초록 ▼

연구의 목적 및 내용

플렉시블 디스플레이의 핵심소재인 유기박막트랜지스터의 상용화를 위하여 인쇄공정을 통한 유기반도체, 전극, 고분자 절연층 및 보호피막층 제작기술을 개발하고자 하였다. 용액의 점도, 용매 끓는점 조절 등을 통하여 인쇄된 박막의 분해능 및 접촉저항 등의 변화에 대하여 체계적으로 연구하였다. 또한 소자의 전기적 안정성 향상을 위해 전압 인가에 따른 소자 성능 감소에 대한 원인 및 메커니즘을 규명하고 이를 바탕으로 전 인쇄공정을 통한 소프트 전자 소자를 개발하였다.

연구결과

인쇄공정

연구의 목적 및 내용

플렉시블 디스플레이의 핵심소재인 유기박막트랜지스터의 상용화를 위하여 인쇄공정을 통한 유기반도체, 전극, 고분자 절연층 및 보호피막층 제작기술을 개발하고자 하였다. 용액의 점도, 용매 끓는점 조절 등을 통하여 인쇄된 박막의 분해능 및 접촉저항 등의 변화에 대하여 체계적으로 연구하였다. 또한 소자의 전기적 안정성 향상을 위해 전압 인가에 따른 소자 성능 감소에 대한 원인 및 메커니즘을 규명하고 이를 바탕으로 전 인쇄공정을 통한 소프트 전자 소자를 개발하였다.

연구결과

인쇄공정을 통한 유기박막트랜지스터 제작을 위한 세부 연구 내용은 다음과 같다.
1) 기개발된 유기반도체 인쇄공정 최적화
2) 소스 드레인 전극 전구체 용액과 저온 인쇄공정 기반 소스 드레인 전극 개발 및 최적화
3) 유기박막트랜지스터의 전압 인가 시 안정성 확보
4) 자외선을 이용한 무기물 기반의 용액공정용 보호피막층 제조

유기박막트랜지스터의 구성 요소인 유기반도체, 전극, 절연층, 보호막 분야에 대해 각각의 우수한 성능과 신뢰성에 관한 문제점을 분석 및 해결하고, 공정상의 이점을 살리기 위한 적절한 물질 개발 및 물성 조절을 통해 전용액공정 고성능 유기박막트랜지스터의 제작에 한 걸음 다가섰다. 특히 인쇄공정 방법을 통해 유기박막트랜지스터를 제작하여 대면적 소자 제작이 가능하고 저렴한 비용이 드는 효율적인 소자 제작 방법을 제시하였다. 아울러 유기박막트랜지스터 성능 저하의 원인이 되는 트랩 형성 및 작동 메커니즘에 관해 분석하고, 이를 해결하기 위해 표면처리 등의 방법으로 장수명의 안정적으로 구동 가능한 유기박막트랜지스터 소자를 구현 하였다.

연구결과의 활용계획

본 연구를 통하여 유기반도체의 전기전도성 및 산화 안정성 확보, 유기 반도체/절연층 계면에 생기는 트랩(trap)의 근원과 종류 등을 분석, 수분과 산소를 차단할 수 있는 용액공정 보호피막층을 개발하여 유기전자 분야의 학문 발전 뿐 아니라 플렉시블 디스플레이 산업의 상용화에 기여할 수 있을 것이라 기대됨.
차세대 플렉시블, 웨어러블 형태의 디스플레이 구현을 위해 저비용․대면적화가 가능한 프린팅, 스프레이 코팅, 그라비아 코팅 등의 다양한 인쇄공정을 도입하고, 이를 통하여 제작된 소자의 안정성 및 재현성을 확보할 것임.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose & contents

For its commercialization of organic thin-film transistor (OTFT), most important device for flexible display, was manufactured by printing process of organic semiconductor, electrode, polymer dielectric, and passivation layer. The study was based on optimization of printed

Purpose & contents

For its commercialization of organic thin-film transistor (OTFT), most important device for flexible display, was manufactured by printing process of organic semiconductor, electrode, polymer dielectric, and passivation layer. The study was based on optimization of printed layer characteristics through ink properties control. Also, the electrical stability of device was analyzed about device performance decreasing phenomena.

Result

1) Optimization of organic semiconductor printing process
2) Development of printed source drain electrodes
3) Reliability of gate voltage controlled organic thin film transistor
4) Development of solution-processed passivation layers via UV-irradiation

We studied on performance and degradation problems in the field of organic thin film transistors (OTFTs) consisting of organic semiconductor, electrodes, dielectrics, and passivation films, which bring us a step closer towards the development of all solution-processable OTFTs having a long-term stability. A variety of printing processes was utilized as an efficient fabrication method for large-area and low-cost OTFTs. Moreover, we investigated the trap formation mechanism at the electrode-semiconductor and dielectric-semiconductor interfaces which induced device degradation, and introduced surface modifying layers to fabricate long-term stable OTFTs.

Expected Contribution

Flexible display have been received great attention as a strategic-based technology for next-generation planar display application aimed at realizing ubiquitous networking. Because they had a great potential for the application of electronic paper, smart card, PDA, notebook PC, and such a diagonostic medical equipments. Therefore their total market size is expected to reach $1.9 billion until 5 years. Our work suggests the theoretical results and processing condition of printing-processed organic thin film transistors through analyzing the interface interactions among semiconductor, electrode, dielectric, and passivation, thereby contributing to the development of better understanding of organic electronics and their commercialization.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 23
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 27
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 29
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 30
• 8. 참고문헌 ... 31
• 9. 연구성과 ... 32
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 52
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 52
• 별첨1 대 표 연 구 실 적 ... 54
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 69
• 끝페이지 ... 89