보호막 형성용 조성물 및 이에 의한 보호막을 포함한유기박막 트랜지스터 document_id A220623047767

최근 기능성 전자소자 및 광소자 등 광범위한 분야에서, 새로운 전기전자 재료로서 섬유나 필름 형태로 성형이 용이하고 유연하며 전도성과 저렴한 생산비를 이유로 고분자 재료에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 전도성 고분자를 이용한 소자 중에서, 유기박막 트랜지스터는 인쇄 기술과 같은 간단한 기술에 의해 제조가 가능하여 제조비용이 저렴할 뿐만 아니라, 플렉서블 기판들(flexible substrates)과의 처리 및 호환성이 양호한 이점이 있기 때문에 전세계적으로 활발하게 연구되고 있다. 현재 유기박막 트랜지스터는 능동형 디스플레이의 구동소자, 스마트 카드(smart card)와 인벤토리 택(inventory tag)용 플라스틱 칩에 그 활용이 예상되고 있다. 이러한 유기박막트랜지스터 소자는 최종적으로 보호층을 형성하여 산소나 수분 같은 외기로부터 유기반도체층을 보호하는 것이 필수적이다. 현재 유기박막 트랜지스터의 보호층으로 사용될 수 있는 효과적인 방법은 없는 상황이다. SiNx, SiOx 등의 무기막을 CVD나 스퍼터링법으로 성막하는 시도는 있으나 이러한 방법은 막질이 우수하나, 유기반도체의 계면 특성이 저하되고, 용액 공정에 의한 패턴형성이 어렵고, 또한 진공 및 고온 공정에 문제점이 있는데, 특히 활성 기체나 플라즈마에 의해 유기 반도체 활성층이 심각한 열화 현상을 보여 유기박막 트랜지스터의 성능이 급격히 저하된다. 폴리이미드, BCB(benzocyclobutene), 포토아크릴(Photoacryl) 등이 유기 보호막으로의 이용이 시도되었으나, 열처리 온도가 150℃ 이상이므로 유기 활성층이 온도에 의해 급격한 열화 현상을 보이므로 유기박막 트랜지스터의 보호막으로는 효과적인 방법이 아니다. 특히 유기막을 이용한 유기박막 트랜지스터의 보호층 성막에 있어 가장 큰 문제점은 성막하고자 하는 물질이 유기 활성층 위에 직접적으로 접촉하게 되어 유기용매에 의한 유기 반도체 활성층의 열화가 촉진된다는 것이다. 유기막을 이용하여 효과적으로 보호층을 형성한 예는 Penn. state Jackson 교수팀이 PVA(polyvinyl alcohol)를 사용하여 시도한 예가 있다. 그러나 그것의 경우 주된 목적은 유기 반도체 활성층으로 사용되는 펜타센을 패터닝하기 위한 방법으로 사용되었으며 공정 후 이동도가 1/3로 급격히 감소되는 결과를 보였다(Solid-State Electronics 47(2003) 297-301). 따라서, 상기와 같은 기존에 시도된 유기막 및 무기막을 보호층으로 형성하는 경우 유기박막 트랜지스터의 초기 성능을 유지할 수 있는 것에 한계가 있다.