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문제 정의
- 또한, flexible 기판에서 ~340 kHz의 회로(그림 13)를 구현함으로써 고성능의 MOS TFT를 유연기판에서 제작 가능함을 확인해주었으며 이는 flexible backplane 제작에 있어 요구되는 고성능의 TFT 후보인 MOS TFT의 적용 가능성을 확인해주는 연구 결과라 하겠다.
- 연구에 사용된 소재들을 살펴보면 source/ drain과 게이트 전극은 silver nanoparticle 잉크, 반도체는 CNT 잉크, 절연체는 barium titanate nanoparticle과 PMMA가 혼합된 잉크로 TFT제작에 필요한 모든 공정을 인쇄로 가능함을 보여주었다. 또한, source/drain 및 게이트 전극의 경우 인쇄 영역을 원하는 위치에 정확한 인쇄가 가능함을 보여준 점이 주목할 만하겠다.
- 반도체 박막은 TFT 소자에서 성능에 가장 큰 비중을 차지하는 부분이며 일차적으로는 재료에서 기인한 원인과 이차적으로 박막 형성 방법에 따라 매우 다른 성능 변화를 확인할 수 있다. 본 기고문에서는 용액공정이 가능한 유기물 재료와 무기물 재료에 관하여 보고하겠다. 이러한 재료들의 박막형성에는 기존 증착공정과 잉크를 이용한 인쇄공정으로 크게 나뉘어 있으며 특히 인쇄 공정의 경우 ink-jet, slot die, gravure 등 다양한 접근 방법들이 시도되고 있다.
- 또한, 인쇄기반의 공정은 flexible display 제조 측면에서 기존 진공공정에 비하여 특수한 공정 공간 (고진공)을 요하지 않아 비교적 장비나 환경의 영향 없이 손쉽게 공정이 가능하여 공정비용을 획기적으로 줄일 수 있는 차세대 공정으로 기대하고 있다. 본 기고서에서는 flexible display에 적용되기 위해 현재 연구 개발되는 backplane TFT 기술 중 인쇄공정으로 제작된 backplane TFT에 초점을 맞추어 이에 대한 연구개발 동향 및 전망에 대해서 살펴보고자 한다.
- 본 연구에서는 fullerene 계열의 반도체에 한정하여 dopant를 통한 OTFT의 성능 및 안정성 향상에 대해 보고하였지만, 근본적인 개념에서 재료의 에너지 준위에 따른 적절한 dopant 적용을 한다면 범용적으로 적용 가능한 방법이겠다 . 또한 여기에서는 용액공정을 기반으로 연구를 진행하였고 그 방법이 매우 효율적이고 간단하다.
- Sirringhaus 교수팀이나 노스웨스턴 대학의 Tobin Marks & Antonio Facchetti 교수팀이 각각 250℃ 정도의 비교적 낮은 온도에서 공정되면서 10 cm2/Vs 정도의 높은 이동도를 보여주는 새로운 MOS TFT를 보고함으로써 그 가능성을 보여주었다 [2,3]. 본론에서는 우선 backplane TFT 제작공정에 사용되는 다양한 인쇄기술에 대해서 간략히 소개를 하고 이어서 인쇄기술로 제작된 backplane TFT의 연구개발 동향에 대해서 OTFT와 metal oxide TFT를 위주로 소개하고자 한다.
- 고성능의 다양한 반도체 재료들이 발표됨에도 불구하고 무기물 바탕의 재료들에 비해 그 안정성이 매우 낮아 이를 해결하는 것이 인쇄 OTFT에서는 큰 문제점이다. 이를 해결하기 위해 다양한 연구가 시도되고 있으며 그 중 doping을 통해 재료의 안정성을 확보하는 방법에 대해 소개하고자 한다. Doping 공정은 특정 물질을 추가함으로써 반도체의 전기적 특성을 조절하는 방법으로 추가적인 mobile charge를 생성하거나 trap site를 매워 줌으로써 이동도 증가 또는 charge의 소실을 줄일 수 있는 방법이라 하겠다.
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