Amorphous In-Ga-Zn-O (a-IGZO) thin film transistors (TFTs) with a coplanar structure were fabricated to investigate the feasibility of their potential application in large size organic light emitting diodes (OLEDs). Drain currents, used as functions of the gate voltages for the TFTs, showed the output currents had slight differences in the saturation region, just as the output currents of the etch stopper TFTs did. The maximum difference in the threshold voltages of the In-Ga-Zn-O (a-IGZO) TFTs was as small as approximately 0.57 V. After the application of a positive bias voltage stress for 50,000 s, the values of the threshold voltage of the coplanar structure TFTs were only slightly shifted, by 0.18 V, indicative of their stability. The coplanar structure TFTs were embedded in OLEDs and exhibited a maximum luminance as large as 500 nits, and their color gamut satisfied 99 % of the digital cinema initiatives, confirming their suitability for large size and high resolution OLEDs. Further, the image density of large-size OLEDs embedded with the coplanar structure TFTs was significantly enhanced compared with OLEDs embedded with conventional TFTs.

휘어지며 투명한 전자기기의 개발을 위해서 최근 유기반도체, 탄소기반 나노소재, 금속산화물 반도체등의 다양한 신소재 반도체 개발에 대한 연구가 관심을 받으며 지속적으로 발전하고 있다. 그러나, 이러한 신소재 반도체 기술의 꾸준하고 지속적인 발전에도 불구하고 트랜지스터를 구성하는 주요 소재중 하나인 유전체에 대한 연구는 반도체의 개발속도에 크게 미치지 못하여, 기계적인 휘어짐의 특성을 갖추고, 높은 캐패시턴스와 좋은 누전전류 특성을 갖는 새로운 유전체 개발에 대한 요구가 지속적으로 커지고 있다. 이에 본 연구는 저전압에서 구동 가능한 박막트랜지스터를 위한 유기-무기 하이브리드소재 박막을 개발하며 이를 저전압 구동이 가능한 유기박막트랜지스터에 적용하였다. 상대적으로 높은 유전상수를 갖는 염화하프늄 (HfO2)과 소수성기를 갖고 있으며 금속산화물과 공유결합이 가능한 실란산 기반의 유기물 (octadecyltrimethoxysilane)을 혼합한 전구체 용액을 합성하며 상대적으로 낮은 온도에서 열처리를 통해 얻을 수 있었다. 제조된 하이브리드 게이트 유전체 박막은 우수한 절연 및 유전체 특성과 함께 소수성 표면 특성을 가질 수 있었고 펜타센 유기박막트랜지스터로 응용하여 저전압에서 구동이 되며 우수한 트랜지스터 성능을 갖는 소자를 개발하였다.

We analysed interfacial traps in organic thin-film transistors (TFTs) in which pentacene and 6,13-bis(triisopropylsilylethynyl)-pentacene (TIPS-pentacene) organic semiconductors were deposited by means of vacuum-thermal evaporation and drop-coating methods, respectively. The thermally-deposited pentacene film consists of dentritic grains with the average grain size of around 1 ?m, while plate-like crystals over a few hundred microns are observed in the solution-processed TIPS-pentacene film. From the transfer characteristics of both TFTs, lower subthreshold slope of 1.02 V/decade was obtained in the TIPS-pentacene TFT, compared to that (2.63 V/decade) of the pentacene transistor. The interfacial trap density values calculated from the subthreshold slope are about 3.4×1012/cm2 and 9.4×1012/cm2 for the TIPS-pentacene and pentacene TFTs, respectively. Herein, lower subthreshold slope and less interfacial traps in TIPS-pentacene TFTs are attributed to less domain boundaries in the solution-processed TIPS-pentacene film.

유기 박막 트랜지스터 (organic thin-film transistors; OTFTs)는 유기 반도체 그리고 디스플레이와 같은 분야에 그들의 잠재적인 응용 가능성 때문에 많은 주목을 받고 있다. 하지만 급격한 산화 혹은 낮은 전기 이동도와 같은 단점으로 인하여 n-형 물질은 p-형 물질에 비해서 상대적으로 많은 연구가 진행되지 못한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 n-형 반도체 물질인 [6,6]-phenyl-C61-butyricacidmethylester (PCBM)과 Poly(4-vinylphenol) (PVP)을 유기 절연막으로 이용하여 o-dichlorobenzene, toluene and chloroform과 같은 다양한 유기 용매를 사용한 플라스틱 기판에 유기트랜지스터를 제작하였고 유기 용매가 ODCB 경우 전계 효과 이동도는 약 0.034 cm2/Vs 그리고 점멸비(on/off ratio)는 ~1.3×105 으로 향상 되었다. 다양한 유기 용매의 휘발성에 따라서 PCBM TFT의 전기적 특성에 미치는 영향을 규명하였다.

본 논문은 메탈 이중층 전극을 이용한 유기 박막 트랜지스터를 제작하여 Au나 Ag 금속만으로 제작한 일반적인 유기 박막 트랜지스터와의 전기적 특성을 비교하였다. 전기적 특성에서 게이트 절연층은 높은 K 값을 갖는 Al2O3를 사용하였고, 유기 반도체층은 펜타센을 사용하였다. 본 실험에서 제작한 유기 박막 트랜지스터는 1.6 × 10-1 cm2의 포화영역 이동도를 얻을 수 있었으며, 또한 드레인 전압을 -5V로 하고, 게이트 전압을 3 V에서 -10 V 까지 인가하였을 때 3×105의 전멸 비를 얻을 수 있었다.