브리지드 실세스퀴옥산 박막에서 TFT 소자가 동작하는 것을 알 수 있다. 그러나 모든 박막에서 10~40의 낮은 전류 점멸비를 가지는 문제점을 가지고 있으며 전류 값이 전압의 방향에 따라 최대 전류값이 변하는 것을 알 수 있다. 전류 점멸비와 최대 전류값이 변하는 주된 원인은 박막에 포함되어 있는 Si-OH, H2O에 의한 영향 때문이다. 전류 점멸비는 대체적으로 높은 누설전류의 값을 가지는 박막에서 높게 측정되면 최대 전류값의 변화는 박막의 캐패시턴스(Capacitance)가 변화하면서 생성되는 변화이다.For thin films with a 10: 0 molar ratio of BTMSE and MTMS, a charge mobility of 0.039 cm 2 / VS and a threshold voltage of -1 V were measured, and a thin film of 0.069 cm 2 / VS and a threshold of 0.4 V for 6: 4 thin films. The voltage was measured. Through this, it can be seen that the TFT device operates in the ethylene bridged silsesquioxane thin film. However, all thin films have a problem of having a low current flicker ratio of 10 to 40, and it can be seen that the maximum current value changes according to the direction of the voltage. The main reason for the change of the current blink rate and the maximum current value is the influence of Si-OH and H 2 O in the thin film. When the current flicker ratio is generally measured in a thin film having a high leakage current value, the change of the maximum current value is a change generated by changing the capacitance of the thin film.

전하이동도의 값은 MTMS의 비율에 따라 변화하는 것을 알 수 있다. 이러한 전하이동도의 증가는 표면의 접촉각과 밀접한 관계가 있다. 전반적으로 모든 박막에서 대체적으로 소수성 박막으로 나타난다. 하지만, BTMSE : MTMS의 몰비가 10:0인 박막에서는 BTMSE : MTMS의 몰비가 6:4인 박막에 비해 낮은 접촉각 값을 가진다. 상기에서 언급했듯이 박막 표면에 Si-OH와 메틸기의 양이 다르기 때문에 표면의 접촉각이 달라지는 것이다. BTMSE : MTMS가 10:0 의 몰비인 박막은 6:4의 몰비인 박막에 비해서 Si-OH를 많이 함유하기 때문에 소수성 유기반도체가 낮은 온도에서 결정성 있게 성장하기 어렵게 된다. 그 결과, MTMS가 첨가되는 양이 증가하면 박막의 표면은 좀 더 소수성 성질을 가지게 되고 유기반도체가 결정을 형성하는데 이점을 가지게 된다. 전하이동도는 유기반도체 결정의 형성 여부 다음으로 중요한 것이 절연체의 거칠기이다. 박막의 거칠기 값이 높을 경우 전하가 이동하기 어렵기 때문에 전하이동도를 감소시키는 원인이 된다. 에틸렌 브리지드 실세스퀴옥산 박막은 AFM 분석을 통하여 표면의 거칠기를 조사할 수 있고, 본 발명의 에틸렌 브리지드 실세스퀴옥산 박막은 도 15와 같은 박막의 거칠기를 가진다. 에틸렌 브리지드 실세스퀴옥산 박막은 전반적으로 낮은 거칠기를 가지며, MTMS의 비율에 따라 거칠기가 감소하는 것을 알 수 있다.It can be seen that the value of charge mobility varies with the ratio of MTMS. This increase in charge mobility is closely related to the contact angle of the surface. In general, all thin films are generally hydrophobic. However, a thin film having a molar ratio of BTMSE: MTMS of 10: 0 has a lower contact angle than a thin film having a molar ratio of 6: 4 of BTMSE: MTMS. As mentioned above, the contact angle of the surface is different because the amount of Si-OH and methyl groups on the surface of the thin film is different. Thin films having a molar ratio of 10: 0 BTMSE: MTMS contain more Si-OH than thin films having a molar ratio of 6: 4, making it difficult for hydrophobic organic semiconductors to grow crystalline at low temperatures. As a result, when the amount of MTMS is increased, the surface of the thin film becomes more hydrophobic and the organic semiconductor has an advantage in forming crystals. The charge mobility is the roughness of the insulator after the formation of organic semiconductor crystals. When the roughness value of the thin film is high, the charge is difficult to move, which causes the charge mobility to decrease. The ethylene bridged silsesquioxane thin film can investigate the surface roughness through AFM analysis, and the ethylene bridged silsesquioxane thin film of the present invention has the roughness of the thin film as shown in FIG. 15. It can be seen that the ethylene bridged silsesquioxane thin film has a low overall roughness and the roughness decreases with the ratio of MTMS.

본 발명은 상기와 같은 결과를 종합하였을 때, 에틸렌 브리지드 실세스퀴옥산 박막은 OTFT용 절연체로서 매우 적합한 물질이다. 본 발명은 150℃의 낮은 온도에서 박막 제작이 가능하며, 추가적인 표면처리 없이 유기반도체를 코팅할 수 있다. 또한 표면의 Si-OH 비율을 줄이기 위해서 MTMS를 사용한 결과 전하이동도가 증가하는 효과가 있었다.
When the present invention is put together, the ethylene bridged silsesquioxane thin film is a very suitable material as an insulator for OTFT. The present invention can produce a thin film at a low temperature of 150 ℃, it is possible to coat the organic semiconductor without additional surface treatment. In addition, the use of MTMS to reduce the Si-OH ratio of the surface has the effect of increasing the charge mobility.

Claims (16)

(a) 하기 화학식 3의 브리지드 실록산 화합물 및 화학식 4의 실록산 화합물, 물(H2O) 및 염산 용액을 혼합하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 혼합물을 상온에서 중합 반응하여 화학식 1의 브리지드 실세스퀴옥산 중합체를 형성하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 중합체 조성물을 기판 상에 도포하고, 경화하는 단계;
를 포함하는 절연체 박막의 제조 방법.
[화학식 1]
Figure pat00013

[화학식 3]
Figure pat00014

[화학식 4]
Figure pat00015

[상기 화학식 1, 3 및 4에서, R1 및 R21 은 (C2-C6)알킬렌, (C6-C12)아릴렌 및 (C1-C10)아킬(C6-C12)아릴렌으로부터 선택되고, R2 내지 R11 및 R22 내지 R32 은 서로 독립적으로 (C1-C6)알킬이며, m은 2~1000의 정수이다.
(a) mixing a bridged siloxane compound of Formula 3 and a siloxane compound of Formula 4, water (H 2 O) and a hydrochloric acid solution;
(b) polymerizing the mixture of step (a) at room temperature to form a bridged silsesquioxane polymer of Formula 1; And
(c) applying and curing the polymer composition of step (b) on a substrate;
Method for producing an insulator thin film comprising a.
[Formula 1]
Figure pat00013

(3)
Figure pat00014

[Chemical Formula 4]
Figure pat00015

[In Formula 1, 3 and 4, R 1 And R 21 is selected from (C2-C6) alkylene, (C6-C12) arylene and (C1-C10) acyl (C6-C12) arylene, and R 2 to R 11 and R 22 to R 32 Are independently from each other (C1-C6) alkyl, m is an integer from 2 to 1000.
(a) 하기 화학식 3의 브리지드 실록산 화합물, 물(H2O) 및 염산 용액을 혼합하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 혼합물을 상온에서 중합하여 화학식 2의 브리지드 실세스퀴옥산 중합체를 형성하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 중합체 조성물을 기판 상에 도포하고, 경화하는 단계;
를 포함하는 절연체 박막의 제조 방법.
[화학식 2]
Figure pat00016

[화학식 3]
Figure pat00017

[상기 화학식 2 및 3에서, R1 및 R41은 (C2-C6)알킬렌, (C6-C12)아릴렌 및 (C1-C10)아킬(C6-C12)아릴렌으로부터 선택되고, R2 내지 R7 및 R42 내지 R47은 서로 독립적으로 (C1-C6)알킬이며, n은 2~1000의 정수이다.
(a) mixing a bridged siloxane compound of Formula 3, water (H 2 O) and a hydrochloric acid solution;
(b) polymerizing the mixture of step (a) at room temperature to form a bridged silsesquioxane polymer of formula (2); And
(c) applying and curing the polymer composition of step (b) on a substrate;
Method for producing an insulator thin film comprising a.
(2)
Figure pat00016

(3)
Figure pat00017

[In Formulas 2 and 3, R 1 And R 41 is selected from (C2-C6) alkylene, (C6-C12) arylene and (C1-C10) acyl (C6-C12) arylene, and R 2 to R 7 and R 42 to R 47 are each other Independently (C1-C6) alkyl, n is an integer from 2 to 1000.
제1항에 있어서,
R1 및 R21은 서로 독립적으로 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, ter-부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 페닐렌 및 메틸페닐렌으로부터 선택되고; R2 내지 R11 및 R22 내지 R32은 서로 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 ter-부틸로부터 선택되는 것을 특징으로 절연체 박막의 제조 방법.
The method of claim 1,
R 1 and R 21 are each independently selected from ethylene, propylene, butylene, ter-butylene, pentylene, hexylene, phenylene and methylphenylene; R 2 to R 11 and R 22 to R 32 are each independently selected from methyl, ethyl, propyl, butyl and ter-butyl.
제2항에 있어서,
R1 및 R41은 서로 독립적으로 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, ter-부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 페닐렌 및 메틸페닐렌으로부터 선택되고; R2 내지 R7 및 R42 내지 R47은은 서로 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 ter-부틸로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 절연체 박막의 제조 방법.
The method of claim 2,
R 1 and R 41 are each independently selected from ethylene, propylene, butylene, ter-butylene, pentylene, hexylene, phenylene and methylphenylene; R 2 to R 7 And R 42 to R 47 are each independently selected from methyl, ethyl, propyl, butyl and ter-butyl.
제1항에 있어서,
상기 화학식 3 및 화학식 4의 화합물 : H2O : 염산은 몰비로 0.001~0.010 : 1 : 1로 혼합하는 것을 특징으로 하는 절연체 박막의 제조 방법.
The method of claim 1,
The compound of Formula 3 and Formula 4: H 2 O: hydrochloric acid is mixed in a molar ratio of 0.001 ~ 0.010: 1: 1 method for producing an insulator thin film.
제2항에 있어서,
상기 화학식 3의 화합물 : H2O : 염산은 몰비로 0.001~0.010 : 1 : 1로 혼합하는 것을 특징으로 하는 절연체 박막의 제조 방법.
The method of claim 2,
The compound of Formula 3: H 2 O: hydrochloric acid is mixed in a molar ratio of 0.001 ~ 0.010: 1: 1 method for producing an insulator thin film.
제5항에 있어서,
상기 화학식 3 : 화학식 4는 몰비로 10 : 0.01~10으로 혼합하는 것을 특징으로 하는 절연체 박막의 제조 방법.
The method of claim 5,
Formula 3: Formula 4 is a method for producing an insulator thin film, characterized in that mixing in a molar ratio of 10: 0.01 ~ 10.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 (c) 단계의 도포는 스핀코팅인 것을 특징으로 하는 절연체 박막의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The coating of step (c) is a method of manufacturing an insulator thin film, characterized in that the spin coating.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 (c) 단계의 중합체 조성물은 유기용매에 희석하는 것을 특징으로 하는 절연체 박막의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The polymer composition of step (c) is a method for producing an insulator thin film, characterized in that diluted in an organic solvent.
제9항에 있어서,
상기 유기용매는 에탄올, 테트라하이드로퓨란, 메틸이소부틸케톤 및 폴리(에틸렌글리콜) 메틸에테르 아크릴레이트로부터 선택되는 것을 특징으로 절연체 박막의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The organic solvent is selected from ethanol, tetrahydrofuran, methyl isobutyl ketone and poly (ethylene glycol) methyl ether acrylate.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 (c) 단계의 경화는 상온 내지 150℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 절연체 박막의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The curing of the step (c) is a method for producing an insulator thin film, characterized in that carried out at room temperature to 150 ℃.
제1항 또는 제2항 중 선택되는 어느 한 항의 절연체 박막의 제조 방법에 의해 형성되는 절연체 박막.
The insulator thin film formed by the manufacturing method of the insulator thin film of any one of Claims 1 or 2.
제12항에 있어서,
상기 절연체 박막은 0.039 내지 0.070 cm2/VS의 전하이동도를 갖는 것을 특징으로 하는 절연체 박막.
The method of claim 12,
The insulator thin film has an insulator thin film, characterized in that it has a charge mobility of 0.039 to 0.070 cm 2 / VS.
제12항에 있어서,
상기 절연체 박막은 유전율이 6.5 내지 9.7인 것을 특징으로 하는 절연체 박막.
The method of claim 12,
The insulator thin film has a dielectric constant of 6.5 to 9.7.
제12항에 있어서,
상기 절연체 박막의 접촉각이 41° 내지 63°인 것을 특징으로 하는 절연체 박막.
The method of claim 12,
Insulator thin film, characterized in that the contact angle of the insulator thin film is 41 ° to 63 °.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항의 절연체 박막을 게이트절연체로 포함하는 유기박막트랜지스터.An organic thin film transistor comprising the insulator thin film according to claim 12 as a gate insulator.
KR1020100012581A 2010-02-10 2010-02-10 Otft device using bridged silsesquioxane thin film materials KR20110092895A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100012581A KR20110092895A (en) 2010-02-10 2010-02-10 Otft device using bridged silsesquioxane thin film materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100012581A KR20110092895A (en) 2010-02-10 2010-02-10 Otft device using bridged silsesquioxane thin film materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110092895A true KR20110092895A (en) 2011-08-18

Family

ID=44929671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100012581A KR20110092895A (en) 2010-02-10 2010-02-10 Otft device using bridged silsesquioxane thin film materials

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110092895A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9892964B1 (en) 2016-07-29 2018-02-13 SK Hynix Inc. Gap-fill polymer for filling fine pattern gaps and method for fabricating semiconductor device using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9892964B1 (en) 2016-07-29 2018-02-13 SK Hynix Inc. Gap-fill polymer for filling fine pattern gaps and method for fabricating semiconductor device using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100459206C (en) Organic thin film transistor with siloxane polymer interface
US7282735B2 (en) TFT having a fluorocarbon-containing layer
CN104685649B (en) Organic semiconductor preparaton
Na et al. Surface-mediated solidification of a semiconducting polymer during time-controlled spin-coating
Jacob et al. Fabrication and characterization of polyterpenol as an insulating layer and incorporated organic field effect transistor
US9136486B2 (en) Composition for organic semiconductor insulating films, and organic semiconductor insulating film
Lee et al. Vertical conducting nanodomains self-assembled from poly (3-hexyl thiophene)-based diblock copolymer thin films
Sista et al. Enhancement of OFET performance of semiconducting polymers containing benzodithiophene upon surface treatment with organic silanes
US8623745B2 (en) Composition for forming gate insulating film for thin-film transistor
Zou et al. Polyimide-based gate dielectrics for high-performance organic thin film transistors
Chou et al. Nonvolatile transistor memory devices based on high-k electrets of polyimide/TiO 2 hybrids
Na et al. Influence of molecular weight on the solidification of a semiconducting polymer during time-controlled spin-coating
Fumagalli et al. Al2O3 as gate dielectric for organic transistors: Charge transport phenomena in poly-(3-hexylthiophene) based devices
EP2157614A1 (en) Gate insulating film forming agent for thin-film transistor
Chen et al. Synthesis and characterization of oligomeric phenylsilsesquioxane-titania hybrid optical thin films
KR20140023114A (en) Insulating layer forming method using icvd process
Ding et al. Improving the performance of organic thin film transistors formed on a vacuum flash-evaporated acrylate insulator
Kim et al. High-efficiency nitrene-based crosslinking agent for robust dielectric layers and high-performance solution-processed organic field-effect transistors
Kim et al. Characterization of gold nanoparticle pentacene memory device with polymer dielectric layer
Tewari et al. High-mobility and low-operating voltage organic thin film transistor with epoxy based siloxane binder as the gate dielectric
KR20110092895A (en) Otft device using bridged silsesquioxane thin film materials
Lee et al. Nanoparticle-dispersed high-k organic–inorganic hybrid dielectrics for organic thin-film transistors
Wang et al. Polymer/Silicon Nanoparticle Hybrid Layer as High-k Dielectrics in Organic Thin-Film Transistors
Choi et al. Flexible complementary inverter with low-temperature processable polymeric gate dielectric on a plastic substrate
KR20130032199A (en) Organic-inorganic hybrid polymer of quantum well structure

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
SUBM Surrender of laid-open application requested