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SUMMARY

목차

CONTENTS 39

제1장 서론 79

제1절 연구의 목적 및 필요성 81

1. 연구개발 배경 81

2. 연구 목적 82

3. 연구의 필요성 83

제2절 연구의 목표 및 결과 85

1. 사업 기간 85

2. 수행 방법 85

3. 총 사업비 87

4. 사업 목표 87

가. 최종목표 87

나. 세부목표 87

다. 1차년도 (2003년) 목표 및 연구 내용 88

라. 2차년도 (2004년) 목표 및 연구 내용 89

마. 3차년도 (2005년) 목표 및 연구 내용 91

바. 4차년도 (2006년) 목표 및 연구 내용 92

사. 5차년도 (2007년) 목표 및 연구 내용 94

5. 사업 수행 결과 95

가. 고호율 장수명 OLED 기술 95

나. 플라스틱 기반 유/무기 복합 스위칭 소자 기술 96

다. 플렉시블 AM-OLED 패널 제조 기술 96

라. 컬러 전자종이 및 Active-matrix emitter 어레이 기술 96

마. 기타 97

제3절 보고서 체계 99

제2장 고효율 장수명 OLED 기술 개발 101

제1절 고효율 백색 OLED 기술 103

1. 형광 백색 OLED 기술 106

2. 인광 백색 OLED 기술 115

3. 하이브리드 백색 OLED 기술 116

4. 고분자 LED 소자 패터닝 연구 124

5. 인라인 OLED 제조 장치 인프라 구축 132

6. 결론 133

제2절 상부방출형 OLED 기술 137

1. 상부방출형 OLED용 Anode 기술 138

2. 상부방출형 OLED용 Cathode 최적화 152

3. 상부방출형 OLED용 Buffer layer와 semi-passivation layer 154

4. 상부방출형 OLED 소자 최적화 159

5. 상부방출형 백색 OLED 165

6. 상부방출형 OLED용 Color filter 174

7. 결론 176

제3절 초박막 패시베이션 기술 178

1. 원자층 증착법을 이용한 초박막 패시베이션 182

2. 플라스틱 OLED 소자의 일차 보호막으로서의 파릴렌 박막 186

3. PECVD를 이용한 패시베이션 기술 188

4. 무기 다층 구조의 보호막 191

5. PEALD를 이용한 보호막 197

6. 무기 박막의 이중 적층 구조를 이용한 초박막 패시베이션 기술 206

7. 상부 방출 OLED 의 semi-passivation 207

8. 상부 방출 OLED 의 박막 보호막 기술 217

9. 결론 221

제4절 플렉시블 OLED 평가 기술 224

1. PM-OLED 패널 224

2. AM-OLED 패널 설계 및 공정 230

가. AMOLED 패널 제작을 위한 unit pixel 설계시 고려 사항 230

나. AMOLED 패널 제작을 위한 unit pixel layout 232

다. AMOLED unit pixel layout시 TFT의 Sizing 문제 232

라. AMOLED unit pixel layout 237

마. AMOLED integration시의 문제점 및 해결방법 239

바. QQCIF급 AMOLED 패널 Mask Revision 240

사. 4인치급 AMOLED 패널 외곽부 layout 244

3. OLED 평가 기술 247

4. OLED 발광 스펙트럼 시뮬레이션 257

제5절 결론 264

제3장 플라스틱 기반 유/무기 복합스위칭 소자기술개발 267

제1절 유기 절연막 제조 기술 269

1. 유기절연체의 필요성 271

2. 유기절연체의 전기적 특성 평가 방법 272

3. 유기절연체의 전기적 특성 273

가. J1 273

나. 감광성 나노복합체 276

다. 감광성 PVA (poly(vinyl alcohol)) 280

제2절 유기 반도체 성막 기술 286

1. 저분자 유기물 증착기술 현황 286

2. PCOVD 증착 특성 293

3. 플라스틱 기판상에서 PCOVD 증착 특성 306

4. 결론 307

제3절 OTFT 소자 어레이 제작 기술 308

1. OTFT 소자 어레이 제작 개요 308

2. OTFT 어레이용 기판 준비 310

3. 사용 전극 개요 313

4. 기타 사용 물질 및 박막 315

5. 플라스틱 기판에서의 노광 공정 318

6. 유기반도체 식각 (active patterning process) 322

7. OTFT 소자 어레이 공정에 의한 유기반도체 특성 변화 328

제4절 OTFT 소자 어레이 평가 기술 330

1. 서론 330

2. Transfer과 Output 특성 분석 331

3. Hysteresis and 문턱 전압 instability 평가 334

4. OTFT 소자 array 평가 기술 337

가. 표준 샘플 소자 특성 분석 338

나. OTFT 어레이 평가 기술 분석 342

다. OTFT 어레이 불량 분석 기술 343

5. 결론 347

제4장 플라스틱 기반 저온 폴리실리콘 스위칭 소자 기술 개발 349

제1절 버퍼 (Buffer) 및 평탄화 351

1. 서론 351

2. 버퍼 실험 352

3. 결과 352

가. 버퍼 증착 352

나. 버퍼 식각 실험 353

다. 버퍼의 표면 형상 354

4. 버퍼 두께의 최적화 356

5. 3중 버퍼 358

6. 평탄화 362

7. 결론 363

제2절 Gate Oxide 개발 및 소자 특성 365

1. 서론 365

가. 연구의 개요 365

나. 실험 목적 및 방법 366

2. 본론 367

가. 실리콘 기판에서의 열 공정에 따른 TFT 특성 367

나. Electrode 간 거리에 따른 계면특성 368

다. Electrode 간 거리에 따른 TFT 특성 369

제3절 Excimer 레이저 결정화 및 활성화 373

1. 서론 373

2. 실험 374

3. 결과 375

4. 레이저 결정화 383

5. 결론 385

제4절 유기물 ILD 개발 386

1. 서론 386

가. 연구의 개요 386

나. 실험 목적 및 방법 386

2. 본론 387

가. 100:1 HF 용액에 의한 유기물 손상 특성 387

나. 유기물 ILD 특성 개선 389

제5장 플렉시블 AM-OLED 패널 제조 기술 개발 393

제1절 OTFT Driven AM-OLED 패널 제조 및 평가 기술 395

1. OTFT 소자 어레이 제작 개요 395

2. 연차별 OTFT-OLED 개발 소개 396

가. 2인치 QQCIF (88×72 pixels) OTFT driven green OLED 396

나. 2인치 QCIF (176×144 pixels) OTFT driven green OLED 400

다. 3.5인치 QCIF (176×144 pixels) OTFT driven green OLED 402

라. 3.5인치 QCIF (176×144 pixels) OTFT driven white OLED 405

제2절 LTPS Driven AM-OLED 패널 제조 및 평가 기술 409

1. 서론 409

2. 기판 Lamination & Delamination 409

3. 패널 공정 414

4. 구동 보드 특성 419

5. 패널 특성 429

제6장 컬러 전자종이 및 액티브-매트릭스 에미터 기술 개발 433

제1절 컬러 전자종이 기술 435

1. 서론 435

2. 전자 잉크 제조 기술 436

가. 전기영동 디스플레이용 전자 잉크 성분 436

나. 전기영동 디스플레이용 전자 잉크 제조 441

3. 마이크로캡슐 제조 기술 457

가. 일반적인 마이크로캡슐 제조 기술 457

나. 에멀젼 459

다. 전기영동 입자 분산계의 마이크로캡슐 제조 462

4. 라미네이션을 이용한 표시부 제조 기술 469

5. OTFT Driven AM-Epaper 패널 제조 및 평가 기술 479

제2절 액티브-매트릭스 에미터 기술 486

1. 서론 486

2. 액티브-매트릭스 에미터 어레이 개발 487

3. 메쉬 게이트(Mesh Gate) 개발 및 실장 489

제7장 결론 501

참고문헌 505

연구결과물 513

(표 2-2-1) anode 증착조건에 따른 TEOLEDs 발광특성 145

(표 2-2-2) Bank 제작 공정 149

(표 2-2-3) 상부방출형 청색 OLED의 특성 165

(표 2-2-4) LG101 두께 변화에 따른 Hybrid 백색 OLED 소자 구조 166

(표 2-2-5) Passivation 박막 두께 변화에 따른 소자 구조 168

(표 2-2-6) Hybrid 백색 OLED 소자 구조 170

(표 2-2-7) 박막 passivation 적용된 hybrid 백색 OLED 소자 구조 172

(표 2-3-1) ALD 법에 의한 AlOx(이미지참조) 박막의 두께별 투습 특성 184

(표 2-3-2) 500 cycle 공정으로 증착한 AlOx(이미지참조) 박막의 온도별 투습 특성 185

(표 2-3-3) PECVD 로 증착한 SiNx(이미지참조) 박막의 투습 특성 190

(표 2-3-4) 다층 박막 구조 보호막의 투습 특성 194

(표 2-3-5) PEALD 로 50 도에서 성장한 20 nm AlOx(이미지참조) 박막의 특성 198

(표 2-3-6) 스퍼터로 상온에서 성장한 IZO 박막의 투습 특성 213

(표 2-3-7) damage free semi-passivation layer 증착을 위한 최적화된 IZO 증착 조건 217

(표 3-1-1) 세대별 디스플레이 기술 환경 및 특징 270

(표 3-1-2) 디스플레이 핵심소재 및 기능 271

(표 3-1-3) J1의 전기적 특성 평가 결과 요약 275

(표 3-1-4) PVA 평가용 시료의 형성 방법 요악 281

(표 3-2-1) 증착 조건 293

(표 3-2-2) 증착 조건 298

(표 3-3-1) OTFT 어레이 제작에 사용한 전극 물질, 증착 및 식각 방법 314

(표 3-3-2) OTFT 어레이 제작에 사용되는 물질, 증착방법 그리고 식각방법 315

(표 3-4-1) 어레이 패널 TFT 특성과 구동 평가 343

(표 4-1-1) RF-power와 공정 power에 따른 SiO₂ 버퍼층의 증착율과 균일도. 353

(표 4-2-1) 실리콘 기판위에 제작된 W/L = 50㎛/30㎛ TFT의 sub-threshold swings과 mobilities를 플라즈마 Oxidation과 Al₂O₃ 증착공정의 온도를 변화시키면서 제작한 시료의 특성 368

(표 6-1-1) 현탁 유체용 유기 용매 기본 물성표 441

(표 6-1-2) Oilblue-N을 녹인 청색 현탁 유체에 백색전기영동 입자를 분산시킨 전자잉크의 전기적 특성 및 광학적 성능 454

(표 6-1-3) 이종 입자계 전자잉크의 전기적 특성 및 광학적 성능 455

(표 6-1-4) 백색/마젠타의 이종 입자계 전자잉크의 전기/광학적 특성 도시 456

(표 6-1-5) 다양한 마이크로캡슐 제조 방법 460

(표 6-1-6) Complex coacervation 방법으로 합성된 컬러 전기영동 전자잉크 마이크로캡슐의 분별. 469

(표 6-1-7) 전자종이용 구동보드 규격 483

(그림 2-1-1) OLED 디스플레이 풀컬러화 방식. 104

(그림 2-1-2) AM-OLED의 서브 픽셀 피치에 따른 개구율 시물레이션. 104

(그림 2-1-3) 2-EML을 갖는 WOLED의 단면구조 및 발광 스펙트럼. 107

(그림 2-1-4) EML의 적층에 따른 소자 특성. 107

(그림 2-1-5) 3-EML을 갖는 WOLED의 단면구조 및 발광 스펙트럼. 108

(그림 2-1-6) 단일발광층을 갖는 WOLED의 단면도 및 소재구조. 110

(그림 2-1-7) 단일발광층을 갖는 WOLED의 발광 스펙트럼 및 효율 특성. 110

(그림 2-1-8) 단일발광층을 갖는 WOLED의 수명특성 및 발광 이미지. 111

(그림 2-1-9) 이층 구조의 이파장 백색 OLED(a), (b)와 발광보조층을 포함하는 삼파장 백색 OLED (c). 112

(그림 2-1-10) 전류밀도에 따른 발광 스펙트럼. (a)소자구조 (a)와 (b)소자구조 (b). 112

(그림 2-1-11) 전류밀도에 따른 외부양자효율 특성 곡선들. 113

(그림 2-1-12) 삼파장 백색 OLED의 스펙트럼과 I-V-L 특성 곡선. 114

(그림 2-1-13) 단일발광층을 갖는 인광 WOLED의 단면구조 및 EL spectra. 115

(그림 2-1-14) 형광, 인광 및 하이브리드 백색 OLED. 117

(그림 2-1-15) 하이브리드 백색 OLED에서의 Triplet Harvesting Layer. 117

(그림 2-1-16) ETRI 하이브리드 백색 OLED 구조와 밴드 다이아그램. 119

(그림 2-1-17) 두 파장 하이브리드 백색 OLED 특성. 120

(그림 2-1-18) 삼 파장 하이브리드 백색 OLED 특성. 121

(그림 2-1-19) 2006년 과 2007년 소자 구조 변경에 따른 특성 개선. 발광 스펙트럼 @ 10 mA/cm² (a), I-V-L 특성 (b), 전류밀도-외부양자효율 특성 (c). 122

(그림 2-1-20) Color filter 통과 후의 삼 파장 하이브리드 백색 OLED의 발광 스펙트럼 (a)와 색재현 범위(b). 123

(그림 2-1-21) Synthesis of monomer containing oxetane groups. 125

(그림 2-1-22) Synthesis of oxetane-functionaiized spirobifluorene-co-fluorene polymer. 126

(그림 2-1-23) 광패터닝을 위하여 준비된 고분자 용액. 127

(그림 2-1-24) 고분자 박막의 광패터닝 공정. 127

(그림 2-1-25) 광패터닝된 박막의 형광 이미지와 현미경 이미지. 128

(그림 2-1-26) 광패터닝 공정의 유/무에 따른 고분자 LED의 스펙트럼 및 전기 광학적 특성. 129

(그림 2-1-27) 광패터닝이 가능한 오렌지색 발광 고분자. 130

(그림 2-1-28) 다색 발광 고분자 박막의 제조를 위한 공정. 131

(그림 2-1-29) 다색 발광 고분자 박막을 이용한 고분자 LED의 발광 사진 및 형광 이미지. 131

(그림 2-1-30) 인라인 OLED 제조 장치의 단면도 및 실험실 현장 사진. 134

(그림 2-1-31) 백색 OLED를 이용한 로고형 디스플레이와 PM 디스플레이 (128 × 64). 135

(그림 2-2-1) Sputter Power 및 Ar 유량에 따른 표면구조 SEM View 사진. 140

(그림 2-2-2) Al 표면에 대한 AFM 분석결과. 141

(그림 2-2-3) Sputter Power와 Ar Flow rate에 따른 표면 SEM View 사진. 143

(그림 2-2-4) Cr 표면에 대한 AFM 분석 결과. 144

(그림 2-2-5) (a) TEOLEDs의 J-V-L 특성(Si wafer) and (b) external electroluminescence quantum efficiency vs voltage of TEOLEDs. 146

(그림 2-2-6) anode 표면의 SEM 관찰 (a) 최적화 전 and (b) 최적화 후. 146

(그림 2-2-7) anodes의 반사율. 147

(그림 2-2-8) TEOLEDs의 발광이미지 148

(그림 2-2-9) anode 표면의 SEM 관찰(산소플라즈마처리 후) 148

(그림 2-2-10) TEOLED anode의 구조 150

(그림 2-2-11) TEOLEDs의 특성 150

(그림 2-2-12) TEOLEDs의 발광특성 151

(그림 2-2-13) Al/Alg 박막의 투과율(a) 및 Al/Alg 박막이 적용된 Flexibel 투명 OLED (b). 154

(그림 2-2-14) TEOLED의 Luminance vs. current density curve. 157

(그림 2-2-15) Buffer-layer과 semi-passivation layer (a)plastic과 and (b)glass의 투과율. 158

(그림 2-2-16) TEOLEDs의 발광이미지 159

(그림 2-2-17) HTL 두께 변화에 따른 EL 스펙트럼 및 I-V-L 특성. 160

(그림 2-2-18) HIL 두께 변화에 따른 EL 스펙트럼 및 외부양자효율 특성. 161

(그림 2-2-19) 상부방출형 OLED 소자 구조 및 반사 양극에 따른 특성. 162

(그림 2-2-20) Cr/Al Anode를 이용하여 Buffer NPB 두께에 따른 특성. 162

(그림 2-2-21) Cr/Al/Cr 및 Cr/Al Anode를 이용하여 청색 TE-OLED 특성. 163

(그림 2-2-22) HIL 두께 (좌) 및 Buffer NPB 두께 (우)에 따른 청색 TE-OLED 특성. 164

(그림 2-2-23) LG101 두께에 따른 소자의 특성. 167

(그림 2-2-24) Passivation 박막 두께에 따른 소자의 특성. 169

(그림 2-2-25) (표2-2-6)의 소자 구조에 따른 소자 특성. 171

(그림 2-2-26) 박막 Passivation이 적용된 전면발광 hybrid 백색 OLED의 특성. 173

(그림 2-2-27) AMOLED 패널 설계 및 컬러필터 align 마크. 175

(그림 2-2-28) 컬러필터의 세부 배열 및 제작된 컬러필터 175

(그림 2-2-29) 컬러필터와 LTPS panel과의 integration 후 발광이미지 (a) 발광이미지 and (b) bending 후 발광이미지. 176

(그림 2-3-1) OLED소자의 encapsulation 기술 개발 방향 179

(그림 2-3-2) 플렉시블 소자의 encapsulation 179

(그림 2-3-3) Vitex 의 유기/무기 보호막 형성 기술 181

(그림 2-3-4) ALD로 증착한 AlOx(이미지참조)를 보호막으로 적용한 OLED의 I-V-L 특성 185

(그림 2-3-5) 파릴렌 폴리머의 증착 공정 187

(그림 2-3-6) 다이머 양에 따른 파릴렌 필름 두께 (a)와 파릴렌 필름 두께 별 투습 특성 188

(그림 2-3-7) 파릴렌을 일차 보호막으로 갖는 플라스틱 OLED의 발광 모습 189

(그림 2-3-8) PET 기판상에서의 SiNx(이미지참조) 박막 패시베이션 실험 결과 192

(그림 2-3-9) PES 기판상에서의 SiNx(이미지참조) 박막 패시베이션 실험 결과 193

(그림 2-3-10) 다층구조 박막 보호막의 패시베이션 결과 (@ 400 cd/㎡) 195

(그림 2-3-11) 이중 다층 구조의 박막 보호막의 패시베이션 결과 (@ 1200 cd/㎡) 196

(그림 2-3-12) PEALD 장비 198

(그림 2-3-13) PEALD에 의한 AlOx(이미지참조)를 보호막으로 갖는 유리 OLED 특성 201

(그림 2-3-14) PEALD에 의한 AlOx(이미지참조)를 보호막으로 갖는 유리 OLED 소자의 shelf-test 202

(그림 2-3-15) PEALD에 의한 AlON를 보호막으로 갖는 유리 OLED 소자의 I-V-L 특성 204

(그림 2-3-16) 이중 적층구조와 유리로 각각 encapsulation 한 유리 OLED 의 I-V-L 특성과 수명 특성 205

(그림 2-3-17) 이중 적층구조와 유리로 각각 encapsulation 한 플라스틱 OLED 의 I-V-L 특성과 수명 특성 207

(그림 2-3-18) E-beam 증착 모듈 및 제어부 209

(그림 2-3-19) E-beam 증착법에 의한 완충층을 포함하는 OLED 소자 구조 209

(그림 2-3-20) BE-OLED 소자상에 증착된 AlOx(이미지참조)의 두께에 따른 특성 210

(그림 2-3-21) BE-OLED 소자상에 증착된 AlOx(이미지참조)의 두께에 따른 발광이미지 211

(그림 2-3-22) TE-OLED 소자상에 AlOx(이미지참조)의 증착에 따른 발광 이미지 및 EL 스펙트럼 212

(그림 2-3-23) 스퍼터링에 의한 IZO 박막을 semi-passivation 막으로 갖는 TE-OLED 소자의 I-V-L 특성 213

(그림 2-3-24) IZO을 semi-passivation 막으로 갖는 TE-OLEDs 소자의 효율 특성 215

(그림 2-3-25) IZO을 semi-passivation 막으로 갖는 TE-OLEDs 소자의 발광 특성 215

(그림 2-3-26) IZO 증착 조건에 따른TE-OLED 특성 변화 216

(그림 2-3-27) 광진 효과에 의한 상부 방출 OLED 의 발광 특성 변화 218

(그림 2-3-28) Semi-passivation 층과 박막 보호막을 형성한 상부 방출 OLED의 전기적 특성 219

(그림 2-3-29) 보호막 형성한 상부 방출형 소자의 EL Spectra 220

(그림 2-3-30) 보호막이 형성된 TE-OLEDs 위 life-test 전후의 발광특성 222

(그림 2-3-31) 박막보호막을 증착한 상부 방출형 OLED 소자의 수명특성 223

(그림 2-4-1) 128×64 패널 제작을 위한 Mask 도면 225

(그림 2-4-2) 95×64 패널 제작을 위한 Mask 도면 226

(그림 2-4-3) PM-OLED 패널 제작을 위한 공정 흐름도 I 227

(그림 2-4-4) PM-OLED 패널 제작을 위한 공정 흐름도 II 228

(그림 2-4-5) PM-OLED 패널 제작을 위한 공정 흐름도 III 229

(그림 2-4-6) AMOLED Unit Pixel의 layout 방법 233

(그림 2-4-7) AMOELD Unit Pixel에서 두 TFT의 넓이 사이의 관계식 235

(그림 2-4-8) TFT의 이동도가 10배 증가했을 경우의 두 TFT의 관계식 236

(그림 2-4-9) Scan Line의 수가 2배로 증가되었을 때의 두 TFT사이의 관계식 236

(그림 2-4-10) Unit Pixel의 Layout 238

(그림 2-4-11) 전체 Layout 238

(그림 2-4-12) AMOLED 단위소자 및 OLED 단위 소자 layout 239

(그림 2-4-13) Anode층에서 발생한 여러 형태의 불량과 그 원인. 241

(그림 2-4-14) Anode층에서 발생한 불량과 그 원인 242

(그림 2-4-15) QQCIF AMOLED Rev.1 개선 Item의 공정 흐름도와 Layout 244

(그림 2-4-16) 4인치급 AMOLED 패널 제작을 위한 전체 Mask Layout 245

(그림 2-4-17) QQCIF AMOLED Rev. 2 개선 Item의 공정 흐름도와 layout 246

(그림 2-4-18) 4인치급 AMOLED 제작을 위한 shadow mask layout 247

(그림 2-4-19) 휘도-전압-전류 시뮬레이션 시스템으로부터 측정되고 분석되는 정보 flow chart 248

(그림 2-4-20) (a) 기존의 휘도-전압-전류 측정 시스템의 모식도 (b) 새롭게 구성된 휘도-전압-전류 시뮬레이션 시스템의 모식도. 모션과 비전 제어 시스템과 scanning board를 적용하여 측정의 자동화 비율을 증가시킴 249

(그림 2-4-21) 모션 커넥터부의 68 핀맵 251

(그림 2-4-22) 모션 커넥터의 배선도 251

(그림 2-4-23) 마이크로스텝 x축 드라이버, 마이크로스텝 z축 드라이버의 배선도 252

(그림 2-4-24) 리니어 스텝 모터, x축 인코더의 배선도 253

(그림 2-4-25) IVL2006의 Main 창 254

(그림 2-4-26) 본 화면의 메뉴바와 툴바 255

(그림 2-4-27) CS-1000과 Keithley 238을 사용하여 전압 모드에서 0 V에서 6 V까지 1 V간격으로 Loop 모드에서 (0 V → 6 V → 0 V) 측정된 결과 256

(그림 2-4-28) 여러 유기 박막의 흡수율과 굴절율 특성 곡선 I 259

(그림 2-4-29) 여러 유기 박막의 흡수율과 굴절율 특성 곡선 II 260

(그림 2-4-30) 시뮬레이션에 사용된 세 가지 소자 구조 261

(그림 2-4-31) 각각의 소자 구조에 대한 입력 화면 262

(그림 2-4-32) 배면 및 전면 발광 소자의 발광 스펙트럼 시뮬레이션(시물레이션) 263

(그림 2-5-1) 플렉시블 백색 OLED 발광이미지 264

(그림 2-5-2) 초박막 패시베이션으로 물에서도 동작하는 플렉시블 OLED 265

(그림 2-5-3) 차세대 PC 전시회 전경 266

(그림 3-1-1) J1의 I-V 특성 274

(그림 3-1-2) J1의 C-F 곡선 275

(그림 3-1-3) J1의 C-V 곡선 276

(그림 3-1-4) 나노복합체의 I-V 특성 278

(그림 3-1-5) 나노복합체의 접촉각 279

(그림 3-1-6) 나노복합체의 표면 특성 279

(그림 3-1-7) 나노복합체의 광 패턴닝 특성 280

(그림 3-1-8) PVA의 C-F 특성 282

(그림 3-1-9) PVA의 I-V 특성 283

(그림 3-1-10) PVA 유기 절연막의 패터닝 예. 285

(그림 3-2-1) 진공 증착 장치 개략도 288

(그림 3-2-2) 유기 기상 증착법 (OVPD) 290

(그림 3-2-3) 유기물 기상 증착 장치(OVPD) 290

(그림 3-2-4) 대면적 유기물 기상 증착 장치(PCOVD) 292

(그림 3-2-5) 증착 압력 변화에 따른 펜타센 박막의 SEM 사진(thermal SiO₂ 기판) 294

(그림 3-2-6) 증착압력 변화에 따른 펜타센 박막의 XRD(thermal SiO₂ 기판) 295

(그림 3-2-7) 증착압력 변화에 따른 펜타센 박막의 SEM 사진(PECVD SiO₂ 기판) 295

(그림 3-2-8) 증착압력 변화에 따른 펜타센 박막의 XRD(PECVD SiO₂ 기판) 296

(그림 3-2-9) 증착압력 변화에 따른 펜타센 박막의 SEM 사진(PECVD SiNx(이미지참조) 기판) 297

(그림 3-2-10) 증착압력 변화에 따른 펜타센 박막의 XRD(PECVD SiNx(이미지참조) 기판) 297

(그림 3-2-11) OTFT test 소자 단면도 299

(그림 3-2-12) 증착시간 변화에 따른 SEM 사진 299

(그림 3-2-13) 증착시간 변화에 따른 ID vs. VD 와 ID vs. VG 곡선(이미지참조) 300

(그림 3-2-14) 증착 압력 변화에 따른 펜타센 박막의 SEM 사진 301

(그림 3-2-15) 증착 압력 변화에 따른 펜타센 박막의 XRD 302

(그림 3-2-16) 증착압력 변화에 따른 ID vs. VD 와 ID vs, VG 곡선(이미지참조) 303

(그림 3-2-17) 증착 온도 변화에 따른 펜타센 박막의 SEM 사진 304

(그림 3-2-18) 증착 온도 변화에 따른 펜타센 박막의 XRD 304

(그림 3-2-19) 증착온도 변화에 따른 ID vs. VD 와 ID vs, VG 곡선(이미지참조) 305

(그림 3-2-20) PC 기판상에서 증착된 펜타센 박막과 이의 전기적 특성 결과 306

(그림 3-3-1) Flexible 디스플레이의 구동 소자로 사용되는 OTFT 어레이 공정 순서도. 309

(그림 3-3-2) 플라스틱과 carrier로 사용하는 접착제/실리콘 웨이퍼의 접착과정도 312

(그림 3-3-3) 접착제 표면의 열처리 전후의 변화 313

(그림 3-3-4) Lift-off 용 장비. 314

(그림 3-3-5) 플라스틱 기판 노광 공정에서 나타나는 misalignment 318

(그림 3-3-6) Soft baking 전과 후 시간 경과에 따른 기판과 mask의 상대적인 위치 변화. 319

(그림 3-3-7) 본 연구에서 플라스틱 기판용으로 개한 노광 공정 : TDE (Time-Delay Exposure) method 321

(그림 3-3-8) TDE 방법을 이용하여 4개의 층을 정렬한 후의 align mark pattern 모양 ±5um 이내로 정렬이 가능하다. 322

(그림 3-3-9) pentacene 박막을 active patterning하지 않는 경우 생하는 matal contact 불량. 배선의 open 현상이 발생한다. 324

(그림 3-3-10) ALD 방법으로 증착된 저온 alumina와 SOG(spin on glass) 박막을 이용한 etch buffer layer와 이를 이용한 pentacene 박막의 active patterning 결과 326

(그림 3-3-11) 본 연구에서 개발된 PCOVD 방식으로 증착한 pentacene 박막의 식각과 PR strip 후의 사진(a)과 일반적인 상향식 thermal evaporation 방식으로 증착된 박막의 식각과 PR strip 후의 사진(b). 328

(그림 3-3-12) 공정 진행에 따른 유기반도체 특성 변화. 329

(그림 3-4-1) 표준 OTFT 크기와 측정 위치를 나타내는 모식도 338

(그림 3-4-2) 7Q6 샘플의 transfer 특성과 hysteresis 특성 339

(그림 3-4-3) 7Q6 샘플의 Output 특성 339

(그림 3-4-4) 7Q6 샘플의 multi-scan stability 특성 340

(그림 3-4-5) 7Q7 샘플의 transfer 특성과 hysteresis 특성 341

(그림 3-4-6) 7Q7 샘플의 output 특성 341

(그림 3-4-7) 7Q7 샘플의 OTFT 특성 균일도 측정 342

(그림 3-4-8) 7Q3 샘플의 (a) Full-on 구동과 (b) Vertical Block 구동 344

(그림 3-4-9) 4인치 OTFT 어레이 설계 구조 및 불량 분석 위치 345

(그림 3-4-10) 7E3 샘플 FIB 단면도 346

(그림 3-4-11) 7H2 샘플 FIB 단면도 347

(그림 4-1-1) RF-power에 따른 식각속도의 변화 (챔버압력 5 mtorr). 354

(그림 4-1-2) 챔버 pressure에 따른 식각속도의 변화 (Power 300w). 355

(그림 4-1-3) Si 기판 위에 증착한 SiO₂막의 표면 사진 355

(그림 4-1-4) 증착시 챔버 압력의 변화에 따라 SiO2층의 표면 morphology가 변화하는 정도를 보여주는 SEM 사진(400W) 356

(그림 4-1-5) 곡률반경 및 이에 관련된 응력을 설명하기 위한 도식도. 357

(그림 4-1-6) 버퍼 두께에 따른 플라스틱 기판의 온도 변화. 358

(그림 4-1-7) 열차단과 응력의 상관관계롤부터 도출된 버퍼 최적두께. 358

(그림 4-1-8) PES, PI, PAR와 PC 등의 플라스틱 기판의 파장대역별 투명도. 359

(그림 4-1-9) (a) TFT 구조의 단면도. 흡수층인 실리콘막은 기판 전면에 형성되어 있으며 레이저 공정중에 일부 결정화된다. (b) 비정질 실리콘과 결정질의 파장대역별 투명도.... 360

(그림 4-1-10) 플라스틱 기판이 레이저 공정시 손상 받지 않는 최고의 레이저 에너지 밀도. 361

(그림 4-1-11) 스테인리스 호일의 표면형상 363

(그림 4-2-1) TFT 구조의 개략적인 단면도 367

(그림 4-2-2) 플라즈마 산화와 50 ㎚ 두께의 Al₂O₃ 증착공정에서 Electrode 간 거리 변화에 따른 SiOx(이미지참조), 와 A1₂O₃ 계면의 TEM (Transmission electron microscopy) 사진. 370

(그림 4-2-3) (a) Electrode 간 거리 변화에 따른 TEM 결과에서 얻어진 SiOx(이미지참조) 와 Al₂O₃ 층의 두께 변화. (b) Electrode 간 거리 변화에 따른 50 ㎚ 두께의 gate dielectric C-V 측정에서 얻어진 유전... 371

(그림 4-2-4) (a) 4.0 ㎜ 와 (b) 3.3 ㎜ 의 Electrode 간 거리와 180 ℃에서 제작된 W/L=30 ㎛/30 ㎛ 크기의 nMOS/pMOS TFT 의 Transfer 특성. 372

(그림 4-3-1) 아르곤과 RF 파워에 따른 (a) 비정질 실리콘내의 아르곤 함량 및 (b) 광학적 두께와 물리적 두께의 비율. 377

(그림 4-3-2) 아르곤 압력과 RF 파워에 따른 비정질 실리콘이 손상되지 않고 레이저 노광을 견디는 최대 에너지. 378

(그림 4-3-3) 레이저 노광된 실리콘의 P-V height 값. 증착은 1 kW에서 이루어졌으면 값은 AFM 측정결과를 이용하여 계산되었다. 379

(그림 4-3-4) AFM으로 측정된 비정질 실리콘의 표면형상. 380

(그림 4-3-5) 아르곤 압력과 RF 파워에 따른 (a) Si0₂ 막내의 아르곤 함량 및 (b) SiO₂ 막의 6:1 BOE 용액 식각율. 382

(그림 4-3-6) 버퍼의 증착조건(아르곤 압력, RF 파워)에 따른 비정질 실리콘이 손상없이 견디는 최대 에너지 밀도. 383

(그림 4-3-7) SLS 방법으로 형성된 결정립이 6㎛인 결정질 실리콘 383

(그림 4-3-8) 활성화 에너지 밀도에 따른 면저항의 변화. 384

(그림 4-4-1) 기존의 유기물 (SS6908) 과 새로 개발된 유기물 (J20403) 과의 표면특성 비교 387

(그림 4-4-2) 기존의 유기물 (SS6908) 과 새로 개발된 유기물 (J2)와의 OLED 발광 특성 388

(그림 4-4-3) Siloxane 함량에 따른 유기물의 100:1 HF 손상 특성. 389

(그림 4-4-4) Siloxane 함량이 3.75% 인 경우 100:1 HF 에 담그는 시간에 따른 유기물 손상 특성 390

(그림 4-4-5) Siloxane 함량에 따른 유기물의 100:1 HF 손상부위를 AFM 을 이용하여 측정한 그림. 391

(그림 4-4-6) (a)는 기존의 유기물 ILD 이고 (b)는 Cross-linker 양을 증가한 후의 100:1 HF 용액에 대한 손상 결과. 391

(그림 5-1-1) OLED용 OTFT 픽셀 스위칭 소자 구조. 395

(그림 5-1-2) OTFT-OLED 소자 모식도 396

(그림 5-1-3) 2인치 QQCIF OTFT driven green OLED의 layout과 실제 공정에 의해 제작된 단위 픽셀 사진. 397

(그림 5-1-4) 2인치 QQCIF OTFT-OLED 소자에서 간단한 cartoon (a)과 전면 발광상태 (b)를 표시 한 사진. 398

(그림 5-1-5) 2인치 OTFT-OLED에서의 character 표시 사진. 'ETRI'의 네 character를 연속적으로 표시가 가능하였다. 399

(그림 5-1-6) 완성된 OTFT-OLED 소자를 carrier에서 분리, 연속적인 bending 실험을 수행한 결과 이상 없이 작동함을 알 수 있다. 400

(그림 5-1-7) 전체적인 패널의 모양과 제작된 단위 픽셀의 실제 사진 401

(그림 5-1-8) 2인치 QCIF OTFT-OLED 소자의 전면 발광 사진. 401

(그림 5-1-9) 3.5인치 QCIF급 OTFT-OLED의 패널, OLED, 단위 OTFT 소자, 그리고 단위 픽셀을 구성하는 기본 소자들의 spec. 402

(그림 5-1-10) 3.5인치 OTFT-OLED 소자용 mask의 단위 픽셀에 대한 layout (a)과 실제 공정을 통해 완성된 단위 픽셀 (b)의 사진. 403

(그림 5-1-11) 3.5인치 OTFT driven green OLED. (a) off-state, (b) on-state. 플라스틱 기판의 유기박막 처리가 도입되지 않은 기판으로 particle에 의한 불량이 심하여 밝은 spot들이 많이 나타나... 404

(그림 5-1-12) 3.5인치 OTFT driven green OLED. (a) on-state, (b) off-state. 플라스틱 기판의 유기박막 처리로 particle에 의한 불량이 획기적으로 감소하였다. 404

(그림 5-1-13) 3.5인치 OTFT driven green OLED 구동 사진. 다양한 크기의 격자 무늬를 디스플레이할 수 있다. 406

(그림 5-1-14) 3.5인치 OTFT driven white OLED의 전면 발광 사진. 407

(그림 5-1-15) 3.5인치 OTFT driven white OLED : on-off 상태의 발광 특성 비교. 407

(그림 5-1-16) 3.5인치 OTFT driven white OLED : vertical stripe 패턴. 408

(그림 5-1-17) OTFT driven white OLED 위에 color filter를 이용 하여 표시하였다. 408

(그림 5-2-1) 지지 기판상에 플라스틱 기판의 부착 방법과 광학현미경 사진 411

(그림 5-2-2) 양면 실리콘 접착테이프의 구조와 지지기판 상에 부착된 플라스틱 기판 412

(그림 5-2-3) 유리기판 상에 부착된 플렉시블 기판의 사진 413

(그림 5-2-4) (a) 지지기판 상에 접착된 플라스틱 LTPS-TFTs와 (b) 박리된 플라스틱 LTPS-TFTs 사진 414

(그림 5-2-5) Unit Cell 의 현미경 사진. Inset은 OLED 구동 회로를 보여준다. 417

(그림 5-2-6) 3중층 Gate Metal 구조 (20 ㎚ Al / 20 ㎚ Cr / 150 ㎚ Al)의 개략적인 TFT 구조. 418

(그림 5-2-7) PIL (photoactive insulating layer) 로 형성된 bank 층의 SEM 사진. 418

(그림 5-2-8) (a) 시스템 블록도. (b) 시스템 사진 421

(그림 5-2-9) (a)QCIF 패널의 배선, (b)FPC 사진과 (c) 패널 배치도 423

(그림 5-2-10) ARMDown 프로그램 화면 424

(그림 5-2-11) 드라이버 및 통신 설정 화면 425

(그림 5-2-12) 다운로드 할 파일 추가한 화면 426

(그림 5-2-13) USB 포트 연결이 된 상황 표시 426

(그림 5-2-14) 구동 프로그램의 예제 427

(그림 5-2-15) QCIF 이미지의 예제들 428

(그림 5-2-16) 게이트와 grayscale 데이터 파형의 예제 428

(그림 5-2-17) Green monochromatic panel with glass encapsulation 의 구동 패턴별 동작 특성 430

(그림 5-2-18) White monochromatic panel with glass encapsulation 의 구동 패턴별 동작 특성 430

(그림 5-2-19) Color panel with thin film encapsulation 의 2색 구동 패턴별 동작 특성 431

(그림 5-2-20) Color panel with thin film encapsulation 의 character 및 Box 구동 패턴별 동작 특성 432

(그림 6-1-1) Dielectric spectrum 측정 장치 구성도 443

(그림 6-1-2) 25℃에서의 Halocarbon과 현탁 유체의 flow curve. 444

(그림 6-1-3) 25℃에서의 Halocarbon과 현탁 유체의 dielectric relaxation curve. 444

(그림 6-1-4) Halocarbon oil과 isopar-G oil의 혼합 oil 및 이 혼합oil에 oilblue-N을 녹인 염료 oil의 I-V curve. 445

(그림 6-1-5) Halocarbon oil과 isopar-G oil의 혼합 oil에 oilblue-N을 녹인 염료 oil과 이... 445

(그림 6-1-6) 혼합 현탁유체에 oilblue-N을 녹인 염료 oil과 이 염료오일에 Solspers 17000의 농... 446

(그림 6-1-7) 혼합 현탁 유체에 oilblue-N을 녹인 염료 oil에 용해되는 분산제와 전하조절에 따른... 446

(그림 6-1-8) Particle movement of 3 vol% concentrated negative charged white particle suspension under 30 V dc applied. 448

(그림 6-1-9) Particle movement of 3 vol% concentrated negative charged white particle and 2 wt% of particle concentrated charge control agents suspension under 30 V dc applied. 449

(그림 6-1-10) The upper electorde-side of particle movement of 3 vol% concentrated pasitive charged white particel and 7.5 wt% of particle concentrated charge control agent suspension 450

(그림 6-1-11) Particle movement of 3 vol% concentrated negative charged white particles in the water-saturated blue dyed solution under +30 V and 50 V dc applied. 451

(그림 6-1-12) Bottom side view of the particle movement of 3 vol% concentrated negative cjarged white particelds in the water-saturated blue dyed solution under +30 V and 50... 452

(그림 6-1-13) 다양한 색상의 전자잉크의 광학적 특성 457

(그림 6-1-14) SEM photographs of microcapsules prepared with four different reaction times. 465

(그림 5-1-15) SEM photographs of microcapsules prepared with 150 min. 466

(그림 6-1-16) Optical microscope photograph of the color microcapsules containing white and magenta 467

(그림 6-1-17) Microcapsule layer in the electric field (E=250 V/㎜) 468

(그림 6-1-18) 조밀한 마이크로캡슐 단일막으로 이루어진 전자종이 모식도 470

(그림 6-1-19) 일정 두께의 도막을 형성시키는 자동 도공기. 471

(그림 6-1-20) 자동 도공기로 투명전극 기판 상에 도포된 백색 단일 입자분산계 전자잉크 마이크로캡슐의 monolayer. 472

(그림 6-1-21) 멜라민-포름알데히드로 이루어진 전자잉크 마이크로캡슐을 사용하여 조제하여 전자종이용 표시부 472

(그림 6-1-22) 백색 입자를 염료 현탁 유체에 분산시킨 전자잉크의 광학적 특성 평가. 474

(그림 6-1-23) 젤라틴 마이크로캡슐의 조밀한 monolayer. 475

(그림 6-1-24) 젤라틴 마이크로캡슐과 바인더 슬러리를 투명전극 상에 도포한 후의 시간에 따른 마이크로캡슐의 변형 결과도. 475

(그림 6-1-25) 흑/백 마이크로 캡슐로 이루어진 표시부의 전기장 인가후 거동. 476

(그림 6-1-26) 시안/백색 전기영동 마이크로캡슐 표시부 패널의 전기장 인가 상태와 각각의 상태의 확대도. 477

(그림 6-1-27) 시안/배색 마이크로캡슐 표시부의 전기장 인가시 광학 특성 및 응답속도. 478

(그림 6-1-28) A4 전자종이 표시부 패널의 전기장 거동. 479

(그림 6-1-29) 2인치 QCIF 급의 OTFT driven Epaper의 단위픽셀 spec.과 mask layout. 480

(그림 6-1-30) 제작된 전자종이용 OTFT 패널과 픽셀 사진. 481

(그림 6-1-31) 3.5인치 전자종이용 OTFT의 단위픽셀 구조. 482

(그림 6-1-32) 전자종이용 구동보드의 block diagram. 483

(그림 6-1-33) 전자종이의 gray level 표시를 위한 schematic diagram. 484

(그림 6-2-1) 액티브-매트릭스 에미터 어레이 소자 개략도 및 제작된 소자의 평면 사진 488

(그림 6-2-2) 액티브-매트릭스 에미터 어레이의 TFT 게이트 전압에 따른 아노드 전류 특성 489

(그림 6-2-3) 유리 메쉬 제작 공정 순서 491

(그림 6-2-4) 제작된 유리 메쉬판 및 메쉬 구멍 사진 492

(그림 6-2-5) 단순 메쉬 게이트-에미터의 개략도 및 진공 패키징된 패널의 발광 사진 493

(그림 6-2-6) 단순 메쉬 게이트-에미터의 전계방출 특성 494

(그림 6-2-7) 메쉬 게이트-CNT 에미터의 전계방출 시뮬레이션을 위한 구조 495

(그림 6-2-8) 메쉬 홀의 중심 및 가장자리에서 전계 방출된 전자빔의 궤도 시뮬레이션 결과 495

(그림 5-2-9) 경사가 심한 메쉬 홀과 역경사 홀에서 전계 방출된 전자빔의 궤도 시뮬레이션 결과 496

(그림 6-2-10) 금속 메쉬를 이용한 액티브-매트릭스 에미터 어레이의 단면도 497

(그림 6-2-11) 제작된 금속 메쉬의 평면 및 단면 SEM 사진 498

(그림 6-2-12) 단순 금속 메쉬 게이트-에미터의 구조 및 전계방출 특성 499

(그림 6-2-13) 금속 메쉬 흘의 가장자리에서 전계방출된 전자빔의 궤도시뮬레이션 결과 500