• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.13 no.3
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• pp.99-102
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• 2004

In this work the electrical characteristics of organic thin film transistors with the surface-treated organic gate insulator have been studied. For the surface treatment of gate dielectric, Ar plasma was used. Pentacene and PVP were used as active and dielectric layers respectively. Pentacene was thermally evaporated in vacuum at a pressure of about $10^{-6}$ Torr and at a deposition rate of 0.5 $\AA$/sec. PVP was spin coated and cured at $100^{\circ}C$. before pentacene deposition. organic thin film transistors with surface-treated gate insulators have provided improved operation characteristics.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.108.1-108.1
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• 2012

높은 균일도의 대면적 OLED 조명을 만들기 위해서는 보조배선이 필요하다. 이 때 보조배선이 노출되면 보조배선에서 발생하는 누설전류로 인하여 디바이스가 효율적으로 구동이 되지 않는다. 그래서 누설전류를 막기 위하여 절연층을 사용하게 된다. 본 연구에서는 그라비아 오프셋 프린팅 방식으로 절연층을 형성 하였다. 그라비아 오프셋 프린팅 방식은 포토리소그래피 공법에 비해 공정이 간단하여 제작비용이 낮아지고, 친환경적인 이점이 있다. 절연층 재료로는 PVP 유기 절연체를 사용하였다. 이 PVP 유기 절연체는 PVP Poly-4-vinylphenol, Propylene glycol monomethyl ether acetate, 그리고 Poly(melamineco-formaldehyde) metylate 재료들을 적절한 비율로 혼합하여 제작하였다. 제작된 용액은 최대 1840cps의 점도를 가지고 있다. 이 PVP용액으로 인쇄 테스트를 진행하였다. 일반적으로 그라비아 오프셋 프린팅 방식에서는 고점도 재료가 사용되지만, 이 PVP용액은 낮은 점도에서도 프린팅이 잘 되는 것을 확인 할 수 있었다. 재료의 열처리는 $100^{\circ}C$에서 10분 건조 후 $200^{\circ}C$에서 15분의 큐어링을 진행하였다. 인쇄에 사용한 패턴의 선폭은 50um~100um로 구현하였으며, 약 120cps의 점도에서 선폭 및 해상도가 패턴과 가장 유사하게 나타났다. 인쇄 후의 절연층은 최종적으로 약 1um의 두께와 낮은 접촉각을 형성하였다. 누설전류는 전압 20V인가시 0.12pA/$cm^2$의 값을 가진다. 이 결과는 동일 두께의 스핀코팅과 비슷하였다. 우리는 이 결과값을 토대로 보조배선과 PVP 유기 절연층을 그라비아 오프셋 프린팅 방식으로 인쇄 한 OLED 조명을 제작하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.74-75
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• 2007

최근에는 휴대성과 유연성이 뛰어난 다목적 디스플레이의 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이러한 기술의 핵심 능동소자로서 저비용, 대면적의 응용, 휘어짐 등의 장점을 가지는 유기박막 트랜지스터(Organic Thin Film Transistors)가 널리 연구되고 있다. 본 연구에서는 기존에 문제시 되는 유기 절연체의 저유전상수와 높은 누설전류를 보완하기 위하여 나노복합 (nanocomposite) 게이트 절연체에 대한 연구를 수행하였다. 기존의 유기물 절연체가 가지는 문제점인 높은 누설전류 특성을 보완하기 위하여 높은 전기적 절연성과 고유전상수를 가지는 알루미나 ($Al_2O_3$)의 나노입자와 유기절연체의 나노복합체 박막을 형성시키고 이를 적용한 결과 게이트 누설전류를 억제시키어 소자의 특성을 향상시킬 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.473-473
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• 2013

전자종이, 입을 수 있는 디스플레이, 플렉서블 터치 스크린, 투과성 면 등과 같은 차세대 플렉서블 투명 전자소자는 기계적으로 유연하고 광학적으로 투명하며 무게가 가벼운 특성을 지녀야 할 것으로 예상된다. 현재까지는Indium tin oxide (ITO), zinc tin oxide (ZTO), carbon nano tube (CNT)와 polyimide 계열의 물질들이flexible, wearable, and transparent electronics (FWTEs) 소자의 electrode, active channel, dielectric layers로 제안되어 활발히 연구되었다. 최근에는 높은 이동도(~200,000 cm2/Vs) 및 유연성(fracture strain of 30%), 투명도 (97.5% for monolayer)와 같은 특성을 갖는 그래핀에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 그래핀을 차세대 플렉서블 투명 전자소자 구현에 적용하기 위해서는 플렉서블하고 투명한 절연체의 확보 및 그래핀의 진성(intrinsic) 특성 유지 등과 같은 문제점들을 해결해야 한다. 따라서, 본 연구팀에서는 그래핀 기반 플렉서블 투명 전자소자의 게이트 절연층으로 적합한 poly-4-vinylphenol/poly (melamineco-formaldehyde) (PVP/PMF) 물질을 제시하고 이에 대한 전기적 재료적 분석을 수행하였다. 특히 다양한 PVP와 PMF의 비율 및 가열(annealing 혹은 curing) 온도에서 형성된 PVP/PMF 층의 화학 및 전기적 특성을 FT-IR, I-V, 그리고 C-V 측정을 통해 확인하였다. PVP/PMF는 유기절연 물질의 하나로서 높은 유연성과 투명도를 갖고 있을 뿐만 아니라 그래핀에 적용 시 그래핀의 진성 특성을 확보할 수 있다. 이는 PVP/PMF에 존재하는 hydroxyl (-OH) 그룹과 그래핀 상에서 정공(hole)을 공급하는 것으로 알려져 있는 -OH 그룹들간의 cross-linking 메커니즘에 의한 것으로 예상된다. 마지막으로 최적화된 PVP/PMF (낮은 hysteresis 전압)를 게이트 절연층에 적용하여 polyethylene terephthalate (PET) 기판 및 연구원의 손가락 위에 95.8%의 투명도 및 0에 가까운 Dirac point를 갖는 그래핀 기반 플렉서블 투명 전자소자를 성공적으로 집적하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1313-1314
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• 2007

This paper presents organic thin-film transistors (OTFTs) with poly(3-hexylthiophene)(P3HT) semiconductor and several polymeric dielectric materials of poly(vinyl phenol)(PVP), poly(vinyl alcohol)(PVA), and polyimide(PI) by using soluble process. The fabricated OTFT's have inverted staggered structure using transmission line method(TLM) pattern. In order to evaluate the electrical characteristics of the OTFT, capacitance-voltage(C-V) and current-voltage(I-V) were measured. C-V graphs were measured at several frequencies of 100 Hz, 1 kHz, and 1 MHz and ID-VDS graphs according to $V_{GS}$. The current on/off ratio and threshold voltage with each of PVP, PVA, and PI based OTFTs were measured to $10^3$, and -0.36, -0.41, and -0.62 V. Also, the calculated mobility with each of PVP, PVA, and PI was 0.097, 0.095, and 0.028 $cm^{2}V^{-1}s^{-1}$, respectively. In the cases of PVP and PVA, the hole mobility of P3HT was in excellent agreement with the published value of 0.1 $cm^{2}V^{-1}s^{-1}$.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.24 no.1
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• pp.12-16
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• 2011

In this study, we fabricated the flexible pentacene TFTs with the polymer gate dielectric and contact printing method by using the silver nano particle ink as a source/drain material on plastic substrate. In this experiment, to lower the cross-linking temperature of the PVP gate dielectric, UV-Ozone treatment has been used and the process temperature is lowered to $90^{\circ}C$ and the surface is optimized by various treatment to improve device characteristics. We tried various surface treatments; $O_2$ Plasma, hexamethyl-disilazane (HMDS) and octadecyltrichlorosilane (OTS) treatment methods of gate dielectric/semiconductor interface, which reduces trap states such as -OH group and grain boundary in order to improve the OTFTs properties. The optimized OTFT shows the device performance with field effect mobility, on/off current ratio, and the sub-threshold slope were extracted as $0.63cm^2 V^{-1}s^{-1}$, $1.7{\times}10^{-6}$, and of 0.75 V/decade, respectively.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.25 no.3
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• pp.388-394
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• 2008

본 논문에서는 용액 공정을 이용한 고분자 절연층을 갖는 top-gate 구조의 펜타센 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)의 특성을 연구하였다. Top-gate 구조의 펜타센 TFT 제작에 앞서 유기 반도체인 펜타센의 결정성 성장을 돕기 위해서 가교된 PVP (cross-linked poly(4-vinylphenol))를 유리 기판 상에 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후, 노광 공정을 통해 니켈/은 구조를 갖는 채널 길이 $10{\mu}m$의 소오스, 드레인 전극을 형성하였다. 그리고 열 증착을 이용하여 60 nm 두께의 펜타센 층을 성막하였고, 고분자 절연체로서 PVA(polyvinyl alchol) 또는 가교된 PVA를 용액공정인 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후 열 증착으로 알루미늄 게이트 전극을 성막하였다. 이로써 제작된 소자들의 전기적 특성을 확인한 결과 가교된 PVA를 사용한 펜타센 TFT 보다 PVA를 게이트 절연체로 사용한 소자가 전기적 특성이 우수한 것으로 관찰되었다. 이는 PVA의 가교 공정에 의한 펜타센 박막의 성능 퇴화에 기인한 것으로 사료된다. 실험 결과 $0.9{\mu}m$ 두께의 PVA 게이트 절연막을 사용한 top-gate 구조의 펜타센 TFT의 전계 효과 이동도와 문턱전압, 그리고 전류 점멸비는 각각, 약 $3.9{\times}10^{-3}\;cm^2/Vs$, -11.5 V, $3{\times}10^5$으로써 본 연구에서 제안된 소자가 용액 공정형 top-gate 유기 TFT 소자로서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.380-380
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• 2013

본 논문에서는 외기 환경 요인 중에서 H2O와 O2의 영향으로 성능이 저하되는 유기박막트랜지스터(OTFT)의 수명시간 향상을 위하여 필요한 passivation layer의 효과에 대하여 알아 보았다. OTFT에 기존의 액상 공정이나 증착 공정으로 단일 passivation layer또는 다층 passivation layer를 형성하는 방식과는 다르게 향후에 산업 전반에 적용이 기대되는 것을 고려하여 제작 공정의 간편성을 위하여 film 형태로 되어 있는 열경화성 epoxy resin film으로 passivation layer를 구현하는 방법을 사용하여 OTFT의 storage stability를 평가하였다. passivation layer가 없는 OTFT와 열경화성 epoxy resin film으로 passivation된 OTFT의 전기적 특성이 서로 비교 평가되었으며 또한 30일 동안 온도 $25^{\circ}C$ 상대습도 40%의 환경을 갖는 Desicator 안에서 소자를 보관하여 시간에 따른 전기적 특성 변화를 검증하여 epoxy resin film의 passivation layer으로의 적용가능성을 검증하였다. 결과적으로 30일 후의 passivation layer가 없는 OTFT의 전기적 특성은 매우 낮게 떨어진 반면에 epoxy resin film으로 passivation layer가 구현된 OTFT의 mobility는 $0.060cm^2$/Vs, VT는 -0.18 V, on/off ratio는 $3.7{\times}10^3$으로 초기의 소자 특성이 잘 유지되는 결과를 얻었다. OTFT는 Flexible한 polyethersulfone (PES)기판에 게이트 전극이 하부에 있는 Bottom gate 구조로 제작되었고 채널 형성을 위한 유기반도체 재료로 6,13-bis (triisopropylsilylethynyl) (TIPS) pentacene이 사용되었고 spin coating된 Poly-4-vinylphenol (PVP)가 게이트 절연체로 사용되었다. 이때 Au전극은 Shadow mask를 이용하여 증착하였다. 또한 OTFT의 채널 길이 $100{\mu}m$, 채널 폭 $300{\mu}m$의 영역에 Drop casting법을 사용하여 채널을 형성하였다. 물리적 특성은 scanning electron microscopy (SEM), scanning probe microscopy (SPM), x-ray diffraction (XRD)를 사용하여 분석하였고, 전기적 특성은 Keithley-4200을 사용하여 추출하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.42 no.12
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• pp.13-18
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• 2005

In this paper, we fabricated a pixel array in which each pixel was consisted of Organic Thin Film Transistor (OTFT) serially connected with Organic Light Emitting Diode (OLED) on Poly-ethylene-terephthalate (PET) substrate and the number of pixels was 64 x 64. As a gate insulator of OTFT, the thermally cross-linked PVP was used and the organic semiconductor, Pentacene, is deposited for an active layer of OTFT considering the compatibility with PET substrate. The mobility of OTFT is $1.0\;cm^2/V{\cdot}sec$ as a discrete device, but it was reduced to $0.1\~0.2\;cm^2/V{\codt}sec$ in the array. We analyzed the operation of the array and confirmed the current driving ability of OTFTs for the OLEDs.