[논문]유기 박막 트랜지스터를 이용한 유연한 디스플레이의 게이트 드라이버용 로직 게이트 구현

조승일; 미즈카미 마코토

doi:10.13067/jkiecs.2019.14.1.87

유기 박막 트랜지스터를 이용한 유연한 디스플레이의 게이트 드라이버용 로직 게이트 구현
Implementation of Logic Gates Using Organic Thin Film Transistor for Gate Driver of Flexible Organic Light-Emitting Diode Displays 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.14 no.1, 2019년, pp.87 - 96

조승일 (야마가타대학교 유기 일렉트로닉스 이노베이션센터) , 미즈카미 마코토 (야마가타대학교 유기 일렉트로닉스 이노베이션센터)

초록
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유기 박막 트랜지스터 (OTFT) 백플레인을 이용한 유연한 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이가 연구되고 있다. OLED 디스플레이의 구동을 위해서 게이트 드라이버가 필요하다. 저온, 저비용 및 대 면적 인쇄 프로세스를 사용하는 디스플레이 패널의 내장형 게이트 드라이버는 제조비용을 줄이고 모듈 구조를 단순화한다. 이 논문에서는 유연한 OLED 디스플레이 패널의 내장형 게이트 드라이버 제작을 위하여 OTFT를 사용한 의사 CMOS (pseudo complementary metal oxide semiconductor) 로직 게이트를 구현한다. 잉크젯 인쇄형 OTFT 및 디스플레이와 동일한 프로세스를 사용하여 유연한 플라스틱 기판 상에 의사 CMOS 로직 게이트가 설계 및 제작되며, 논리 게이트의 동작은 측정 실험에 의해 확인된다. 최대 1 kHz의 입력 신호 주파수에서 의사 CMOS 인버터의 동작 결과를 통하여 내장형 게이트 드라이버의 구현 가능성을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Flexible organic light-emitting diode (OLED) displays with organic thin-film transistors (OTFTs) backplanes have been studied. A gate driver is required to drive the OLED display. The gate driver is integrated into the panel to reduce the manufacturing cost of the display panel and to simplify the module structure using fabrication methods based on low-temperature, low-cost, and large-area printing processes. In this paper, pseudo complementary metal oxide semiconductor (CMOS) logic gates are implemented using OTFTs for the gate driver integrated in the flexible OLED display. The pseudo CMOS inverter and NAND gates are designed and fabricated on a flexible plastic substrate using inkjet-printed OTFTs and the same process as the display. Moreover, the operation of the logic gates is confirmed by measurement. The measurement results show that the pseudo CMOS inverter can operate at input signal frequencies up to 1 kHz, indicating the possibility of the gate driver being integrated in the flexible OLED display.

주제어

표/그림 (13)

그림 Fig. 1 Large-Scale Wall Display of Smart MIRAI House
그림 Fig. 2 Prototype of Flexible OLED Displays with the OTFT Backplane
그림 Fig. 3 Gate Driver Integrated in the m×n OLEDDisplay
그림 Fig. 4 Schematic of Inkjet-printed OTFT Structure
그림 Fig. 5 Transfer Characteristics of OTFT
그림 Fig. 6 Fabrication of pseudo CMOS logic circuits
그림 Fig. 7 Pseudo CMOS Inverter
그림 Fig. 8 Static Characteristics of Pseudo CMOS Inverter
그림 Fig. 9 Dynamic Characteristics of Pseudo CMOS Inverter
그림 Fig. 10 Pseudo CMOS NAND
그림 Fig. 11 Static Characteristics of Pseudo CMOS NAND
그림 Fig. 12 Dynamic Characteristics of Pseudo CMOS NAND
표 Table 1. Comparison of device specifications

AI 본문요약
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문제 정의

This paper is a revised and expanded version of a paper entitled “Design of Logic Gate Using Organic Transistor for Gate Driver of Flexible OLED Displays” presented at the 7th International Conference on Next Generation Computer and Information Technology, Hokkaido, Japan, August 23-25, 2018.

제안 방법

Figure 6(a) shows the layout design of pseudo CMOS logic circuits based on the solution process rule of OTFTs for fabrication. The layout consisted of five layers: the gate, dielectric (including the contact hole layer), S/D, bank, and OSC layers. The layout versus schematic (LVS) was verified.

대상 데이터

Figure 2(b) shows the structure of the OLED display using the color filter (CF) method. The flexible display was constructed with a pixel circuit using OTFTs, white OLEDs, and a CF film (Dai Nippon Printing Co., Ltd.). The colorization of the display was achieved by the CF method that permits the transmission of white light from the OLED through a color filter that can switch between red, green, and blue.

이론/모형

OSCs were applied using the inkjet printing technique. The mobility of the OTFTs formed by coating the OSC solution using inkjet printing was approximately three times larger than that obtained using the solution-shearing method. The flexible OLED display and drive circuits were connected via FPCs.

참고문헌 (28)

A. Yamamura, H. Matsui, M. Uno, N. Isahaya, Y. Tanaka, M. Kudo, M. Ito, C. Mitsui, T. Okamoto, and J. Takeya, "Painting integrated complementary logic circuits for signal-crystal organic transistors : A demonstration of a digital wireless communication sensing tag," Advanced Electronic Materials, vol. 3, no. 7, 2017, Art. no. 1600456.
R. Shiwaku, H. Matsui, K. Nagamine, M. Uematsu, T. Mano, Y. Maruyama, A. Nomura, K. Tsuchiya, K. Hayasaka, Y. Takeda, T. Fukuda, D. Kumaki, and S. Tokito, "A printed organic circuit system for wearable amperometric electrochemical sensors," Scientific Reports, vol. 8, 2018, Art. no. 6368.

상세보기
S. Cho and M. Yokoyama, "Integrated design of low-power adiabatic dynamic CMOS logic using 0.18 ${\mu}m$ standard CMOS model for circadian rhythm OLED illumination system," Int. J. of Control and Automation, vol. 10, no. 11, 2017, pp. 51-60.
C. Dimitrakopoulos and P. Malenfant, "Organic thin film transistors for large area electronics," Advanced Materials, vol. 14, no. 2, 2002, pp. 99-117.

상세보기
T. Someya, Y. Kato, S. Iba, Y. Noguchi, T. Sekitani, H. Kawaguchi, and T. Sakurai, "Integration of organic FETs with organic photodiodes for a large area, flexible, and lightweight sheet image scanners," IEEE Trans. on Electron Devices, vol. 52, no. 11, 2005, pp. 2502-2511.

상세보기
E. Cantatore, T. Geuns, G. Gelinck, E. Veenendaal, A. Gruijthuijsen, L. Schrijnemakers, S. Drews, and D. Leeuw, "A 13.56-MHz RFID system based on organic transponders," IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 42, no. 1, 2007, pp. 84-92.

상세보기
T. Chiba, Y. Pu, and J. Kido, "Organic light-emitting devices with tandem structure," Topics in Current Chemistry, vol. 374, no. 3, 2016, pp. 1-17.

상세보기
D. Yang, H. Sasabe, Y. Jiao, T. Zhuang, Y. Huang, X. Pu, T. Sano, Z. Lu, and J. Kido, "An effective ${\pi}$ -extended squaraines for solution processed organic solar cells with high efficiency," J. of Materials Chemistry A, vol. 4, no. 48, 2016, pp. 18931-18941.

상세보기
T. Huang, K. Fukuda, C. Lo, Y. Yeh, T. Sekitani, T. Someya, and K. Cheng, "Pseudo-CMOS: A design style for low-cost and robust flexible electronics," IEEE Trans. on Electron Devices, vol. 58, no. 1, 2011, pp. 141-150.

상세보기
K. Fukuda, Y. Takeda, Y. Yoshimura, R. Shiwaku, L. T. Tran, T. Sekine, M. Mizukami, D. Kumaki, and S. Tokito, "Fully-printed high-performance organic thin-film transistors and circuitry on one-micron-thick polymer films," Nature Communications, vol. 5, 2014, Art. no. 4147.

상세보기
T. Sekitani, M. Takamiya, Y. Noguchi, S. Nakano, Y. Kato, T. Sakurai, and T. Someya, "A large-area wireless power-transmission sheet using printed organic transistors and plastic MEMS switches," Nature Materials, vol. 6, 2007, pp. 413-417.

상세보기
A. Vornbrock, D. Sung, H. Kang, R. Kitsomboonloha, and V. Subramaian, "Fully gravure and ink-jet printed high speed pBTTT organic thin film transistors," Organic Electronics, vol. 11, no. 12, 2010, pp. 2037-2044.

상세보기
K. Fukuda, Y. Yoshimura, T. Okamoto, Y. Takeda, D. Kumaki, Y. Katayama, and S. Tokito, "Reverse-offset printing optimized for scalable organic thin-film transistors wit submicrometer channel lengths," Advanced Electronic Materials, vol. 1, no. 8, 2015, Art. no. 1500145.
M. Mizukami, S. Oku, S. Cho, M. Tatetsu, M. Abiko, M. Mamada, T. Sakanoue, Y. Suzuri, J. Kido, and S. Tokito, "A solution-processed organic thin-film transistor backplane for flexible multiphoton emission organic light-emitting diode displays," IEEE Electron Device Letters, vol. 36, no. 8, 2015, pp. 841-843.

상세보기
Y. Pu, T. Chiba, K. Ideta, S. Takahashi, N. Aizawa, T. Hikichi, and J. Kido, "Fabrication of organic light-emitting devices comprising stacked light-emitting units by solution-based processes," Advanced Materials, vol. 27, no. 8, 2015, pp. 1327-1332.

상세보기
M. Mizukami, S. Cho, K. Watanabe, M. Abiko, Y. Suzuri, S. Tokito, and J. Kido, "Flexible organic light-emitting diode displays driven by inkjet printed high mobility organic thin film transistors," IEEE Electron Device Letters, vol. 39, no. 1, 2018, pp. 39-42.

상세보기
S. Cho, S. Yeo, S. Kim, and M. Yokoyama, "Optimization of control block of 3-bit PWM using adiabatic dynamic CMOS logic for OLED illumination system based on internet of things service," Int. J. of Smart Home, vol. 10, no. 9, 2016, pp. 317-328.

상세보기
N. Noda, N. Kobayashi, M. Katsuhara, A. Yumoto, S. Ushikura, R. Yasuda, N. Hirai, G. Yukawa, I. Yagi, K. Nomoto, and T. Urabe, "An OTFT-driven rollable OLED display," J. of the Society for Information Display, vol. 19, no. 4, 2011, pp. 316-322.

상세보기
W. Wu, L. Zhang, Z. Xu, L. Zhou, H. Tao, J. Zou, M. Xu, L. Wang, and J. Peng, "A high-reliability gate driver integrated in flexible AMOLED display by IZO TFTs," IEEE Trans. on Electron Devices, vol. 64, no. 5, 2017, pp. 1991-1996.

상세보기
L. Dulau, S. Pontarollo, A. Boimond, J. Garnier, N. Giraudo, and O. Terrasse, "A new gate driver integrated circuit for IGBT devices with advanced protections," IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 21, no. 1, 2006, pp. 38-44.
S. Cho and M. Mizukami, "Design of shift register using organic thin film transistor for gate driver of flexible organic light-emitting diode displays," Int. J. of Advanced Science and Technology, vol. 111, 2018, pp. 147-156.

상세보기
K. Mizuuchi, H. Kawasato, M. Takeuchi, S. Inaba, and T. Teramoto, "High-resolution cardo polymer dielectric 'VPA-series'," In Proc. 52nd Electronic Components and Technology Conference, San Diego, USA, May 2002, pp. 28-31.
Y. Kimura, T. Nagase, A. Hamaguchi, Y. Ikeda, T. Shiro, K. Takimiya, and H. Naito, "Soluble organic semiconductor precursor with specific phase separation for high-performance printed organic transistors," Advanced Materials, vol. 27, no. 4, 2015, pp. 727-732.

상세보기
R. Shiwaku, Y. Takeda, T. Fukuda, K. Fukuda, H. Matsui, D. Kumaki, and S. Tokito, "Printed 2 V-operating organic inverter arrays employing a small-molecule/polymer blend," Scientific Reports, vol. 6, 2016, Art. no. 34723.

상세보기
Y. Takeda, Y. Yoshimura, Y. Kobayashi, D. Kumaki, K. Fukuda, and S. Tokito, "Integrated circuits using fully solution-processed organic TFT devices with printed silver electrodes," Organic Electronics, vol. 14, no. 12, 2013, pp. 3362-3370.

상세보기
Q. Zhao, W. Sun, J. Zhao, L. Feng, X. Xu, W. Liu, X. Guo, Y. Liu, and H. Yang, "Noise Margin, Delay, and Power Model for Pseudo-CMOS TFT Logic Circuits," IEEE Trans. on Electron Devices, vol. 64, no. 6, 2017, pp. 2635-2642.

상세보기
K. Hayasaka, H. Matsui, Y. Takeda, R. Shiwaku, Y. Tanaka, T. Shiba, D. Kumaki, and S. Tokito, "Compact organic complementary D-type flip-flop circuits fabricated with inkjet printing," Advanced Electronic Materials, vol. 3, no. 9, 2017, Art. no. 1700208.

상세보기
M. Uno, N. Isahaya, B. Cha, M. Omori, A. Yamamura, H. Matsui, M. Kudo, Y. Tanaka, Y. Kanaoka, M. Ito, and J. Takeya, "High-yield, highly uniform solutionprocessed organic transistors integrated into flexible organic circuits," Advanced Electronic Materials, vol. 3, no. 1, 2017, Art. no. 1600410.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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