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KR101006893B1 - 유연성 유기박막 트랜지스터 및 그 제조방법 - Google Patents

유연성 유기박막 트랜지스터 및 그 제조방법 Download PDF

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Publication number
KR101006893B1
KR101006893B1 KR1020080039122A KR20080039122A KR101006893B1 KR 101006893 B1 KR101006893 B1 KR 101006893B1 KR 1020080039122 A KR1020080039122 A KR 1020080039122A KR 20080039122 A KR20080039122 A KR 20080039122A KR 101006893 B1 KR101006893 B1 KR 101006893B1
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South Korea
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thin film
film transistor
organic thin
manufacturing
insulating layer
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김재영
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강휘원
임채민
정경환
김정혜
송영관
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(주) 파루
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Abstract

본 발명은 플렉서블 유기박막 트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게 본 발명의 플렉서블 유기박막 트랜지스터의 제조방법은 a) 그라비아 프린팅을 이용하여 절연 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; b) 그라비아 프린팅을 이용하여 상기 게이트 전극을 감싸는 절연층을 형성하는 단계; c) 상기 절연층 상부에 서로 이격된 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 d) 상기 소스와 드레인 전극 사이에 존재하는 절연막 상부에 유기 활성층을 형성하는 단계;를 포함하여 수행되며, 상기 a) 단계 및 b) 단계가 그라비아 프린터를 이용한 연속 공정인 특징이 있다.
본 발명의 플렉서블 유기박막 트랜지스터의 제조방법은 저온 및 상압 공정이며, 연속공정으로 유기박막 트랜지스터가 제조되는 장점이 있으며, 에칭이나 리쏘그라피등을 사용하지 않고 완전한 인쇄공정에 의해 유기박막 트랜지스터가 제조되는 장점이 있으며, 그 제조방법이 간단하고, 공정에 소요되는 시간이 매우 짧으며, 다양한 구조의 다운 게이트형 트랜지스터를 용이하게 제조할 수 있으며, 높은 생산성 및 비용절감의 장점이 있다.
유기박막트랜지스터, 그라비아, 인쇄, 플렉서블, 다운 게이트형

Description

유연성 유기박막 트랜지스터 및 그 제조방법{Flexible Organic Thin Film Transistor and the Fabrication Method Thereof}
본 발명은 유기 활성층에 수직 전계를 형성시키며 상기 유기 활성층과 절연층으로 절연된 게이트 전극 및 상기 유기 활성층에 수평 전계를 형성시켜 상기 유기 활성층에 채널 전하를 공급 및 소모하는 소스/드레인 전극을 포함하는 다운 게이트 구조의 유기박막 트랜지스터의 제조방법으로, 단일한 그라비아 프린터를 이용하여 게이트 전극 및 절연층을 연속적으로 형성하고, 잉크젯 프린팅을 이용하여 소스/드레인 전극 및 유기 활성층을 형성하는 연속공정 및 완전한 인쇄공정에 의한 유연성 유기박막 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다.
유기 박막 트랜지스터용의 소재로 가장 널리 사용되는 진공 증착형 비정질 실리콘을 대체하기 위한 연구 중 단결정, 박막 증착된 유기반도체, 고분자 반도체소재의 경우 많은 성능의 향상이 보고되어 디스플레이 소자, 센서, 정보태그, 스마트미디어 등 다양한 응용분야에 대한 관심이 고조되고 있다.
더욱이 기존의 무기 반도체 재료는 고온 및 고진공 공정과 복잡한 패턴 공정 이 요구되는 반면, 저온 및 저비용 공정이 가능한 플렉서블한 유기 반도체 재료가 주목을 받고 있다.
최근 이러한 유기 반도체 재료를 이용하여 전자식별태그(RFID), 전자신문, 스마트카드, 일회용 전자 종이와 같은 유연성과 저가의 전자제품분야에 응용될 것으로 예상되어 진다. 그러므로 이러한 유연성과 저가의 비용으로 만들기 위해서는 저온 및 상압에서 연속공정으로 저전압의 유기 박막 트랜지스터를 제조하여야 한다.
이러한 유기 박막 트랜지스터의 성능은 응답 속도 및 소모 전력을 결정하는 전계 이동도, 점멸비, 문턱전압(threshold voltage), SS(Subthreshold Slope) 등으로 평가하고 있으며, α-Si TFT의 성능에 접근하고 있다. 또한 유기 박막 트랜지스터의 성능은 유기 활성층의 결정도, 기판과 유기 활성층 계면의 전하 특성, 소스/드레인 전극과 유기 활성층 계면의 캐리어 주입능력 등에 좌우된다. 오늘날 이러한 특성을 개선하기 위하여 여러 가지 방법이 시도되고 있다(국제공개특허 WO2003-041186, 국제공개특허 WO2003-074601, 대한민국공개특허 2006-0064987, 일본공개특허2007-305950, 일본공개특허 2005-509299)
본 발명의 목적은 본 발명의 목적은 그라비아 프린팅을 이용하여 연속 공정을 통해 게이트 전극 및 절연층을 형성하는 유기 박막 트랜지스터의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 유기 박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 게이트 전극, 절연층, 소스/드레인전극, 유기 활성층의 구성요소를 포함하는 유기 박막 트랜지스터에서, 상기 모든 구성요소가 인쇄 공정에 의해 제조되는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법 및 이에 따라 제조된 유기 박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그라비아 프린팅을 위한 절연 잉크에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 유기 박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그라비아 프린팅을 이용하여 연속 공정으로 제조된 게이트 전극 및 절연층이 형성되고, 잉크젯 프린팅을 이용한 드레인/소스전극 및 유기 활성층이 형성되는 유기 박막 트랜지스터의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 유기 박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적 완전한 인쇄 방식을 이용하여 ,상온 및 상압에서 높은 생산성을 가지며, 생산비용의 절감과 실용화가 가능한 유기 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 유기 활성층에 수직 전계를 형성시키며 상기 유기 활성층과 절연층으로 절연된 게이트 전극 및 상기 유기 활성층에 수평 전계를 형성시켜 상기 유기 활성층에 채널 전하를 공급 및 소모하는 소스/드레인 전극을 포함하는 다운 게이트 구조의 유기박막 트랜지스터의 제조방법으로, 절연 기판 상에 상기 게이트 전극 및 상기 절연층이 그라비아 프린팅에 의해 연속 공정으로 제조되는 특징을 갖는다.
상세하게 본 발명에 따른 다운 게이트 구조의 유기 박막 트랜지스터의 제조방법은 a) 그라비아 프린팅을 이용하여 절연 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; b) 그라비아 프린팅을 이용하여 상기 게이트 전극을 감싸는 절연층을 형성하는 단계; c) 상기 절연층 상부에 서로 이격된 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및 d) 상기 소스와 드레인 전극 사이에 존재하는 절연막 상부에 유기 활성층을 형성하는 단계;를 포함하여 제조되며, 상기 a) 단계의 게이트 전극과 상기 b) 단계의 절연층의 적층구조는 그라비아 프린터를 이용한 연속 공정에 의해 제조되는 특징이 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 유기 박막 트랜지스터의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 유기 박막 트랜지스터의 구조를 도시한 도면의 일 예로, 절연기판(110) 상부로 게이트 전극(120)이 형성된 바텀 게이트 구조를 가지며, 유기 활성층(160)에 수직 전계를 형성시키며 상기 유기 활성층(160)과 절연층(130)으로 절연된 게이트 전극(120) 및 상기 유기 활성층(160)에 수평 전계를 형성시켜 상기 유기 활성층에 채널 전하를 공급 및 소모하는 소스(140)/드레인(150) 전극을 포함하는 구조이다.
상기 게이트 전극(120)과 절연층(130)은 그라비아 프린팅에 의해 연속 공정으로 제조되며, 바람직하게는 단일한 그라비아 프린터를 이용한 연속 공정에 의해 제조된다.
상기 그라비아 프린팅은 바람직하게 롤투롤(roll-to-roll) 프린팅이며, 상세하게는 도 2에 도시된 바와 같이 롤로 감겨진 절연 기판 필름(210)이 풀어지며, 절연 기판 필름의 일 면에 게이트 전극이 그라비아 프린팅(220)된 후, 건조(230)되어 다시 연속적으로 게이트 전극이 인쇄된 동일한 면에 절연층이 그라비아 프린팅(240) 되고 다시 건조(250)되어, 게이트 전극 및 절연층이 형성된 절연 기판 필름이 다시 롤(260)로 감겨지게 되는 것이다. 즉, 롤투롤 프린팅에 의한 2도 인쇄에 의해 게이트 전극 및 절연층이 연속 공정에 의해 절연 기판 상 적층 구조로 제조되는 것이다.
a) 단계의 상기 게이트 전극의 두께는 100nm 내지 1000nm 인 특징이 있다. 따라서, 상기 그라비아 프린팅시, 게이트 전극을 형성하는 물질을 함유한 잉크가 담기게 되는 음각 깊이는 고형분의 함량에 따라 건조 후 두께를 결정하기 때문에 음각의 깊이가 1um 내지 20um인 특징이 있다. 이때, 롤투롤 프린팅이 한번 이상 반복되어 최종 원하는 두께의 게이트 전극이 인쇄될 수 있으며, 서로 다른 종류의 게이트 전극용 잉크를 이용한 롤투롤 프린팅의 반복에 의해 게이트 전극이 인쇄될 수 있다.
b) 단계의 상기 절연층의 두께는 500nm 내지 2000nm 인 특징이 있다. 따라서, 상기 그라비아 프린팅시, 절연층을 형성하는 물질을 함유한 잉크가 담기게 되는 음각 깊이는 1um 내지 20um 인 특징이 있다.
이때, 롤투롤 프린팅이 한번 이상 반복되어 최종 원하는 두께의 절연층이 인쇄될 수 있으며, 서로 다른 종류의 절연층용 잉크를 이용한 롤투롤 프린팅의 반복에 의해 최종 절연층이 인쇄될 수 있다.
상기 롤로 감겨진 절연 기판 필름(210)이 풀어지는 속도 및 상기 게이트 전극 및 절연층이 형성된 절연 기판 필름이 다시 롤(260)로 감겨지는 속도는 곧 게이트 전극 및 절연층의 인쇄 속도가 되며, 바람직하게 2m/min 내지 8m/min의 인쇄 속도를 갖는 것이 바람직하다.
또한 상기 건조(230 및 250)는 130℃ 내지 170℃의 온도로 건조되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 130℃ 내지 160℃의 온도로 4 내지 10초간 건조된다.
연속 공정에 의해 제조된 게이트 전극 및 절연층의 상부에 소스/드레인 전극 및 활성층이 형성되게 되는데, 소스/드레인 전극을 인쇄하는 c) 단계; 활성층을 인쇄하는 d) 단계; 또는 c)와 d) 단계;는 잉크젯 프린팅을 이용하여 수행되는 특징이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유기 박막 트랜지스터는 트랜지스터를 구성하는 게이트 전극, 절연층, 유기 활성층 및 소스/드레인 전극이 모두 인쇄 공정에 의해 제조되게 되며, 특히, 게이트 전극 및 절연층이 그라비아 프린팅에 의해, 바람직하게는 롤투롤 방식의 그라비아 프린팅에 의해 연속 공정으로 제조되게 된다.
도 3은 본 발명의 유기 박막 트랜지스터의 공정 단계를 도시한 공정도의 일 예이다. 도 3에 도시한 바와 같이 바람직하게 롤투롤 방식의 그라비아 프린팅을 이용하여 절연 기판(110)에 게이트 전극(120)을 인쇄하고, 동일한 인쇄기기를 이용하여 게이트 전극(120)을 감싸도록 절연층(130)을 인쇄한다. 이후, 절연층(130)의 상부로 잉크젯 프린팅을 이용하여 소스(140)/드레인(150)전극을 인쇄하고, 소스 전극(140)과 드레인(150) 전극의 이격 영역에 드러나는 절연층(130, 하부에 게이트 전극이 존재하는 절연층 영역) 상부로 잉크젯 프린팅을 이용하여 유기 활성층(160)을 인쇄한다.
본 발명에 따른 그라비아 프린팅을 이용한 연속 인쇄 공정에 사용되는 게이트 전극을 형성시키기 위한 게이트 전극용 잉크를 상술한다.
a) 단계의 상기 게이트 전극은 상기 게이트 전극은 은 이온 수용액, 고분자 바인더 및 환원제를 혼합하여 반응시켜 은 나노젤을 함유하는 전도성 은잉크가 프린팅되어 제조되는 특징이 있으며, 상세하게는 은 이온 수용액, 고분자 바인더 및 환원제를 혼합하여 반응시켜 원심분리한 후 디에탄올,2,2 아조비스(Diethanol,2,2 azobis)를 첨가하여 제조된 은 나노젤을 함유하는 전도성 은잉크가 프린팅되어 제조되는 특징이 있다.
상기의 은 나노 젤이란 은 산화물 (AgNO3 또는 CH3COOAg) 수용액(은 이온 수용액)에 고분자 바인더 Poly(vinylpyrrolidone)을 첨가 한 후 10% 하이드라진 수용액을 첨가하여 환원시킨 후 Poly(vinylpyrrolidone)을 완전히 제거하지 않고 남겨둔 후 Diethanol,2,2 azobis 를 첨가하여 생성된, 은 나노 입자를 서로 연결하여 젤 화한 조성물을 말한다.
상세하게는 은 나노젤 제조를 위해 은이온 수용액;에 고분자 바인더 0.1~0.01g/ml , 바람직하게는 0.1~0.05 g/ml, 가장 바람직하게는 0.1~0.08g/ml 의 고분자바인더; 첨가하는 환원제;는 0.01~0.05g/ml, 바람직하게는 0.03~0.05 g/ml 를 첨가 후 30분~3시간 교반한 후 아세톤; 10g/ml 를 첨가 한 후 원심 분리기를 통해 6000rpm 으로 2시간 처리한 후 얻어지는 침전물에 Diehtnanol,2,2 azobis 0.01~0.001g/ml를 첨가하여 얻어지며, 나노 젤을 이루고 있는 고분자 바인더 함량이 0.01~0.03중량%의 비율을 갖도록 조절하는 것이 은 나노 젤을 제조하는데 적합하다. 여기서 고분자 바인더 함량이 0.01~0.03중량%를 넘어서거나 작아지면 나노 젤이 형성되지 않고 분산되지 않은 상분리 된 은 나노 입자를 얻게 된다.
상기 은 나노 젤의 제조시 사용되는 고분자 바인더는 종래에 일반적으로 알려진 고분자바인더는 모두 사용 될 수 있으며, 또한 카르보닐기, 아민기가 포함된 유기 고분자면 더욱 좋고, 더욱 좋게는 카바마이드, 아마이드 와 같은 기능기가 포함된 고분자가 안정된 실버 나노 젤을 얻는데 유리하다. 고분자 바인더로서 Poly(vinylpyrrolidone)를 사용한 경우에는 그 원하는 최종 은 나노 젤을 얻기 위 해서 그 분자량을 조절 할 수 있으며, 이는 알려져 있는 통상의 방법에 의해서 가능하다.
상기 은 나노 젤의 제조시 사용되는 환원제 역시 종래에 사용되던 환원제는 종류에 상관없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 소디움보로하이드라이드( NaBH4 ), 포름 알데이히드, 아민, 하이드라진 등이 사용될 수 있다.
상기 은 나노 젤은 수용액 또는 극성 유기 용제에 첨가하는 즉시 쉽게 분산되며 잉크로 사용가능하여 첨가 하는 은 나노 젤의 양에 따라 점도를 4cP에서 300cP 까지 제어가 가능하며 인쇄후 150℃에서 5~10초 건조에서 5mΩ/sq/mil 의 면저항을 갖는다. 상기 은 나노 젤의 제조방법은 본 출원인의 다른 출원 특허인 대한민국 출원번호 2007-0079897호에 상세히 기재되어 있으며, 보다 상세한 상기 게이트 전극용 전도성 은잉크에 함유되는 은 나노 젤의 제조는 상기 출원특허 2007-0079897호에 따른다.
상기 전도성 은잉크는 바람직하게 상기의 은 나노 젤; 수용액 또는 유기용제 ; 및 유기 첨가물;을 포함하며, 150℃ 이하 10초 건조 조건이내에 배선, 회로 및 전극을 롤투롤(Roll to Roll) 인쇄 공정으로 생산 할 수 있을 정도로 낮은 비저항을 보이며 사용하는 종이 또는 플라스틱 기판에 전혀 화학적 영향을 주지 않는 수용액 또는 유기용제 전도성 전자잉크이다.
상기 유기 첨가물은 헥실알콜, 도데실알콜, 다이에틸렌알콜아민 및 에틸렌글라이콜 군에서 하나 이상 선택된 것이 바람직하다. 이때, 상기 유기 첨가물은 잉크의 부피를 기준으로 0.01~0.06g/ml로 첨가되는 것이 바람직하다.
연속 공정의 그라비아 프린팅에 적합한 전도성 은잉크는 10~70중량%의 상기 은 나노 젤을 함유하는 것이 바람직하며, 20~50중량%의 상기 은 나노 젤을 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
은 나노 젤의 함량 및 사용하는 용제의 함량에 따라 점도와 인쇄 후 면저항을 조절할 수 있다. 따라서 잉크젯에서 그라비아 인쇄까지 간단하게 잉크를 제조 할 수 있다. 또한, 특히 그라비아 인쇄기로 인쇄하는 경우 제판으로부터 인쇄 롤에 잉크 전이를 원활하게 하기위해 헥실알콜 또는 도데실알콜류를 첨가하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 게이트 전극용 상기 전도성 은잉크의 제조방법은 본 출원인의 다른 출원 특허인 대한민국 출원번호 2007-0079897호에 상세히 기재되어 있으며, 보다 상세한 상기 게이트 전극용 전도성 은잉크의 제조는 상기 출원특허 2007-0079897호에 따른다.
또한, 그라비아 프린팅을 이용한 연속 인쇄 공정에 사용되는 게이트 전극을 형성시키기 위한 게이트 전극용 잉크는 본 출원인의 다른 출원 특허인 대한민국 출원번호 2007-0077994호에 상세히 기재된 제조방법에 따라 제조된 전도성 잉크 조성물을 사용할 수 있다. 상세하게 상기 전도성 잉크 조성물은 은 이온 용액, 전도성 고분자, 환원제 및 수퍼 고체산을 포함하는 전자잉크 제조용 조성물로, 은 이온 용액, 전도성 고분자, 환원제 및 은 알킬아세테이트(Ag alkylacetate), 은 알킬설포네이트(Ag alkylsulfonate), 은 p-톨루엔설포네이트(Ag p-toluene sulfonate), 은 캠포설포네이트(Ag camphorsulfonate), 은 2-아크릴아미도-1-프로판 설포네이트(Ag 2-acrylamido-1-propane sulfonate), 은 폴리스티렌 설포네이트(Ag polystyrene sulfonate), 금 알킬아세테이트(Au alkylacetate), 금 알킬설포네이트(Au alkylsulfonate), S2O8 2-/TiO2-SiO2, SO4 2-/Ti-La-O(Sulfonated La Ti-oxide), ZrO2-SO4 2-, CsHSO4, CsHSeO4, CsH2PO4, a-Cs3(HSO4)2(H2PO4), b-Cs3(HSO4)2[H2-x(P1-x,Sx)O4](0<x<1), Cs2(HSO4)(H2PO4), Cs5(HSO4)3(H2PO4)2, SiO2-Al2O3, ZSM-5 또는 MgO-Y로부터 선택되는 하나 이상의 수퍼 고체산을 포함하며, 상기 은 이온 용액의 용매 부피(mL)에 대하여, 상기 전도성 고분자는 0.00001~0.5 g/mL이고, 상기 환원제는 0.00001~0.05 g/mL이며, 상기 수퍼 고체산은 0.0004 g/mL 이상의 함량으로 포함된 전도성 잉크이다. 상기 전도성 고분자는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리아닐린, 폴리피롤 및 이들의 혼합물로부터 선택되며, 상기 환원제는 히드라진인 특징이 있다.
본 발명에 따른 그라비아 프린팅을 이용한 연속 인쇄 공정에 사용되는 절연층을 형성시키기 위한 절연층용 잉크를 상술한다.
b) 단계의 상기 절연층은 금속산화물, 강유전체 또는 이들의 혼합물인 무기물;과 고분자;의 복합체를 함유하는 유전성 잉크(절연층용 잉크)가 프린팅되어 제조된다.
상기 무기물과 고분자의 복합체는 무기물 나노입자가 존재하는 상태에서 고 분자 모노머를 중합시켜 무기물-고분자 복합체가 제조되는 특징이 있다. 이때, 상기 복합체는 TiO2, SiO2, Al2O3, Nb2O5, BaTiO3, Si3N4, Ta2O5, SrTiO3, (Ba,Sr)TiO3, 또는 이들이 혼합된 무기물;과 폴리이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 에폭시, 폴리에스테르, 폴리바이닐페놀, 아크릴레이트 계열, 에폭시 계열, 페놀 계열에서 선택된 고분자;가 결합되어 무기물-고분자 복합체를 형성하는 특징이 있다. 바람직하게 상기 무기물-고분자 복합체는 무기물 100중량부를 기준으로 30~100 중량부의 고분자가 결합된 것이 바람직하다.
바람직하게, b) 단계의 상기 절연층은 BaTiO3 나노입자; 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트(3-trimethoxysilylpropylmethacrylate); 및 에탄올;을 함유하는 혼합물로부터 제조되는 표면 개질 BaTiO3와 고분자의 복합체를 함유하는 유전성 잉크(절연층용 잉크)가 프린팅되어 제조된다.
BaTiO3의 표면에 기능기를 갖는 물질을 화학적 방법을 이용하여 표면을 개질 시킨 후 모노머를 넣어 중합하여 쉽고 안전하게 고분자에 분산되며, 점도 8~100cP 정도로 잉크젯, 그라비아 인쇄용 잉크로 적합하고, 20~40정도의 유전상수를 갖는다.
상세하게는 표면 개질 BaTiO3를 함유하는 유전성 잉크는 BaTiO3 입자를 용매에 분산시켜 Utrasonicator와 원심분리기를 이용하여 200nm이하의 균일한 입자만 모아 나노입자의 크기를 균일하게 제어하고, 이를 통해서 트랜지스터의 전하이동도 와 밀접한 관련이 있는 무기물-고분자 복합체의 표면거칠기를 제어하였다. 기능기를 갖는 물질로는 BaTiO3 나노입자가 유기용매에 잘 분산될 수 있고, 개시제에 의해 반응이 잘가는 스티렌 또는 메틸메타크릴레이트 화합물과 같이 이중결합이 있는 구조로 폴리머와의 가교가 용이한 물질이 바람직하다.
보다 상세하게는 표면 개질 BaTiO3를 함유하는 유전성 잉크는 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate와 BaTiO3 나노입자를 70℃에서 교반하여 methacrylate계열로 표면개질된 BaTiO3 입자를 제조한다. 표면개질 BaTiO3 입자는 모노머 MMA(methyl methacrylate), 개시제와 함께 중합되면서 BaTiO3와 고분자가 하이브리드된 구조의 형태로 곧바로 절연체용 유전성 잉크로 제조된다. BaTiO3와 고분자의 중량비율은 8:1~1:1로 각각 용매에 대한 중량%가 40 일때 가장 높은 유전율을 얻을 수 있다.
상기 절연층용 잉크를 이용하여 인쇄된 절연층은 유기 박막 트랜지스터에 적합한 최소한의 전기용량(capacitance)을 가지며, 바람직하게는 최소한 4nF/cm2 이상 전기용량을 갖게 형성되는 것이 바람직하다. 또한 절연층의 최소한의 전기용량을 위해서는 게이트 절연층의 두께는 500nm~2000nm이며, 가장 바람직하게는 800nm~1200nm가 가장 적합하다.
상기 절연층용 잉크의 제조방법은 본 출원인의 다른 출원 특허인 대한민국 출원번호 2007-0079940호에 상세히 기재되어 있으며, 보다 상세한 상기 절연층용 잉크의 제조는 상기 출원특허 2007-0079940호에 따른다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린팅을 이용한 인쇄 공정에 사용되는 활성층을 형성시키기 위한 활성층용 잉크를 상술한다.
활성층으로 사용되는 유기물질들은 펜타센, 올리고티오펜 또는 폴리티오펜 과 같은 유기 반도체 물질을 사용할 수 있으며, 고분자 유전체가 코팅된 단일벽 탄소나노튜브를 사용할 수 있다. 바람직하게는 고분자 유전체가 코팅된 단일벽 탄소나노튜브를 사용한다.
고분자 유전체가 코팅된 단일벽 탄소나노튜브는 수분산된 단일벽 탄소나노튜브와 이들 튜브에 흡착된 음이온 계면활성제 단분자막을 주형으로 이용하여 고분자 유전물이 나노 박막으로 단일벽 탄소나노튜브 각각에 일정하게 코팅되어 금속성 튜브는 금속성이 드러나지 않도록 하는 동시에 반도체 튜브는 절연 층 물질인 유전물질로 코팅되어 별도의 절연층 없이도 트랜지스터에서 반도체 층으로서의 기능을 수행하도록 하는 기술이다.
바람직하게, 상기 활성층용 잉크는 고분자 유전체가 코팅된 단일벽 탄소나노튜브를 함유하며, 상기 고분자 유전체가 코팅된 단일벽 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브와 계면활성제를 함유하는 수분산액을 제조하고, 상기 수분산액에 고분자 유전체의 모노머 또는 무기산화물 전구체를 첨가하여 교반한 후, 중합시켜 고분자 유전체가 코팅된 단일벽 탄소나노튜브가 제조된다.
고분자 유전체가 코팅된 단일벽 탄소나노튜브의 제조시 사용되는 상기 모노 머는 통상적으로 유전체로 사용될 수 있는 수지의 모노머라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 스티렌, 메틸메타크릴레이트, 아크릴레이트, 알파-올레핀, 비닐 클로라이드, 프로필렌, 테트라플루오로에틸렌 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용한다. 또한 상기 계면활성제로는 설포네이트계, 설페이트계, 포스파이트계, 디티오카보네이트계 등의 음이온 계면활성제를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 소듐 도데실설페이트를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상기 계면활성제로는 양이온 계면활성제도 사용 가능하나 탄소나노튜브가 음이온에 보다 더 안정적이므로 음이온 계면활성제를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
탄소나노튜브에 첨가하는 유전물 모노머에 따라 다양하게 튜브 표면에 고분자 유전물질 박막을 코팅 할 수 있다. 바람직하게는 폴리스티렌 또는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트로 코팅된 단일벽 탄소나노튜브를 제조 할 수 있으며, 이때 첨가 하는 유전물 모노머의 양을 조절하여 간단하게 코팅된 박막의 두께를 조절 할 수 있다. 상기 코팅된 막의 두께는 1nm ~ 10nm, 바람직하게는 1nm ~ 5nm이다.
상술한 제조방법에 의해 제조한 수분산된 형태의 고분자 유전체가 코팅된 단일벽 탄소나노튜브는 활성층을 인쇄 하는데 특별한 포뮬레이션을 하지 않아도 직접 잉크젯프린터용 잉크로 사용이 가능하다.
상기 활성층용 잉크의 제조방법은 본 출원인의 다른 출원 특허인 대한민국 출원번호 2006-0106023호에 상세히 기재되어 있으며, 보다 상세한 상기 활성층용 잉크의 제조는 상기 출원특허 2006-0106023호에 따른다.
상기 소스/드레인 전극을 형성시키기 위한 소스/드레인용 잉크는 통상의 전도성 잉크를 사용할 수 있으며, 본 출원인의 다른 출원 특허인 대한민국 출원번호 2006-0076601호를 바탕으로 제조된 전도성 잉크일 수 있으며, 본 출원인의 다른 출원 특허인 대한민국 출원번호 2006-0073156, 2007-0077994호를 바탕으로 제조된 전도성 잉크일 수 있으며, 잉크젯 프린터를 이용한 금속 배선에 사용되는 전도성 잉크(일 예, 대한민국 공개특허 2006-0064987호)일 수 있다.
통상의 일 예로, 상기 소스 및 드레인 전극은 금, 구리, 백금, 은, 전도성 고분자, 카본나노튜브 및 카본 블랙 군에서 하나 이상 선택된 물질을 함유하는 전도성 잉크가 프린팅되어 제조된다. 상기 전도성 고분자는 PEDOT:PSS(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulphonate), 폴리아닐린, 폴리피롤, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원인의 다른 출원 특허인 대한민국 출원번호 2006-0076601호를 바탕으로한 구체적인 일 예로, 전체 전도성 용액에 대하여 0.1~10중량%의 전도성고분자 용액을 기본 용액으로 하고, 상기 기본용액에 나노사이즈의 도전성 금속입자 또는 카본나노튜브를 전체 조성물에 대하여 0.1~20중량%의 범위로 첨가하여 도전성 잉크를 제조한다. 상기에서 전도성고분자의 농도가 0.1중량%이하로 사용하는 경우에는 잉크의 안정도와 인쇄후 패턴의 접착력 점에서 좋지 않고, 10중량% 이상 사용하는 경우에는 전기 전도성 점에서 좋지 않으므로 상기 범주로 사용하는 것이 좋고 더욱 좋게는 0.5~5중량%로 사용하는 것이 좋다. 상기 전도성 용액의 용매 및 전도성고분 자 용액의 용매로서는 전도성고분자가 용해되고, 또한 금속입자를 분산시킬 수 있는 용매라면 크게 제한 되지 않지만 통상적으로는 이소프로판올이나 부탄올 등의 알콜류, 케톤류, 에테르류, 케비톨 등의 용매를 사용할 수 있다. 또한, 필요에 의해 용매의 인쇄성을 증가시키기 위하여 계면활성제와 도판트의 역할을 동시에 할 수 있는 알킬술포네이트, 알킬술폰산등을 추가하여 사용할 수도 있다. 상기 물질로는 도데실벤젠술폰산 등을 예로 들 수 있다.
a) 단계의 상기 절연 기판은 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리바이닐클로라이드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트이며, 상기 절연 기판은 플렉서블 필름형인 것이 바람직하다.
상술한 제조방법을 통해 유기 활성층에 수직 전계를 형성시키며 상기 유기 활성층과 절연층으로 절연된 게이트 전극 및 상기 유기 활성층에 수평 전계를 형성시켜 상기 유기 활성층에 채널 전하를 공급 및 소모하는 소스/드레인 전극을 포함하는 다운 게이트 구조의 유기박막 트랜지스터가 제조된다. 제조된 유기박막 트랜지스터는 선형 영역에서 0.030cm2/Vs의 전하 이동도를 가지며, 약 -3V의 문턱전압(Vt), -0.39V/decade 서브쓰레스홀드 스윙(subthreshold swing), 105 오더(order)의 점멸비를 갖는다.
본 발명의 플렉서블 유기박막 트랜지스터의 제조방법은 저온 및 상압 공정이 며, 연속공정으로 유기박막 트랜지스터가 제조되는 장점이 있으며, 에칭이나 리쏘그라피등을 사용하지 않고 완전한 인쇄공정에 의해 유기박막 트랜지스터가 제조되는 장점이 있으며, 그 제조방법이 간단하고, 공정에 소요되는 시간이 매우 짧으며, 다양한 구조의 다운 게이트형 트랜지스터를 용이하게 제조할 수 있으며, 높은 생산성 및 비용절감의 장점이 있다. 또한, 높은 전하 이동도를 가지며, 낮은 턴온 전압, 고점멸비, 높은 스윙 특성을 갖는 유기 박막 트랜지스터가 제조되는 장점이 있다.
이하 실시 예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위함이며, 본 발명은 이에 한정 되지 않는다.
(제조예 1)
게이트 전극용 잉크의 제조
증류수 10ml에 AgNO3 0.3g을 녹여 은 이온 수용액을 제조하였다. 이 용액에 고분자 피롤리돈( 수평균 분자량 5만 ) 0.02g을 첨가하고 균일하게 분산되도록 호모제나이저로 교반 하였다. 분산된 용액에 10% 하이드라진 수용액 0.5g을 천천히 첨가하고 추가적으로 3시간 교반하여 어두운 녹색을 띄는 용액을 제조 하였다. 수득된 용액에 아세톤 20ml를 첨가한 후 추가로 1분 교반 후 , 원심분리기를 이용하여 6000rpm에서 30분간 분리하여 얻은 은 침전물에 0.1g의 Diethanol,2,2 azobis를 첨가하여 은 나노젤 0.2g을 제조하였다.
제조된 은 나노젤 30중량부, 에틸렌글라이콜 40중량부, 물 10중량부, 아이소프로필알콜 10중량부, 헥실알콜 5중량부로 혼합하여 호모 믹서를 이용하여 3시간 동안 교반한 후, 볼밀을 이용하여 4시간동안 교반하여 게이트 전극용 은 잉크를 제조하였다.
(제조예 2)
게이트 전극용 잉크의 제조
제조예 1에서 제조된 은 나노젤 10 중량부, 에틸렌글라이콜 40중량부, 물 10중량부, 아이소프로필알콜 10중량부, 헥실알콜 5중량부인 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 게이트 전극용 은 잉크를 제조하였다.
(제조예 3)
절연층용 잉크(표면개질된 바륨티타네이트를 함유하는 잉크의 제조)
유기용매 에탄올 10㎖에 200㎚평균 입도 크기를 갖는 바륨티타네이트 2g을 넣어 울트라소닉을 이용하여 분산 후 3-trimethoxysilylpropyl -methacrylate 2g을 넣고 70℃에서 1시간 교반한 후, rpm 9000에서 10분간 원심분리기를 이용하여 표면 개질된 바륨티타네이트를 분리 한 후 80℃ 오븐에서 2시간 건조하였다.
상기 표면 개질되어 건조된 바륨티타네이트 입자 0.25g을 N-methyl pyrrolidone(NMP) 10g에 넣고 다시 재분산 시킨 후 모노머 MMA(methyl methacrylate) 0.05g 첨가하고 개시제로서 AIBN 0.0005g을 첨가하고 온도를 60℃로 올려서 바륨티타네이트입자 표면에서 MMA가 중합되도록 하여 바륨티타네이트-고분자 복합체를 제조하였다.
(제조예 4)
절연층용 잉크(표면개질된 바륨티타네이트-고분자 복합체를 함유하는 잉크)의 제조
제조예 3에서 표면 개질되어 건조된 바륨티타네이트 입자 20 중량부, PMMA(ploymethyl methacrylate) 30중량부, 에틸카비톨아세테이트(ethyl carbitol acetate) 50 중량부가 되도록 혼합하여 절연층용 잉크를 제조하였다.
(제조예 5)
절연층용 잉크(바륨티타네이트-고분자 복합체를 함유하는 잉크)의 제조
PMMA(ploymethyl methacrylate) 30중량부, 표면 개질 안 된 바륨티타네이트 40중량부, 에틸카비톨아세테이트(ethyl carbitol acetate) 50 중량부가 되도록 혼합하여 절연층용 잉크를 제조하였다.
(제조예 6)
절연층용 잉크(표면 개질된 바륨티타네이트-고분자 복합체를 함유하는 잉크)의 제조
제조예 3에서 표면 개질되어 건조된 바륨티타네이트 입자 20 중량부, 에폭시수지(Epoxy) 30중량부, 에틸카비톨아세테이트(ethyl carbitol acetate) 50 중량부가 되도록 혼합하여 절연층용 잉크를 제조하였다.
(제조예 7)
절연층용 잉크(바륨티타네이트-고분자 복합체를 함유하는 잉크)의 제조
에폭시수지(Epoxy) 30중량부, 표면 개질 안 된 바륨티타네이트 30중량부, 에틸카비톨아세테이트(ethyl carbitol acetate) 30 중량부 및 경화제 이미다졸(imidazole) 10 중량부를 혼합하여 절연층용 잉크를 제조하였다.
(제조예 8)
소스/드레인 전극용 잉크의 제조
물 100g에 소듐 도데실설페이트(SDS) 4g 및 카본블랙 0.5g을 분산시켜 소스/드레인 전극용 잉크를 제조하였다.
(제조예 9)
활성층용 잉크의 제조
물 100 g에 음이온 계면활성제(소듐 도데실설페이트) 3 g, 평균길이 10 ㎛와 평균지름 2 nm인 단일벽 탄소나노튜브 0.1 g을 첨가하여 분산시켰다. 여기에 알루미나 컬럼한 스티렌 8.64몰을 넣고 교반하면서 6시간동안 반응시켰다. 그 후에 개 시제로써 2,2-아조비스이소부티로나이트릴 0.0864몰을 넣고 온도가 60℃인 반응조에서 교반하면서 12시간동안 반응시켜 활성층용 잉크를 제조하였다.
(실시예 1)
제조예 1 또는 제조예 2에서 제조된 게이트 전극용 잉크를 도 2와 유사한 롤투롤 프린팅 장치를 이용하여 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 그라비아 인쇄하였다. 그라비아 인쇄속도는 5m/min이었으며, 150℃에서 5초 동안 건조되었다.
하기의 표 1은 인쇄된 게이트 전극의 경화시간에 따른 전도성의 변화를 측정하여 정리한 것이다.
(표1)
Figure 112008030124248-pat00001
(실시예 2)
제조예 2에서 제조된 게이트 전극용 잉크를 이용하여 실시예 1에서 인쇄된 게이트 전극 상부에 절연층을 인쇄하였다.
절연층의 인쇄에 사용된 절연층용 잉크는 각각 제조예 4, 제조예 5, 및 제조예 6에서 제조된 절연층용 잉크이다.
제조예 2에서 제조된 게이트 전극용 잉크를 도 2와 유사한 롤투롤 프린팅 장 치를 이용하여 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 5m/min의 인쇄속도로 그라비아 인쇄하여 150℃에서 5초 동안 건조후, 동일한 롤투롤 프린팅 장치를 이용하여 연속적으로 게이트 전극 상부에 5m/min의 인쇄속도로 절연층을 인쇄하였다. 절연층이 인쇄된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름은 150℃에서 5초 동안 건조되었다.
하기의 표 2는 제조예 2의 게이트 전극용 잉크와 제조예 4의 절연층용 잉크를 이용하여 2도 인쇄한 경우(실시예2-1), 제조예 2의 게이트 전극용 잉크와 제조예 5의 절연층용 잉크를 이용하여 2도 인쇄한 경우(실시예2-2), 제조예 2의 게이트 전극용 잉크와 제조예 6의 절연층용 잉크를 이용하여 2도 인쇄한 경우(실시예2-3), 제조예 2의 게이트 전극용 잉크와 제조예 5의 절연층용 잉크 및 제조예 6의 절연층용 잉크를 이용하여 3도 인쇄(게이트 전극용 잉크를 이용한 1도 인쇄, 제조예 5의 절연층용 잉크를 이용한 2도 인쇄, 제조예 6의 절연층용 잉크를 이용한 3도 인쇄)한 경우(실시예2-4) 인쇄된 절연층의 절연율(%) 및 캐패시티(Cap)를 측정하여 정리한 것이다.
(표2)
Figure 112008030124248-pat00002
높은 전도도를 갖는 게이트 전극(실시예 1)을 인쇄한 후 그 위의 높은 절연율의 특성과 높은 전기용량을 갖는 (실시예 2) 유ㆍ무기 복합체 형태의 절연 잉크를 사용하여 도 2와 유사한 그라비아 인쇄 과정을 통하여 유기 박막 트랜지스터의 게이트 및 절연층을 연속 인쇄 하였다.
도 4는 실시예 1에서 인쇄된 게이트 전극의 표면을 관찰한 SEM 사진이며, 도 5는 도 4의 게이트 전극위에 제조예 6에서 제조된 절연층용 잉크를 연속 그라비아 인쇄하여 제조된 절연층의 표면을 관찰한 SEM 사진이다. 활성층과의 계면을 형성하는 절연층이 매우 매끄러운 표면을 가짐을 확인할 수 있다.
(실시예 3)
실시예 2-4에서 제조된 게이트 전극과 절연층이 인쇄된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 잉크젯 장비(UJ-2100)를 이용하여 소스/드레인 전극 및 활성층을 순차적으로 인쇄하였다.
소스/드레인 전극의 인쇄는 제조예 8에서 제조된 소스/드레인 전극용 도전성 잉크를 이용하였으며, 활성층의 인쇄는 제조예 9에서 제조된 활성층용 잉크를 이용하였다. 채널길이 200㎛ , 채널폭 4000㎛이 되도록 소스/드레인 전극 및 활성층을 인쇄하였다.
도 6은 실시예 3을 통해 짧은 시간 내에 대량생산된 유기 박막 트랜지스터의 광학 사진이다.
본 발명에 따라 실시예 3에서 제조된 유기박막 트랜지스터의 전기적 특성을 반도체 특성분석기 KEITHLEY4200 (Semiconductor Characterization)를 이용하여 분석하였다.
측정된 트랜지스터의 전류 전달특성 곡선을 도 7, 도 8에 도시하였으며, 전하 이동도 및 문턱 전압, subthreshold swing은 하기식으로부터 계산하였다.
하기식에서 전하이동도는 선형 영역(linear region) 전류식 VG(게이트 전압) -ID(드레인 전류) 및 포화 영역(saturation region) 전류식 VG-ID 0.5를 변수로 한 그래프는 도 7에서 그 기울기를 통하여 구할 수 있다.
(수식 1 : 선형 영역에서의 드레인 전류(Id), 게이트 전압(Vg), 문턱 전압(VT), 드레인 전압(Vd), 채널 길이(L), 채널 폭(W), 전하 이동도(μ), 절연층의 캐패시티(Ci)의 관계식)
Figure 112008030124248-pat00003
(수식 2 : 포화 영역에서의 드레인 전류(Id), 게이트 전압(Vg), 문턱 전압(VT), 드레인 전압(Vd), 채널 길이(L), 채널 폭(W), 전하 이동도(μ), 절연층의 캐패시티(Ci)의 관계식)
Figure 112008030124248-pat00004
상기 식에서 Kn(lin)은 선형영역에서의 VG-ID 기울기를 나타내며, Kn(sat)은 포화영역의 VG-ID 0.5 기울기를 의미한다.
문턱 전압(VT)은 도 7에서와 같이 VG-ID 0.5 곡선에서 선형부분의 연장선이 게이트 전압인 x축과 만나는 점으로부터 구하며 그 값이 0에 근접 할수록 전력 소모가 적은 트랜지스터를 만들 수 있다. 서브쓰레스홀드 스윙(subtrwshold swing)은 스위칭 속도를 나타내며 이 값은 작은 값일수록 빠른 소자의 특징을 가지는 트랜지스터를 나타낸다. 또한 Ion/Ioff 점멸비는 전류의 최소와 최대값의 비로 구한다.
상기 식으로 본 발명에서 제작된 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 선형영역(linear region)의 식으로 계산하면 전하 이동도는 0.030 cm2/Vs 와 포화영역(saturation region)의 식으로 계산하면 그 값이 0.029 cm2/Vs 의 전하 이동도를 갖으며, 문턱 전압(VT)은 도 7에서 선형부분의 연장선에서 나타내듯이 그 값이 약 -3V이다. 또한 서브쓰레스홀드 스윙(subtrwshold swing)은 -0.3917 V/decade 이며, 점멸비는 105 을 갖는 유기 박막 트랜지스터를 제작 하였다.
상술한 제조예 및 실시예로 예시하였듯이 본 발명은 유연성을 갖는 유기 박막 트랜지스터를 제조하기 위한 경제적인 생산기법인 롤투롤 인쇄 방법이 제공되었다. 또한 본 발명에서는 롤투롤 인쇄 방법을 이용하여 게이트 전극 및 게이트 절연층 형성을 가능하게 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조 방법이 제공되었다. 상기 유기 박막 트랜지스터에서 소스/드레인 및 활성층을 잉크젯 프린터를 이용하여 제작하는 방법이 제공되었다. 또한 상기 유기 박막 트랜지스터의 모든 전극 및 절연층의 잉크 제조 방법이 제공되었다.
도 1은 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 유기 박막 트랜지스터의 구조를 도시한 도면의 일 예이며,
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 유기 박막 트랜지스터의 제조 공정 중 롤투롤(roll-to-roll) 프린팅 단계를 도시한 도면의 일 예이며,
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 유기 박막 트랜지스터의 공정 단계를 도시한 공정도의 일 예이며,
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 인쇄된 게이트 전극의 표면을 관찰한 SEM 사진이며,
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 인쇄된 게이트 전극 위에 제조예 6의 절연층용 잉크를 이용하여 연속 그라비아 인쇄한 절연층의 표면을 관찰한 SEM 사진이며,
도 6은 실시예 1 내지 실시예 3을 통해 짧은 시간 내에 대량생산된 유기 박막 트랜지스터의 광학 사진이며,
도 7은 실시예 3에서 제조된 유기 박막 트랜지스터의 전류 특성을 측정한 도면이며,
도 8은 실시예 3에서 제조된 유기 박막 트랜지스터의 전류 특성을 측정한 다른 도면이다.

Claims (13)

  1. a) 그라비아 프린팅을 이용하여 절연 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
    b) 금속산화물, 강유전체 또는 이들의 혼합물인 무기물 나노입자의 존재 하에 고분자 모노머를 중합시켜 제조된 무기물-고분자 복합체를 함유하는 유전성 잉크를 이용하고 그라비아 프린팅을 이용하여 상기 게이트 전극을 감싸는 절연층을 형성하는 단계;
    c) 상기 절연층 상부에 서로 이격된 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 및
    d) 상기 소스와 드레인 전극 사이에 존재하는 절연막 상부에 유기 활성층을 형성하는 단계;
    를 포함하여 제조되며,
    상기 a) 단계의 게이트 전극과 상기 b) 단계의 절연층의 적층구조는 그라비아 프린터를 이용한 연속 공정에 의해 제조되는 특징을 갖는 다운 게이트 구조의 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 그라비아 프린팅은 롤투롤 프린팅인 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    c) 단계; d) 단계; 또는 c)와 d) 단계;는 잉크젯 프린팅을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    a) 단계의 상기 게이트 전극의 두께는 100nm 내지 1000nm 인 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    b) 단계의 상기 절연층의 두께는 500nm 내지 2000nm 인 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    a) 단계의 상기 게이트 전극은 은 이온 수용액, 고분자 바인더 및 환원제를 혼합하여 반응시켜 제조된 은 나노젤을 함유하는 전도성 은잉크가 프린팅되어 제조된 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제 5항에 있어서,
    b) 단계의 상기 절연층은 BaTiO3 나노입자; 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트(3-trimethoxysilylpropylmethacrylate); 및 에탄올;을 함유하는 혼합물로부터 제조되는 표면 개질 BaTiO3와 고분자의 복합체를 함유하는 유전성 잉크가 프린팅되어 제조된 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 복합체는 TiO2, SiO2, Al2O3, Nb2O5, BaTiO3, Si3N4, Ta2O5, SrTiO3, (Ba,Sr)TiO3, 또는 이들이 혼합된 무기물;과 폴리이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 에폭시, 폴리에스테르, 폴리바이닐페놀, 아크릴레이트 계열, 에폭시 계열, 페놀 계열에서 선택된 고분자;가 결합된 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    c) 단계의 상기 소스 및 드레인 전극은 금, 구리, 백금, 은, 전도성 고분자, 카본나노튜브 및 카본 블랙 군에서 하나 이상 선택된 물질을 함유하는 전도성 잉크가 프린팅되어 제조된 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    d) 단계의 상기 활성층은 단일벽 탄소나노튜브와 계면활성제를 함유하는 수분산액을 제조하고, 상기 수분산액에 고분자 유전체의 모노머 또는 무기산화물 전구체를 첨가하여 교반한 후, 중합시켜 제조된 고분자 유전체가 코팅된 단일벽 탄소나노튜브를 함유하는 카본나노튜브 잉크가 프린팅되어 제조된 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    a) 단계의 상기 절연 기판은 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리바이닐클로라이드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터의 제조방법.
  13. 삭제
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