光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物及びこれを利用した有機薄膜トランジスタ
【課題】有機高分子組成物に微細パターンが可能な光架橋の特性を付与しながら電気的特性を向上させることができる有機高分子ゲート絶縁膜組成物を提供する。
【解決手段】本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物は、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体よりなる群から選択された絶縁性有機高分子と、二重結合を２つ以上含む架橋用単量体と、光開始剤とを含み、有機薄膜トランジスタは、上記組成物で形成されたセミ相互侵入高分子網目（semi-interpenetrating polymer network）ゲート絶縁膜を含む。
【解決手段】本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物は、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体よりなる群から選択された絶縁性有機高分子と、二重結合を２つ以上含む架橋用単量体と、光開始剤とを含み、有機薄膜トランジスタは、上記組成物で形成されたセミ相互侵入高分子網目（semi-interpenetrating polymer network）ゲート絶縁膜を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物及びこれを利用した有機薄膜トランジスタに関し、より詳細には、微細パターンが可能な光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物及びこれを利用した有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料を利用した有機薄膜トランジスタは、材料の多様な合成方法、成形及び加工の容易性、柔軟性、低価の生産費などの長所を有するので、新しい電気電子素材として機能性電子素子及び光素子など、広範囲な分野で活発な研究がなされている。
【０００３】
現在、有機薄膜トランジスタは、プラスチック基盤型の能動型有機電気発光素子の駆動素子、スマートカード、インベントリタグ（inventory tag）用プラスチックチップに高い活用度が予想されるので、世界有数の企業体と研究所、大学などで研究されている。このような有機薄膜トランジスタの性能は、電界移動度、点滅比、移動度、サブスレショルドスロープ（subthreshold slope）などとして評価している。また、上記有機薄膜トランジスタの性能は、有機活性膜の結晶化度、有機絶縁膜と有機活性膜界面の電荷特性、有機絶縁膜の薄膜特性、ソース／ドレイン電極と有機活性膜界面のキャリア注入能力などに影響を受ける。このような特性を改善するために、多様な方法が試みされている。
【０００４】
有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として使われるためには、電気伝導率（electrical conductivity）が低く、且つ耐電率（breakdown field）特性の高い素材が要求される。現在、有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜を使用しているが、無機絶縁膜の場合、膜形成温度が高温なので、有機薄膜トランジスタに適用される場合、使用された基板（特に、プラスチック基板）及び前工程で基板上に形成された他の膜質（以下、“先工程膜”という）の物理的／化学的性質に影響を及ぼし、トランジスタの特性に影響を及ぼすことができる。したがって、低温工程が可能で、先工程膜に影響を最小化することができる新しい有機ゲート絶縁膜に関する研究が活発に進行中にある。
【０００５】
【特許文献１】大韓民国特許登録第１０-０６０６６５５号
【特許文献２】大韓民国特許登録第１０-０６６８４０７号
【特許文献３】大韓民国特許登録第１０-０５７２８５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在使用されている有機絶縁膜としては、ポリイミド（大韓民国特許公開第２００３−００１６９８１号）、ポリビニルアルコール（大韓民国特許公開第２００２−００８４４２７号）、ポリ（ビニルフェノール−マレイミド）（大韓民国特許公開第２００４−００２８０１０号）、フォトアクリルなどが挙げられるが、既存の無機絶縁膜を代替する程度の素子特性を示したものではない。したがって、高効率の有機薄膜トランジスタを具現するためには、有機活性膜素材の開発だけでなく、基板及び先工程膜に影響を及ぼさなく、且つ単純化された工程で薄膜形成が可能な素子特性に優れる有機ゲート絶縁膜の開発が切実に求められる。
【０００７】
ここに、本発明者らは、有機薄膜トランジスタを高効率で具現するための有機高分子ゲート絶縁膜に対する研究を進行しながら、ゲート絶縁膜素材としてポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、またはこれらの共重合体のような絶縁特性に優れる高分子、２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体、光開始剤、そして熱開始剤を適正な溶媒に溶解した混合組成物を利用すれば、微細パターンが可能で、電気的特性を進めることができるセミ相互侵入高分子網目からなる薄膜を形成することができ、これを有機薄膜トランジスタに利用する場合、素子特性を向上させることを知見し、これを基盤にして本発明を完成した。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、有機高分子組成物に微細パターンが可能な光架橋の特性を付与しながら電気的特性を向上させることができる有機高分子ゲート絶縁膜組成物を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、上記有機高分子ゲート絶縁膜を含めて、素子の特性を向上させた有機薄膜トランジスタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体よりなる群から一種以上選択された絶縁性有機高分子と、２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体と、光開始剤とを含む有機高分子ゲート絶縁膜組成物を提供する。
【００１１】
上記の他の目的を達成するために、本発明は、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体よりなる群から一種以上選択された絶縁性有機高分子と、２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体及び光開始剤を含む有機高分子ゲート絶縁膜組成物を溶媒中に溶解させて形成した有機高分子ゲート絶縁膜とを含む有機薄膜トランジスタを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物及びこれを利用した有機薄膜トランジスタは、次のような効果を有する。
【００１３】
第一に、本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物は、光リソグラフィ工程が可能な高分子膜を形成する。
【００１４】
第二に、本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物は、低温光リソグラフィ工程で微細パターン化され、先工程膜に及ぶ影響を最小化する。
【００１５】
第三に、本発明による有機薄膜トランジスタは、光反応性有機高分子ゲート絶縁膜を適用することによって、先工程膜の選択性を高めることができ、したがって、その構造が多様化されることができる。
【００１６】
第四に、本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物は、湿式工程を利用して形成するので、大面積の基板上に有機薄膜トランジスタを製造することが良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一側面によれば、本発明は、絶縁性有機高分子、２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体及び光開始剤を含む光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物を提供する。
【００１８】
上記絶縁性有機高分子は、下記化学式１乃至４で表示されるポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、またはこれらの共重合体から一種以上選択されることが好ましい。
【００１９】
【化１】
【００２０】
【化２】
【００２１】
【化３】
【００２２】
【化４】
【００２３】
上記式中、上記高分子の重合度は、使用目的または用途によって決定されることができ、少なくとも重合度５０以上であり、好ましくは、重合度１００乃至１０００である。
【００２４】
上記共重合体としては、これらに限定されるわけではないが、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルアルコール）、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルピロリドン）、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルフェノール）、ポリ（ビニルアルコール−ランダム−ビニルピロリドン）、及びポリ（ビニルピロリドン−ランダム−ビニルフェノール）を含み、これらの共重合の割合は、１／９９から９９／１まで可能である。
【００２５】
上記絶縁性有機高分子は、組成物の全体重量に基礎して１重量％以上含むことができ、好ましくは、５乃至５０重量％含まれる。
【００２６】
上記２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体としては、下記の化学式５乃至８で表示されるものから選択されることが好ましい：
【００２７】
【化５】
【００２８】
【化６】
【００２９】
【化７】
【００３０】
【化８】
【００３１】
上記式中、
【００３２】
【化９】
【００３３】
であり、
Ｒ″は、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３などである。
【００３４】
上記２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体として、より好ましくは、下記式のペンタエリスリトールテトラアクリレート、またはジペンタエリスリトールヘキサアクリレートである：
【００３５】
【化１０】
【００３６】
【化１１】
【００３７】
上記架橋用単量体は、組成物の全体重量に対して１％以上含むことができ、好ましくは、５乃至５０重量％含まれる。組成物の全体重量に対して１％以上含まれる場合、微細パターンが可能で、耐化学性と耐熱性に優れるセミ相互侵入高分子網目ゲート絶縁膜を形成することができる。
【００３８】
上記光開始剤物質は、組成物の全体重量に対して０．１％以上添加されると、光反応が進行されることができ、好ましくは、０．２５乃至３．５重量％含まれる。
【００３９】
上記ゲート絶縁膜組成物において、架橋用単量体及び光開始剤を特定の含量で含む場合、残りは、絶縁性有機高分子で満たされることが好ましい。
【００４０】
上記ゲート絶縁膜組成物には、熱開始剤をさらに含めることができ、熱開始剤は、組成物１００重量％に対して０．１重量部以上添加されなければならないし、好ましくは、０．２５乃至３．５重量部含まれる。
【００４１】
上記絶縁性有機高分子、架橋用単量体、光開始剤、または／及び熱開始剤は、溶媒、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（propylene glycol monomethyl ether acetate）中に１重量％以上の濃度で溶解させて使用されることができる。上記溶媒としては、この分野に一般的に使われる有機溶媒を使用することができ、上記高分子の濃度が１重量％以上になる場合、コーティング特性及び薄膜厚さが確保される。
【００４２】
上記絶縁性有機高分子を単独重合体としてゲート絶縁膜に使用することができるが、有機絶縁膜の物理的、化学的、及び電気的特性を考慮して、他の絶縁特性に優れる単独重合体高分子と物理的にブレンド化して使用されることもできる。
【００４３】
本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物は、光反応性物質を使用して微細パターン可能な光特性を付与しながら、パターニング以後に熱開始剤に残存する二重結合の追加的な架橋を通じて漏洩電流を低減することによって、電気的特性をさらに向上させることができる。
【００４４】
光開始剤及び熱開始剤物質については、組成物の使用目的、用途、構成要素の種類、及び量などによって適切な量を決定することができる。
【００４５】
上記使用される光開始剤物質は、可視光線波長の光により活性化される物質であって、次のような物質の中から選択されることが好ましい：
【００４６】
２、６−ビス（４−アジドベンジリデン（azidobenzylidene））シクロヘキサノン；
２−６−ビス（４−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン；
４、４−ジアジドスチルベン（diazidostilbene）−２、２’−ジスルホン酸ジソジウム塩；
アンモニウムジクロメート；
１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−ペンチル−キトン（イルガキュア（Irgacure）９０７）；
２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−ワン（イルガキュア１８４Ｃ）；
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−ワン（ダロキュア（Darocur）１１７３）、
イルガキュア１８４Ｃ ５０重量％とベンゾフェノン５０重量％の混合開始剤（イルガキュア５００）；
イルガキュア１８４Ｃ ２０重量％とダロキュア１１７３ ８０重量％の混合開始剤（イルガキュア１０００）；
２−ヒドロキシ−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−メチル−１−プロパノン（イルガキュア２９５９）；
メチルベンゾイルホルマート（ダロキュアＭＢＦ）；
アルファ、アルファ−ジメトキシ−アルファ−フェニルアセトフェノン（イルガキュア６５１）；
２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン（イルガキュア３６９）；
イルガキュア３６９ ３０重量％とイルガキュア６５１ ７０重量％の混合開始剤（イルガキュア１３００）；
ジフェニル（２、４、６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキサイド（ダロキュアＴＰＯ）；
ダロキュアＴＰＯ ５０重量％とダロキュア１１７３ ５０重量％の混合開始剤（ダロキュア４２６５）；
ホスフィンオキサイド；
フェニルビス（２、４、６−トリメチルベンゾイル）（イルガキュア８１９）；
イルガキュア８１９ ５重量％とダロキュア１１７３ ９５重量％の混合開始剤（イルガキュア２００５）；
イルガキュア８１９ １０重量％とダロキュア１１７３ ９０重量％の混合開始剤（イルガキュア２０１０）；
イルガキュア８１９ ２０重量％とダロキュア１１７３ ８０重量％の混合開始剤（イルガキュア２０２０）；
ビス（エタ５−２、４−シクロペンタジエン−１−イル）ビス［２、６−ジフルオル−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）フェニル］チタニウム（イルガキュア７８４）；
【００４７】
ベンゾフェノンが含有された混合開始剤（ＨＳＰ １８８）；及びこれらの誘導体。
【００４８】
上記使用される熱開始剤物質は、熱により活性化される物質であって、次のような物質の中から選択されることが好ましく、特に２次ベーキング時にラジカルが生成されることができる高温ラジカル開始剤がさらに好ましい。
【００４９】
ベンゾイルパーオキサイド（Benzoyl peroxide、ＢＰ）；
アセチルパーオキサイド（Acetyl peroxide、ＡＰ）；
ジアウリルパーオキサイド（Diauryl peroxide、ＤＰ）；
ジ−ターシャリー−ブチルパーオキサイド（di-tert-butyl peroxide、ｔ−ＢＴＰ）；
クミルハイドロパーオキサイド（Cumyl hydroperoxide、ＣＨＰ）；
ハイドロジョンパーオキサイド（Hydrogen peroxide、ＨＰ）；
ポタシウムパーオキサイド（Potassium peroxide、ＰＰ）；
２、２’−アゾビスイソブチロニトリル（２、２’−Azobisisobutyronitrile、ＡＩＢＮ）；
アゾ化合物開始剤（Azo compound);
アルキル銀（Silver alkyls）
【００５０】
有機薄膜トランジスタは、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機活性膜、及びソース−ドレイン電極が順次に積層されているか、または基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース−ドレイン電極、及び有機活性膜が順次に積層されている構造であり、これらに限定されずに、他の構造でも適用可能である。
【００５１】
上記基板としては、この分野において一般的に使用されるものが利用され、例えば、ガラス、シリコンウェーハ、プラスチックなどが使用されることができるが、これらに限定されるわけではない。
【００５２】
また、上記ゲート電極は、上記基板上にこの分野において通常的に使用される方法、例えばＥ−ビーム法などを用いてシャドウーマスクを利用して形成され、上記ゲート電極としては、この分野において通常的に使用される金属を利用することができ、具体的な例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウムスズ酸化物（indium-tin-oxide、ＩＴＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）、及びクロム（Ｃｒ）が含まれることができるが、これらに限定されるわけではない。
【００５３】
上記ゲート絶縁膜は、上記ゲート電極上に形成され、ゲート絶縁膜は、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、またはこれらの共重合体、２つ以上の二重結合を有する架橋型単量体、光開始剤、そして熱開始剤を適正な溶媒に溶解した混合組成物から光架橋と熱架橋を通じて製造される。
【００５４】
上記光反応性有機高分子ゲート絶縁膜は、ゲート電極上に湿式工程により形成され、具体的にゲート絶縁膜組成物をスピンコーティング、ディッピング、またはプリンティングにより塗布し、次いで、ベーキングして絶縁膜を形成する。また、上記有機高分子ゲート絶縁膜は、光架橋を通じてセミ相互侵入高分子網目を形成した後、現像（developing）工程を利用してパターン化する。リソグラフィによりパターン化された架橋型有機高分子ゲート絶縁膜のイメージを図１及び図３に示した。
【００５５】
有機活性膜は、上記ゲート絶縁膜上に形成され、有機活性膜を構成する物質としては、ペンタセン（pentacene）、ＤＨ６Ｔ（ジヘキシル−ヘキシチオフェン）、Ｐ３ＨＴ（ポリ（３−ヘキシチオフェン）レジオレギュラー）、Ｆ８Ｔ２（ポリ−９、９−ジオクチルフルオレン−co−ビチオフェン）、ＤＨＡＤＴ（ジヘキシルアントラ−ジチオフェン）などの通常的な物質、またはこれらの誘導体を使用することができるが、これらに限定されない。
【００５６】
上記有機活性膜は、この分野において一般的に知られた条件下で上記物質を蒸着することのような方法により形成されることができる。
【００５７】
また、上記ソース−ドレイン電極は、金（Ａｕ）、インジウム−錫−オキサイド（ＩＴＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）などの通常的な金属を使用することができるが、これらに限定されたわけではない。
【００５８】
上記ソース−ドレイン電極は、有機活性膜上にこの分野において一般的に知られた方法を用いて形成され、好ましくは、シャドウーマスクを利用したＥ−ビーム法を利用して形成されることができる。
【００５９】
上記基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機活性膜、及びソース−ドレイン電極のそれぞれの厚さは、この分野において使用される一般的な厚さで形成されることができる。
【００６０】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明が実施例に限定されるわけではない。
【００６１】
実施例１
光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物の製造
高誘電率有機高分子としてポリメチルメタクリレート、架橋用単量体としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、光開始剤としてトリメチルベンゼンジフェニルホスフィンオキサイドを１．０／１．０／０．２の重量比でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに２５重量％の割合で溶解し、有機高分子ゲート絶縁膜組成物を製造した。
【００６２】
有機薄膜トランジスタの製造
まず、ｐ−型シリコンウェーハにＥ−ビーム（beam）法でＴｉ（５０Å）／Ａｕ（８０Å）のゲート電極をシャドウーマスクを利用して形成した。次いで、上記で製造した光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物をゲート電極上にスピンコーティング３０００ｒｐｍでコーティングした後、９０℃で２分間ベーキングした後、２分間の紫外線（波長＝３６５ｎｍ、３５０Ｗ）照射を通じて光架橋を実施した。実際光架橋を通じて生成されたゲート絶縁膜は、セミ相互侵入高分子網目からなる。このように得られた薄膜にエチルアセテート（ethylacetate）を利用して現像工程を経て微細パターンの高分子ゲート絶縁膜を形成した。その後、２００℃で１０分間ベーキングを実施した。最終的な有機高分子ゲート絶縁膜の厚さは、１５，５００Åであった。次に、ペンタセンを低真空度（＜１．０×１０−６ｔｏｒｒ）、基板温度７０℃、蒸着比１Å／ｓｅｃの条件で８００Å厚さで蒸着させて、ペンタセン活性膜を形成した。ペンタセン活性膜上にソース−ドレイン電極でチャンネル幅２ｍｍ、チャンネル長さ５０μｍの金（Ａｕ）をシャドウーマスクを利用してＥ−ビーム法で５００Å形成した。
【００６３】
試験例
微細パターンの分析
実施例１で製造された光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物を光架橋し、微細パターンを作った例を図１に示した。
【００６４】
有機薄膜トランジスタの素子特性分析
実施例１から製造された素子を使用してHewlett Packard社のSemiconductor parameter analyzer（ＨＰ ４１５６Ｃ、Agilent）を利用して電界効果移動度を測定し、その結果を図２に示した。図２の特性グラフは、典型的なトランジスタのＩＤ−ＶＤの特性を曲線で示している。測定された電流伝達特性曲線から下記の飽和領域（saturation region）の電流式を利用して計算した。電界効果移動度は、下記の式を利用して決定した。
ＩＤＳ＝（ＷＣｉ／２Ｌ）μ（ＶＧＳ−ＶＴ）２
ここで、ＷとＬは、ソース−ドレインの広さと長さを、μ、Ｃｉ、ＶＴは、それぞれ電界効果移動度、絶縁体のキャパシタ、しきい電圧である。
【００６５】
本実施例で決定された電界効果移動度は、ポリメチルメタクリレートの誘電定数（εｒ）＝３．１を利用して計算し、その値は、０．７１ｃｍ２／Ｖｓであった。
【００６６】
実施例２
光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物の製造
高誘電率有機高分子としてポリメチルメタクリレート、架橋単量体としてペンタエリスリトールテトラアクリレート、光開始剤としてトリメチルベンゼンジフェニルホスフィンオキサイド、熱開始剤としてジクミルパーオキサイドを１．０／１．０／０．１／０．２の重量比でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに２５重量％の割合で溶解し、有機高分子ゲート絶縁膜組成物を製造した。
【００６７】
有機薄膜トランジスタの製造
有機薄膜トランジスタは、上記実施例１と同様にして製作した。最終的な有機高分子ゲート絶縁膜の厚さは、４，０００Åであった。
【００６８】
有機薄膜トランジスタの素子特性分析
製作された素子は、典型的なトランジスタのＩＤ−ＶＤの特性を示し、本実施例で決定された電界効果移動度は、０．２８ｃｍ２／Ｖｓであった。
【００６９】
実施例３乃至６
光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物の製造
実施例１のポリメチルメタクリレートの代わりに、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルフェノール）（５０／５０モール／モール）またはポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルピロリドン）（５０／５０モール／モール）を利用して光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物を製造した例である（下記の表１参照）。架橋単量体としては、ペンタエリスリトールトリアクリレートまたはジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを利用し、光開始剤としてトリメチルベンゼンジフェニルホスフィンオキサイドを１．０／１．０／０．２の重量比でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、有機高分子ゲート絶縁膜組成物を製造した。
【００７０】
有機薄膜トランジスタの製造
有機薄膜トランジスタは、上記実施例１と同様にして製作した。
【００７１】
有機高分子ゲート絶縁膜の厚さは、表１に整理した。
【００７２】
有機薄膜トランジスタの素子特性分析
最終的な有機高分子ゲート絶縁膜の厚さ及び本実施例で決定された電界効果移動度を表１に整理した。
【００７３】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施例によるポリメチルメタクリレートを基本にした有機高分子ゲート絶縁膜をリソグラフィによりパターン化した図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施例による有機薄膜トランジスタ素子の電界効果移動度を測定したＩ−Ｖカーブを示す図である。
【図３】本発明の他の一実施例によるポリメチルメタクリレート共重合体を基本にした有機高分子ゲート絶縁膜をリソグラフィによりパターン化した図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物及びこれを利用した有機薄膜トランジスタに関し、より詳細には、微細パターンが可能な光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物及びこれを利用した有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料を利用した有機薄膜トランジスタは、材料の多様な合成方法、成形及び加工の容易性、柔軟性、低価の生産費などの長所を有するので、新しい電気電子素材として機能性電子素子及び光素子など、広範囲な分野で活発な研究がなされている。
【０００３】
現在、有機薄膜トランジスタは、プラスチック基盤型の能動型有機電気発光素子の駆動素子、スマートカード、インベントリタグ（inventory tag）用プラスチックチップに高い活用度が予想されるので、世界有数の企業体と研究所、大学などで研究されている。このような有機薄膜トランジスタの性能は、電界移動度、点滅比、移動度、サブスレショルドスロープ（subthreshold slope）などとして評価している。また、上記有機薄膜トランジスタの性能は、有機活性膜の結晶化度、有機絶縁膜と有機活性膜界面の電荷特性、有機絶縁膜の薄膜特性、ソース／ドレイン電極と有機活性膜界面のキャリア注入能力などに影響を受ける。このような特性を改善するために、多様な方法が試みされている。
【０００４】
有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として使われるためには、電気伝導率（electrical conductivity）が低く、且つ耐電率（breakdown field）特性の高い素材が要求される。現在、有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜を使用しているが、無機絶縁膜の場合、膜形成温度が高温なので、有機薄膜トランジスタに適用される場合、使用された基板（特に、プラスチック基板）及び前工程で基板上に形成された他の膜質（以下、“先工程膜”という）の物理的／化学的性質に影響を及ぼし、トランジスタの特性に影響を及ぼすことができる。したがって、低温工程が可能で、先工程膜に影響を最小化することができる新しい有機ゲート絶縁膜に関する研究が活発に進行中にある。
【０００５】
【特許文献１】大韓民国特許登録第１０-０６０６６５５号
【特許文献２】大韓民国特許登録第１０-０６６８４０７号
【特許文献３】大韓民国特許登録第１０-０５７２８５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在使用されている有機絶縁膜としては、ポリイミド（大韓民国特許公開第２００３−００１６９８１号）、ポリビニルアルコール（大韓民国特許公開第２００２−００８４４２７号）、ポリ（ビニルフェノール−マレイミド）（大韓民国特許公開第２００４−００２８０１０号）、フォトアクリルなどが挙げられるが、既存の無機絶縁膜を代替する程度の素子特性を示したものではない。したがって、高効率の有機薄膜トランジスタを具現するためには、有機活性膜素材の開発だけでなく、基板及び先工程膜に影響を及ぼさなく、且つ単純化された工程で薄膜形成が可能な素子特性に優れる有機ゲート絶縁膜の開発が切実に求められる。
【０００７】
ここに、本発明者らは、有機薄膜トランジスタを高効率で具現するための有機高分子ゲート絶縁膜に対する研究を進行しながら、ゲート絶縁膜素材としてポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、またはこれらの共重合体のような絶縁特性に優れる高分子、２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体、光開始剤、そして熱開始剤を適正な溶媒に溶解した混合組成物を利用すれば、微細パターンが可能で、電気的特性を進めることができるセミ相互侵入高分子網目からなる薄膜を形成することができ、これを有機薄膜トランジスタに利用する場合、素子特性を向上させることを知見し、これを基盤にして本発明を完成した。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、有機高分子組成物に微細パターンが可能な光架橋の特性を付与しながら電気的特性を向上させることができる有機高分子ゲート絶縁膜組成物を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、上記有機高分子ゲート絶縁膜を含めて、素子の特性を向上させた有機薄膜トランジスタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体よりなる群から一種以上選択された絶縁性有機高分子と、２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体と、光開始剤とを含む有機高分子ゲート絶縁膜組成物を提供する。
【００１１】
上記の他の目的を達成するために、本発明は、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体よりなる群から一種以上選択された絶縁性有機高分子と、２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体及び光開始剤を含む有機高分子ゲート絶縁膜組成物を溶媒中に溶解させて形成した有機高分子ゲート絶縁膜とを含む有機薄膜トランジスタを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物及びこれを利用した有機薄膜トランジスタは、次のような効果を有する。
【００１３】
第一に、本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物は、光リソグラフィ工程が可能な高分子膜を形成する。
【００１４】
第二に、本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物は、低温光リソグラフィ工程で微細パターン化され、先工程膜に及ぶ影響を最小化する。
【００１５】
第三に、本発明による有機薄膜トランジスタは、光反応性有機高分子ゲート絶縁膜を適用することによって、先工程膜の選択性を高めることができ、したがって、その構造が多様化されることができる。
【００１６】
第四に、本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物は、湿式工程を利用して形成するので、大面積の基板上に有機薄膜トランジスタを製造することが良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一側面によれば、本発明は、絶縁性有機高分子、２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体及び光開始剤を含む光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物を提供する。
【００１８】
上記絶縁性有機高分子は、下記化学式１乃至４で表示されるポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、またはこれらの共重合体から一種以上選択されることが好ましい。
【００１９】
【化１】
【００２０】
【化２】
【００２１】
【化３】
【００２２】
【化４】
【００２３】
上記式中、上記高分子の重合度は、使用目的または用途によって決定されることができ、少なくとも重合度５０以上であり、好ましくは、重合度１００乃至１０００である。
【００２４】
上記共重合体としては、これらに限定されるわけではないが、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルアルコール）、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルピロリドン）、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルフェノール）、ポリ（ビニルアルコール−ランダム−ビニルピロリドン）、及びポリ（ビニルピロリドン−ランダム−ビニルフェノール）を含み、これらの共重合の割合は、１／９９から９９／１まで可能である。
【００２５】
上記絶縁性有機高分子は、組成物の全体重量に基礎して１重量％以上含むことができ、好ましくは、５乃至５０重量％含まれる。
【００２６】
上記２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体としては、下記の化学式５乃至８で表示されるものから選択されることが好ましい：
【００２７】
【化５】
【００２８】
【化６】
【００２９】
【化７】
【００３０】
【化８】
【００３１】
上記式中、
【００３２】
【化９】
【００３３】
であり、
Ｒ″は、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３などである。
【００３４】
上記２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体として、より好ましくは、下記式のペンタエリスリトールテトラアクリレート、またはジペンタエリスリトールヘキサアクリレートである：
【００３５】
【化１０】
【００３６】
【化１１】
【００３７】
上記架橋用単量体は、組成物の全体重量に対して１％以上含むことができ、好ましくは、５乃至５０重量％含まれる。組成物の全体重量に対して１％以上含まれる場合、微細パターンが可能で、耐化学性と耐熱性に優れるセミ相互侵入高分子網目ゲート絶縁膜を形成することができる。
【００３８】
上記光開始剤物質は、組成物の全体重量に対して０．１％以上添加されると、光反応が進行されることができ、好ましくは、０．２５乃至３．５重量％含まれる。
【００３９】
上記ゲート絶縁膜組成物において、架橋用単量体及び光開始剤を特定の含量で含む場合、残りは、絶縁性有機高分子で満たされることが好ましい。
【００４０】
上記ゲート絶縁膜組成物には、熱開始剤をさらに含めることができ、熱開始剤は、組成物１００重量％に対して０．１重量部以上添加されなければならないし、好ましくは、０．２５乃至３．５重量部含まれる。
【００４１】
上記絶縁性有機高分子、架橋用単量体、光開始剤、または／及び熱開始剤は、溶媒、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（propylene glycol monomethyl ether acetate）中に１重量％以上の濃度で溶解させて使用されることができる。上記溶媒としては、この分野に一般的に使われる有機溶媒を使用することができ、上記高分子の濃度が１重量％以上になる場合、コーティング特性及び薄膜厚さが確保される。
【００４２】
上記絶縁性有機高分子を単独重合体としてゲート絶縁膜に使用することができるが、有機絶縁膜の物理的、化学的、及び電気的特性を考慮して、他の絶縁特性に優れる単独重合体高分子と物理的にブレンド化して使用されることもできる。
【００４３】
本発明による光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物は、光反応性物質を使用して微細パターン可能な光特性を付与しながら、パターニング以後に熱開始剤に残存する二重結合の追加的な架橋を通じて漏洩電流を低減することによって、電気的特性をさらに向上させることができる。
【００４４】
光開始剤及び熱開始剤物質については、組成物の使用目的、用途、構成要素の種類、及び量などによって適切な量を決定することができる。
【００４５】
上記使用される光開始剤物質は、可視光線波長の光により活性化される物質であって、次のような物質の中から選択されることが好ましい：
【００４６】
２、６−ビス（４−アジドベンジリデン（azidobenzylidene））シクロヘキサノン；
２−６−ビス（４−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン；
４、４−ジアジドスチルベン（diazidostilbene）−２、２’−ジスルホン酸ジソジウム塩；
アンモニウムジクロメート；
１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−ペンチル−キトン（イルガキュア（Irgacure）９０７）；
２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−ワン（イルガキュア１８４Ｃ）；
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−ワン（ダロキュア（Darocur）１１７３）、
イルガキュア１８４Ｃ ５０重量％とベンゾフェノン５０重量％の混合開始剤（イルガキュア５００）；
イルガキュア１８４Ｃ ２０重量％とダロキュア１１７３ ８０重量％の混合開始剤（イルガキュア１０００）；
２−ヒドロキシ−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−メチル−１−プロパノン（イルガキュア２９５９）；
メチルベンゾイルホルマート（ダロキュアＭＢＦ）；
アルファ、アルファ−ジメトキシ−アルファ−フェニルアセトフェノン（イルガキュア６５１）；
２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン（イルガキュア３６９）；
イルガキュア３６９ ３０重量％とイルガキュア６５１ ７０重量％の混合開始剤（イルガキュア１３００）；
ジフェニル（２、４、６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキサイド（ダロキュアＴＰＯ）；
ダロキュアＴＰＯ ５０重量％とダロキュア１１７３ ５０重量％の混合開始剤（ダロキュア４２６５）；
ホスフィンオキサイド；
フェニルビス（２、４、６−トリメチルベンゾイル）（イルガキュア８１９）；
イルガキュア８１９ ５重量％とダロキュア１１７３ ９５重量％の混合開始剤（イルガキュア２００５）；
イルガキュア８１９ １０重量％とダロキュア１１７３ ９０重量％の混合開始剤（イルガキュア２０１０）；
イルガキュア８１９ ２０重量％とダロキュア１１７３ ８０重量％の混合開始剤（イルガキュア２０２０）；
ビス（エタ５−２、４−シクロペンタジエン−１−イル）ビス［２、６−ジフルオル−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）フェニル］チタニウム（イルガキュア７８４）；
【００４７】
ベンゾフェノンが含有された混合開始剤（ＨＳＰ １８８）；及びこれらの誘導体。
【００４８】
上記使用される熱開始剤物質は、熱により活性化される物質であって、次のような物質の中から選択されることが好ましく、特に２次ベーキング時にラジカルが生成されることができる高温ラジカル開始剤がさらに好ましい。
【００４９】
ベンゾイルパーオキサイド（Benzoyl peroxide、ＢＰ）；
アセチルパーオキサイド（Acetyl peroxide、ＡＰ）；
ジアウリルパーオキサイド（Diauryl peroxide、ＤＰ）；
ジ−ターシャリー−ブチルパーオキサイド（di-tert-butyl peroxide、ｔ−ＢＴＰ）；
クミルハイドロパーオキサイド（Cumyl hydroperoxide、ＣＨＰ）；
ハイドロジョンパーオキサイド（Hydrogen peroxide、ＨＰ）；
ポタシウムパーオキサイド（Potassium peroxide、ＰＰ）；
２、２’−アゾビスイソブチロニトリル（２、２’−Azobisisobutyronitrile、ＡＩＢＮ）；
アゾ化合物開始剤（Azo compound);
アルキル銀（Silver alkyls）
【００５０】
有機薄膜トランジスタは、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機活性膜、及びソース−ドレイン電極が順次に積層されているか、または基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース−ドレイン電極、及び有機活性膜が順次に積層されている構造であり、これらに限定されずに、他の構造でも適用可能である。
【００５１】
上記基板としては、この分野において一般的に使用されるものが利用され、例えば、ガラス、シリコンウェーハ、プラスチックなどが使用されることができるが、これらに限定されるわけではない。
【００５２】
また、上記ゲート電極は、上記基板上にこの分野において通常的に使用される方法、例えばＥ−ビーム法などを用いてシャドウーマスクを利用して形成され、上記ゲート電極としては、この分野において通常的に使用される金属を利用することができ、具体的な例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウムスズ酸化物（indium-tin-oxide、ＩＴＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）、及びクロム（Ｃｒ）が含まれることができるが、これらに限定されるわけではない。
【００５３】
上記ゲート絶縁膜は、上記ゲート電極上に形成され、ゲート絶縁膜は、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、またはこれらの共重合体、２つ以上の二重結合を有する架橋型単量体、光開始剤、そして熱開始剤を適正な溶媒に溶解した混合組成物から光架橋と熱架橋を通じて製造される。
【００５４】
上記光反応性有機高分子ゲート絶縁膜は、ゲート電極上に湿式工程により形成され、具体的にゲート絶縁膜組成物をスピンコーティング、ディッピング、またはプリンティングにより塗布し、次いで、ベーキングして絶縁膜を形成する。また、上記有機高分子ゲート絶縁膜は、光架橋を通じてセミ相互侵入高分子網目を形成した後、現像（developing）工程を利用してパターン化する。リソグラフィによりパターン化された架橋型有機高分子ゲート絶縁膜のイメージを図１及び図３に示した。
【００５５】
有機活性膜は、上記ゲート絶縁膜上に形成され、有機活性膜を構成する物質としては、ペンタセン（pentacene）、ＤＨ６Ｔ（ジヘキシル−ヘキシチオフェン）、Ｐ３ＨＴ（ポリ（３−ヘキシチオフェン）レジオレギュラー）、Ｆ８Ｔ２（ポリ−９、９−ジオクチルフルオレン−co−ビチオフェン）、ＤＨＡＤＴ（ジヘキシルアントラ−ジチオフェン）などの通常的な物質、またはこれらの誘導体を使用することができるが、これらに限定されない。
【００５６】
上記有機活性膜は、この分野において一般的に知られた条件下で上記物質を蒸着することのような方法により形成されることができる。
【００５７】
また、上記ソース−ドレイン電極は、金（Ａｕ）、インジウム−錫−オキサイド（ＩＴＯ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）などの通常的な金属を使用することができるが、これらに限定されたわけではない。
【００５８】
上記ソース−ドレイン電極は、有機活性膜上にこの分野において一般的に知られた方法を用いて形成され、好ましくは、シャドウーマスクを利用したＥ−ビーム法を利用して形成されることができる。
【００５９】
上記基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機活性膜、及びソース−ドレイン電極のそれぞれの厚さは、この分野において使用される一般的な厚さで形成されることができる。
【００６０】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明が実施例に限定されるわけではない。
【００６１】
実施例１
光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物の製造
高誘電率有機高分子としてポリメチルメタクリレート、架橋用単量体としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、光開始剤としてトリメチルベンゼンジフェニルホスフィンオキサイドを１．０／１．０／０．２の重量比でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに２５重量％の割合で溶解し、有機高分子ゲート絶縁膜組成物を製造した。
【００６２】
有機薄膜トランジスタの製造
まず、ｐ−型シリコンウェーハにＥ−ビーム（beam）法でＴｉ（５０Å）／Ａｕ（８０Å）のゲート電極をシャドウーマスクを利用して形成した。次いで、上記で製造した光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物をゲート電極上にスピンコーティング３０００ｒｐｍでコーティングした後、９０℃で２分間ベーキングした後、２分間の紫外線（波長＝３６５ｎｍ、３５０Ｗ）照射を通じて光架橋を実施した。実際光架橋を通じて生成されたゲート絶縁膜は、セミ相互侵入高分子網目からなる。このように得られた薄膜にエチルアセテート（ethylacetate）を利用して現像工程を経て微細パターンの高分子ゲート絶縁膜を形成した。その後、２００℃で１０分間ベーキングを実施した。最終的な有機高分子ゲート絶縁膜の厚さは、１５，５００Åであった。次に、ペンタセンを低真空度（＜１．０×１０−６ｔｏｒｒ）、基板温度７０℃、蒸着比１Å／ｓｅｃの条件で８００Å厚さで蒸着させて、ペンタセン活性膜を形成した。ペンタセン活性膜上にソース−ドレイン電極でチャンネル幅２ｍｍ、チャンネル長さ５０μｍの金（Ａｕ）をシャドウーマスクを利用してＥ−ビーム法で５００Å形成した。
【００６３】
試験例
微細パターンの分析
実施例１で製造された光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物を光架橋し、微細パターンを作った例を図１に示した。
【００６４】
有機薄膜トランジスタの素子特性分析
実施例１から製造された素子を使用してHewlett Packard社のSemiconductor parameter analyzer（ＨＰ ４１５６Ｃ、Agilent）を利用して電界効果移動度を測定し、その結果を図２に示した。図２の特性グラフは、典型的なトランジスタのＩＤ−ＶＤの特性を曲線で示している。測定された電流伝達特性曲線から下記の飽和領域（saturation region）の電流式を利用して計算した。電界効果移動度は、下記の式を利用して決定した。
ＩＤＳ＝（ＷＣｉ／２Ｌ）μ（ＶＧＳ−ＶＴ）２
ここで、ＷとＬは、ソース−ドレインの広さと長さを、μ、Ｃｉ、ＶＴは、それぞれ電界効果移動度、絶縁体のキャパシタ、しきい電圧である。
【００６５】
本実施例で決定された電界効果移動度は、ポリメチルメタクリレートの誘電定数（εｒ）＝３．１を利用して計算し、その値は、０．７１ｃｍ２／Ｖｓであった。
【００６６】
実施例２
光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物の製造
高誘電率有機高分子としてポリメチルメタクリレート、架橋単量体としてペンタエリスリトールテトラアクリレート、光開始剤としてトリメチルベンゼンジフェニルホスフィンオキサイド、熱開始剤としてジクミルパーオキサイドを１．０／１．０／０．１／０．２の重量比でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに２５重量％の割合で溶解し、有機高分子ゲート絶縁膜組成物を製造した。
【００６７】
有機薄膜トランジスタの製造
有機薄膜トランジスタは、上記実施例１と同様にして製作した。最終的な有機高分子ゲート絶縁膜の厚さは、４，０００Åであった。
【００６８】
有機薄膜トランジスタの素子特性分析
製作された素子は、典型的なトランジスタのＩＤ−ＶＤの特性を示し、本実施例で決定された電界効果移動度は、０．２８ｃｍ２／Ｖｓであった。
【００６９】
実施例３乃至６
光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物の製造
実施例１のポリメチルメタクリレートの代わりに、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルフェノール）（５０／５０モール／モール）またはポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルピロリドン）（５０／５０モール／モール）を利用して光反応性有機高分子ゲート絶縁膜組成物を製造した例である（下記の表１参照）。架橋単量体としては、ペンタエリスリトールトリアクリレートまたはジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを利用し、光開始剤としてトリメチルベンゼンジフェニルホスフィンオキサイドを１．０／１．０／０．２の重量比でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、有機高分子ゲート絶縁膜組成物を製造した。
【００７０】
有機薄膜トランジスタの製造
有機薄膜トランジスタは、上記実施例１と同様にして製作した。
【００７１】
有機高分子ゲート絶縁膜の厚さは、表１に整理した。
【００７２】
有機薄膜トランジスタの素子特性分析
最終的な有機高分子ゲート絶縁膜の厚さ及び本実施例で決定された電界効果移動度を表１に整理した。
【００７３】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施例によるポリメチルメタクリレートを基本にした有機高分子ゲート絶縁膜をリソグラフィによりパターン化した図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施例による有機薄膜トランジスタ素子の電界効果移動度を測定したＩ−Ｖカーブを示す図である。
【図３】本発明の他の一実施例によるポリメチルメタクリレート共重合体を基本にした有機高分子ゲート絶縁膜をリソグラフィによりパターン化した図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体よりなる群から一種以上選択された絶縁性有機高分子と、
２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体と、
光開始剤と、を含む有機高分子ゲート絶縁膜組成物。
【請求項２】
熱開始剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の有機高分子ゲート絶縁膜組成物。
【請求項３】
前記共重合体は、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルアルコール）、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルピロリドン）、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルフェノール）、ポリ（ビニルアルコール−ランダム−ビニルピロリドン）、またはポリ（ビニルピロリドン−ランダム−ビニルフェノール）であることを特徴とする請求項１に記載の有機高分子ゲート絶縁膜組成物。
【請求項４】
前記架橋用単量体は、ペンタエリスリトールトリアクリレート、またはジペンタエリスリトールヘキサアクリレートであることを特徴とする請求項１に記載の有機高分子ゲート絶縁膜組成物。
【請求項５】
前記有機高分子は、組成物の全体重量に対して１％以上含まれ、架橋用単量体は、組成物の全体重量に対して１％以上含まれ、光開始剤は、組成物の全体重量に対して０．１％以上含まれることを特徴とする請求項１に記載の有機高分子ゲート絶縁膜組成物。
【請求項６】
ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体よりなる群から一種以上選択された絶縁性有機高分子と、２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体及び光開始剤を含む有機高分子ゲート絶縁膜組成物を溶媒中に溶解させて形成した有機高分子ゲート絶縁膜とを含む有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記溶媒は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートまたはエチル−３−エトキシプロピネートであることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記溶媒中にゲート絶縁膜組成物が１重量％以上の濃度で溶解されることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記有機薄膜トランジスタの構造は、基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機活性膜、及びソース−ドレイン電極が順次に積層されている構造であることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記有機薄膜トランジスタの構造は、基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース−ドレイン電極、及び有機活性膜が順次に積層されている構造であることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記ゲート絶縁膜は、リソグラフィ工程によりパターン化されることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１】
ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体よりなる群から一種以上選択された絶縁性有機高分子と、
２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体と、
光開始剤と、を含む有機高分子ゲート絶縁膜組成物。
【請求項２】
熱開始剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の有機高分子ゲート絶縁膜組成物。
【請求項３】
前記共重合体は、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルアルコール）、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルピロリドン）、ポリ（メチルメタクリレート−ランダム−ビニルフェノール）、ポリ（ビニルアルコール−ランダム−ビニルピロリドン）、またはポリ（ビニルピロリドン−ランダム−ビニルフェノール）であることを特徴とする請求項１に記載の有機高分子ゲート絶縁膜組成物。
【請求項４】
前記架橋用単量体は、ペンタエリスリトールトリアクリレート、またはジペンタエリスリトールヘキサアクリレートであることを特徴とする請求項１に記載の有機高分子ゲート絶縁膜組成物。
【請求項５】
前記有機高分子は、組成物の全体重量に対して１％以上含まれ、架橋用単量体は、組成物の全体重量に対して１％以上含まれ、光開始剤は、組成物の全体重量に対して０．１％以上含まれることを特徴とする請求項１に記載の有機高分子ゲート絶縁膜組成物。
【請求項６】
ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体よりなる群から一種以上選択された絶縁性有機高分子と、２つ以上の二重結合を有する架橋用単量体及び光開始剤を含む有機高分子ゲート絶縁膜組成物を溶媒中に溶解させて形成した有機高分子ゲート絶縁膜とを含む有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記溶媒は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートまたはエチル−３−エトキシプロピネートであることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記溶媒中にゲート絶縁膜組成物が１重量％以上の濃度で溶解されることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記有機薄膜トランジスタの構造は、基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機活性膜、及びソース−ドレイン電極が順次に積層されている構造であることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記有機薄膜トランジスタの構造は、基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース−ドレイン電極、及び有機活性膜が順次に積層されている構造であることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記ゲート絶縁膜は、リソグラフィ工程によりパターン化されることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１４７２９４（Ｐ２００９−１４７２９４Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１１０００（Ｐ２００８−２１１０００）
【出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【出願人】（５９６１８００７６）韓國電子通信研究院 (733)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
【住所又は居所原語表記】１６１ Ｋａｊｏｎｇ−ｄｏｎｇ， Ｙｕｓｏｎｇ−ｇｕ， Ｔａｅｊｏｎ ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【出願人】（５９６１８００７６）韓國電子通信研究院 (733)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
【住所又は居所原語表記】１６１ Ｋａｊｏｎｇ−ｄｏｎｇ， Ｙｕｓｏｎｇ−ｇｕ， Ｔａｅｊｏｎ ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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