Flexible display는 얇고 가벼우며, 접히고 또한 외부의 충격에 강한 특성을 가지고 있어 최근 차세대 디스플레이로 많은 관심을 받고 있다. 현재 flexible display에 적합한 기판 소재로는 플라스틱, 종이, 금속 및 유리 등이 검토되고 있으며, 기술의 보편화 및 시장 확대를 위해서 상대적으로 가격이 저렴한 기판 소재가 요구되고 있다. Flexible display에 적용 가능한 기판 소재 중에 종이는 상대적으로 가격이 저렴하고, 두께가 얇아 다른 기판에 비해 상대적으로 휘어지고 접히는 특성이 우수하다. 또한 사람들에게 매우 친숙한 소재로, flexible display 기판 소재로 매우 적합하다고 할 수 있다. 하지만 종이는 일반적으로 물을 잘 흡수하고, 표면이 거칠어 박막소자로 구성되는 flexible display를 구현하는 것은 상대적으로 다른 기판 소재에 비해 매우 어렵다.
본 논문에서는 종이를 기판 소재로 활용하여, flexible display의 핵심소자인 유기박막소자(OTFT, ...
Flexible display는 얇고 가벼우며, 접히고 또한 외부의 충격에 강한 특성을 가지고 있어 최근 차세대 디스플레이로 많은 관심을 받고 있다. 현재 flexible display에 적합한 기판 소재로는 플라스틱, 종이, 금속 및 유리 등이 검토되고 있으며, 기술의 보편화 및 시장 확대를 위해서 상대적으로 가격이 저렴한 기판 소재가 요구되고 있다. Flexible display에 적용 가능한 기판 소재 중에 종이는 상대적으로 가격이 저렴하고, 두께가 얇아 다른 기판에 비해 상대적으로 휘어지고 접히는 특성이 우수하다. 또한 사람들에게 매우 친숙한 소재로, flexible display 기판 소재로 매우 적합하다고 할 수 있다. 하지만 종이는 일반적으로 물을 잘 흡수하고, 표면이 거칠어 박막소자로 구성되는 flexible display를 구현하는 것은 상대적으로 다른 기판 소재에 비해 매우 어렵다.
본 논문에서는 종이를 기판 소재로 활용하여, flexible display의 핵심소자인 유기박막소자(OTFT, OLED)를 구현하는 연구를 수행하였다. 실험은 총 4단계로 나누어 진행하였다.
첫 번째, 종이로 포토리소그래피 및 박막공정이 가능하도록 종이에 적합한 보호층 형성방법을 개발하여 유기박막소자 제작이 가능하도록 하였다. 종이 기판에 포토리소그래피 등의 wet process가 가능하게 하기 위해 발수코팅 소재인 parylene을 보호층 소재로 종이 위에 코팅하였다. Parylene이 conformal하게 코팅된 종이 기판은 포토레지스터를 흡수하지 않고 방수특성이 있음을 확인하였다. 추가적으로 parylene 상부에는 표면 거칠기 특성을 향상시키기 위해 PVP를 형성하거나 투습율 특성을 증가시키기 위해 SiO2등을 증착하였다.
두 번째, 보호층이 형성된 종이 기판에 OTFT를 제작하고, OTFT의 특성을 향상시키는 연구를 수행하였다. OTFT는 TIPS-pentacene을 활성층으로 보호층이 형성된 종이 기판 위에 bottom gate 구조로 구현하였다. OTFT의 성능은 유기 반도체와 금속 전극 사이의 계면 특성에 크게 의존한다. 그리고 이 때 발생하는 유기 반도체/금속 계면의 접촉 저항은 소자의 전류 흐름에 큰 영향을 준다. 유기 반도체/금속 계면특성 향상을 위해서 Au source/drain 전극을 PFBT로 처리한 후 OTFT 제작하고 특성을 분석하였다. 결과적으로 on current는 약 1 μA, mobility는 0.1 cm2/Vs의 특성을 가지는 OTFT를 구현하였다.
세 번째, 보호층이 형성된 종이 기판 위에 OLED를 제작하고 특성 분석을 수행하였다. OLED는 보호층이 형성된 종이 기판 위에 top emission 구조로 구현하였다. OLED의 성능은 기판의 표면 거칠기에 크게 의존하므로 이러한 문제점을 해결하기 위해 parylene 또는 parylene/SiO2 보호층을 형성한 기판 위에 소자를 제작하고 특성을 분석하였다. 그리고 기판 위에 형성된 SiO2는 기판이 휘어질 경우 표면에 균열이 발생되기 때문에 유기물인 PVP로 교체하였고, 효율이 높은 인광 OLED 구조로 제작하여 특성을 향상시켰다.
마지막으로, 선행 연구 결과를 바탕으로, 종이 기판 위에 OTFT에 의해 구동하는 OLED를 제작하였다. 제작된 OTFT는 VG = -40 V ~ 10 V, VD = -10 V, -40 V에서 구동하였으며, VD = -40 V일 때, 이동도는 0.075 cm2/Vs, on-current는 1.7 μA로 분석되었다. 결과적으로 종이 위에 OTFT로 구동되는 OLED를 성공적으로 구현하였으며 OTFT-OLED 소자의 발광특성을 확인하였다.
Flexible display는 얇고 가벼우며, 접히고 또한 외부의 충격에 강한 특성을 가지고 있어 최근 차세대 디스플레이로 많은 관심을 받고 있다. 현재 flexible display에 적합한 기판 소재로는 플라스틱, 종이, 금속 및 유리 등이 검토되고 있으며, 기술의 보편화 및 시장 확대를 위해서 상대적으로 가격이 저렴한 기판 소재가 요구되고 있다. Flexible display에 적용 가능한 기판 소재 중에 종이는 상대적으로 가격이 저렴하고, 두께가 얇아 다른 기판에 비해 상대적으로 휘어지고 접히는 특성이 우수하다. 또한 사람들에게 매우 친숙한 소재로, flexible display 기판 소재로 매우 적합하다고 할 수 있다. 하지만 종이는 일반적으로 물을 잘 흡수하고, 표면이 거칠어 박막소자로 구성되는 flexible display를 구현하는 것은 상대적으로 다른 기판 소재에 비해 매우 어렵다.
본 논문에서는 종이를 기판 소재로 활용하여, flexible display의 핵심소자인 유기박막소자(OTFT, OLED)를 구현하는 연구를 수행하였다. 실험은 총 4단계로 나누어 진행하였다.
첫 번째, 종이로 포토리소그래피 및 박막공정이 가능하도록 종이에 적합한 보호층 형성방법을 개발하여 유기박막소자 제작이 가능하도록 하였다. 종이 기판에 포토리소그래피 등의 wet process가 가능하게 하기 위해 발수코팅 소재인 parylene을 보호층 소재로 종이 위에 코팅하였다. Parylene이 conformal하게 코팅된 종이 기판은 포토레지스터를 흡수하지 않고 방수특성이 있음을 확인하였다. 추가적으로 parylene 상부에는 표면 거칠기 특성을 향상시키기 위해 PVP를 형성하거나 투습율 특성을 증가시키기 위해 SiO2등을 증착하였다.
두 번째, 보호층이 형성된 종이 기판에 OTFT를 제작하고, OTFT의 특성을 향상시키는 연구를 수행하였다. OTFT는 TIPS-pentacene을 활성층으로 보호층이 형성된 종이 기판 위에 bottom gate 구조로 구현하였다. OTFT의 성능은 유기 반도체와 금속 전극 사이의 계면 특성에 크게 의존한다. 그리고 이 때 발생하는 유기 반도체/금속 계면의 접촉 저항은 소자의 전류 흐름에 큰 영향을 준다. 유기 반도체/금속 계면특성 향상을 위해서 Au source/drain 전극을 PFBT로 처리한 후 OTFT 제작하고 특성을 분석하였다. 결과적으로 on current는 약 1 μA, mobility는 0.1 cm2/Vs의 특성을 가지는 OTFT를 구현하였다.
세 번째, 보호층이 형성된 종이 기판 위에 OLED를 제작하고 특성 분석을 수행하였다. OLED는 보호층이 형성된 종이 기판 위에 top emission 구조로 구현하였다. OLED의 성능은 기판의 표면 거칠기에 크게 의존하므로 이러한 문제점을 해결하기 위해 parylene 또는 parylene/SiO2 보호층을 형성한 기판 위에 소자를 제작하고 특성을 분석하였다. 그리고 기판 위에 형성된 SiO2는 기판이 휘어질 경우 표면에 균열이 발생되기 때문에 유기물인 PVP로 교체하였고, 효율이 높은 인광 OLED 구조로 제작하여 특성을 향상시켰다.
마지막으로, 선행 연구 결과를 바탕으로, 종이 기판 위에 OTFT에 의해 구동하는 OLED를 제작하였다. 제작된 OTFT는 VG = -40 V ~ 10 V, VD = -10 V, -40 V에서 구동하였으며, VD = -40 V일 때, 이동도는 0.075 cm2/Vs, on-current는 1.7 μA로 분석되었다. 결과적으로 종이 위에 OTFT로 구동되는 OLED를 성공적으로 구현하였으며 OTFT-OLED 소자의 발광특성을 확인하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.