본 연구는 PC(polycarbonate) 기판 위에 소스(source)/드레인(drain) 전극으로 Ag 페이스트를 스크린 인쇄하여 OTFT(organic thin film transistor)를 제작하였다. 또한 이렇게 제작된 OTFT를 적용하여 OTFT-OLED(organic light emitting diode) 어레이를 제작하였으며 OTFT의 소스 및 드레인 전극과 더불어 데이터 배선전극을 Ag 페이스트를 이용하여 형성하였다. Ag 페이스트는 스크린 마스크의 mesh에 따라 325 mesh용과 500 mesh용을 사용하였으며, 325 mesh용 페이스트는 선폭 60 ${\mu}m$, 500 mesh용 페이스트는 선폭 40 ${\mu}m$까지 인쇄가 가능하였다. 그리고 면저항은 각각 $60m{\Omega}/\square,\;133.1m{\Omega}/\square$이었다. 제작된 OTFT의 성능은 이동도가 자각 0.35 $cm^2/V{\cdot}sec$와 0.12 $cm^2/V{\cdot}sec$, 문턱전압 -4.7 V와 0.9 V이었으며, 전류 점멸비는 ${\sim}10^5$이었다. OTFT-OLED 어레이는 인쇄성이 우수한 500 mesh용 Ag 페이스트를 사용하였으며 OTFT의 채널길이를 50 ${\mu}m$로 설계하여 제작하였다. OTFT-OLED 어레이의 화소는 2개의 OTFT, 1개의 캐패시터 그리고 1개의 OLED로 구성하였고, 크기는 $2mm{\times}2mm$이며, 해상도는 $16{\times}16$ 이다. 제작된 어레이는 일부 불량 화소를 포함하고 있지만 능동형 모드로 동작함을 확인할 수 있었다.
본 연구는 PC(polycarbonate) 기판 위에 소스(source)/드레인(drain) 전극으로 Ag 페이스트를 스크린 인쇄하여 OTFT(organic thin film transistor)를 제작하였다. 또한 이렇게 제작된 OTFT를 적용하여 OTFT-OLED(organic light emitting diode) 어레이를 제작하였으며 OTFT의 소스 및 드레인 전극과 더불어 데이터 배선전극을 Ag 페이스트를 이용하여 형성하였다. Ag 페이스트는 스크린 마스크의 mesh에 따라 325 mesh용과 500 mesh용을 사용하였으며, 325 mesh용 페이스트는 선폭 60 ${\mu}m$, 500 mesh용 페이스트는 선폭 40 ${\mu}m$까지 인쇄가 가능하였다. 그리고 면저항은 각각 $60m{\Omega}/\square,\;133.1m{\Omega}/\square$이었다. 제작된 OTFT의 성능은 이동도가 자각 0.35 $cm^2/V{\cdot}sec$와 0.12 $cm^2/V{\cdot}sec$, 문턱전압 -4.7 V와 0.9 V이었으며, 전류 점멸비는 ${\sim}10^5$이었다. OTFT-OLED 어레이는 인쇄성이 우수한 500 mesh용 Ag 페이스트를 사용하였으며 OTFT의 채널길이를 50 ${\mu}m$로 설계하여 제작하였다. OTFT-OLED 어레이의 화소는 2개의 OTFT, 1개의 캐패시터 그리고 1개의 OLED로 구성하였고, 크기는 $2mm{\times}2mm$이며, 해상도는 $16{\times}16$ 이다. 제작된 어레이는 일부 불량 화소를 포함하고 있지만 능동형 모드로 동작함을 확인할 수 있었다.
Ag paste was employed for source and drain electrode of OTFTs and for the data metal lines of OTFT-OLED array on PC(polycarbonate) substrate. We tested two kinds of Ag-pastes such as pastes for 325 mesh and 500 mesh screen mask to examine the pattern ability and electrical performance for OTFTs. The...
Ag paste was employed for source and drain electrode of OTFTs and for the data metal lines of OTFT-OLED array on PC(polycarbonate) substrate. We tested two kinds of Ag-pastes such as pastes for 325 mesh and 500 mesh screen mask to examine the pattern ability and electrical performance for OTFTs. The minimum feature size was 60 ${\mu}m$ for 325 mesh screen mask and 40 ${\mu}m$ for 500 mesh screen mask. The conductivity was 60 $m{\Omega}/\square$ for 325 mesh and 133.1 $m{\Omega}/\square$ for 500 mesh. For the OTFT performance the mobility was 0.35 $cm^2/V{\cdot}sec$ and 0.12 $cm^2/V{\cdot}sec$, threshold voltage was -4.7 V and 0.9 V, respectively, and on/off current ratio was ${\sim}10^5$, for both screen masks. We applied the 500 mash Ag paste to OTFT-OLED array because of its good patterning property. The pixel was composed of two OTFTs and one capacitor and one OLED in the area of $2mm{\times}2mm$. The panel successfully worked in active mode operation even though there were a few bad pixels.
Ag paste was employed for source and drain electrode of OTFTs and for the data metal lines of OTFT-OLED array on PC(polycarbonate) substrate. We tested two kinds of Ag-pastes such as pastes for 325 mesh and 500 mesh screen mask to examine the pattern ability and electrical performance for OTFTs. The minimum feature size was 60 ${\mu}m$ for 325 mesh screen mask and 40 ${\mu}m$ for 500 mesh screen mask. The conductivity was 60 $m{\Omega}/\square$ for 325 mesh and 133.1 $m{\Omega}/\square$ for 500 mesh. For the OTFT performance the mobility was 0.35 $cm^2/V{\cdot}sec$ and 0.12 $cm^2/V{\cdot}sec$, threshold voltage was -4.7 V and 0.9 V, respectively, and on/off current ratio was ${\sim}10^5$, for both screen masks. We applied the 500 mash Ag paste to OTFT-OLED array because of its good patterning property. The pixel was composed of two OTFTs and one capacitor and one OLED in the area of $2mm{\times}2mm$. The panel successfully worked in active mode operation even though there were a few bad pixels.
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문제 정의
본 논문에서는 OTFT 재료비의 약 40 %를 차지하는 Au 소스/드레인 전극을 Ag 페이스트로 대체하여 원가를 절감하고, 이를 스크린 인쇄공정으로 실현함으로써 공정비용을 절감하여 저가격/대면적 디스플레이에 적용할 수 있는 공정을 개발하고자 한다. 먼저 단위 OTFT 의 소스와 드레인 전극에 Ag 페이스트를 스크린 인쇄하여 적용 가능성을 검토하였고, 이어서 OTFT-OLED 어레이의 소스/드레인 전극 및 데이터 배선 전극에 적용하여 성능을 분석하였다.
제안 방법
준다. OLED는 하부방출 구조이며 OTFT는 하부전극 구조를 적용하였다.
OTFT] 저가격화를 위하여 기존의 소스/드레인 재료인 Au을 대신하여 Ag 페이스트를 스크린 인쇄공정으로 OTFT에 적용하였다. 500 mesh 스크린 마스크와 Ag 페이스트를 사용하여 인쇄가능한 선폭은 40 pm 이었으며, 면저항은 133.
UPS(UV Photoelectron Spectroscopy)로 측정하였고, 3.9 eV를 얻었다. 이것은 Au의 일함수 4.
먼저 세척된 기판에 알루미늄 전극을 식각하여 게이트 전극을 형성하였다. 게이트 절연막으로 열 경 화제를 포함한 PVT를 스핀 코팅 공정으로 성막하였으며, 소스/드레인 전극은 Ag 페이스트를 스크린 인쇄공정으로 형성하였다. 유기물 활성층으로 펜타센을 진공 증착하였으며, 펜타센 증착시 쉐도우 마스크를 사용하여 형상화 하였다.
PVT 경화온도는 100 ℃ 와 180 ℃ 에서 각각 10분, 20분 실시하였다. 경화된 PVP 형상화를 위하여 포토공정 후 02 플라즈마를 이용하여 PVP를 부분적으로 제거하였다, 데이터 배선 및 소스/드레인 전극으로 Ag 페이스트를 스크린 인쇄공정으로 형성하였으며 120 ℃에서 5 분간 건조하였다. OTFT의 활성층으로 펜타센을 45 nm의 두께로 진공증착 하였으며 쉐도우 마스크를 이용하여 형상
두 종류 Ag 페이스트를 OTFT의 소스/드레인 전극에 적용하여 하부전극 구조의 단위 OTFT를 제작하였다. 먼저 세척된 기판에 알루미늄 전극을 식각하여 게이트 전극을 형성하였다.
드레인 전극과 데이터 배선 전극에 적용하였으며 OLED의 전압의 시간적 변화를 측정하여 능동형 동작을 확인하였다. Ag 페이스트는 전기적 특성 면에서 OTFT의 Au를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
를 대신하여 구동 OTFT의 채널 저항을 고려하여 저항을 연결하여 측정하였다. 저장 캐패시터의 전압은 스캔 신호가 인가되는 동안 충전되며 스캔 신호가 제거되는 동안 전압이 유지되었다.
수 있는 공정을 개발하고자 한다. 먼저 단위 OTFT 의 소스와 드레인 전극에 Ag 페이스트를 스크린 인쇄하여 적용 가능성을 검토하였고, 이어서 OTFT-OLED 어레이의 소스/드레인 전극 및 데이터 배선 전극에 적용하여 성능을 분석하였다.
저장 캐패시터의 전압은 스캔 신호가 인가되는 동안 충전되며 스캔 신호가 제거되는 동안 전압이 유지되었다. 스캔 신호가 on에서 off로 바뀌는 구간에서 스위칭 0TFT의 기생 캐패시터에 의한 kick back 전압이 확인할 수 있었으며 누설 전류에 의한 전압 감소도 관측하였다. 이는 픽셀이 능동형(active mode) 구동을 하고 있음을 보여준다.
스크린 인쇄공정으로 제작된 단위 소자의 특성을 바탕으로 OTFT-OLED 어레이를 설계 제작 하였다. OTFT-OLED 화소(pixel) 구조는 그림3과 같이 두 개의 OTFT(구동 OTFT, 스위칭 OTFT)와 하나의 저장캐패시터(Cs) 그리고 하나의 OLED로 구성된다.
게이트 절연막으로 열 경 화제를 포함한 PVT를 스핀 코팅 공정으로 성막하였으며, 소스/드레인 전극은 Ag 페이스트를 스크린 인쇄공정으로 형성하였다. 유기물 활성층으로 펜타센을 진공 증착하였으며, 펜타센 증착시 쉐도우 마스크를 사용하여 형상화 하였다. 제작된 소자의 전류전달 특성 그래프는 그림2와 같다.
원인으로 IZO와 알루미늄 사이에 전해질의 현상액이 침투하여 IZO/전해질/알루미늄 구조에 의해 전지 화학반응이 발생하여 박막이 파손되는 것으로 판단된다. 이를 해결하기 위하여 IZO 막과 알루미늄 사이에 완충층 (Mo, Ti등)을 삽입 하여 전지 화학 반응을 방지하는 방법이 있으나 추가적인 공정이 필요하므로 A1 을 Au로 교체하여 공정하였다. 4 point probe 측정 결과 Au의
대상 데이터
OTFT-OLED 어레이의 기판으로 IZO(indium zinc oxide)막이 코팅되어 있는 PC(polycarbonate) 사용하였으며 IZO의 면저항은 30 Q/D 이었다' 먼저 기판을 세척한 후 OLED의 양극 전극 및 캐패시터의 하부 전극으로 사용될 IZO를 습식 식각하여 형성하였다. 스캔 배선과 OLED의 음극 전극을 GN心와 연결하기 위한 전극 배선(외부 배선)으로 알루미늄을 사용하였으나 그림 5와 같이 포토레지스트의 현상 공정에서 파손되었다.
게이트 절연막으로는 열경화제가 포함되어 있는 PVP를 사용하였으며邸 배선의 교차 부분의 누설 전류를 줄이기 위하여 2층 구조를 적용하였다. PVT 경화온도는 100 ℃ 와 180 ℃ 에서 각각 10분, 20분 실시하였다.
본 연구에서는 325 mesh와 500 mesh의 두 종류 스크린 마스크와 이에 특화된 두 종류의 Ag 페이스트를 사용하였다' 페이스트는 입자의 평균 크기가 각각 3 呻
이론/모형
그리고 최근 태양전지의 모듈 공정 및 OTFT 제조 공정에 적용하기 위해 많은 연구가 진행하고 있.다皿 1994년 프랑스의 국립과학 연구소 (CNRS)에서 스크린 인쇄 기법을 OTFT에 적용 하여 이동도 0.07 emW . sec의 특성을 얻은 바 있다⑺ 이후 1997년 Bell lab에서 플라스틱 기판에 게이트 절연체와 소스/드레인 전극 공정에 스크린 인쇄를 적용하여 0.
성능/효과
OTFT는 우수한 성능을 보였으며 이는 스크린 인쇄공정으로 형성된 전극의 가장자리 경사구조에 의한 소스 드레인 전극과 펜타센 간의 접촉저항이 개선된 것을 판단된다. 차후 이에 대한 체계적인 연구가 추가 적으로 필요하다.
면저항은 약 5 Q/□으로 RC 지연을 고려하여 OTFT- OLED 어레이에서 요구되는 면저항 (10 必口)을 만족하였다.
후속연구
차후 이에 대한 체계적인 연구가 추가 적으로 필요하다. 또한 아래의 표2와 같이 페이스트에 따른 소자의 특성에 차이를 보였으며 이는 Ag입자의 크기에서 기인한 것을 생각된다.
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