The Fabrication of OTFT-OLED Array Using Ag-paste for Source and Drain Electrode

Ag 페이스트를 소스와 드레인 전극으로 사용한 OTFT-OLED 어레이 제작

  • 류기성 (동아대학교 전자공학과, 미디어디바이스 연구센터) ;
  • 김영배 (미디어디바이스 연구센터) ;
  • 송정근 (동아대학교 전자공학과)
  • Published : 2008.05.25

Abstract

Ag paste was employed for source and drain electrode of OTFTs and for the data metal lines of OTFT-OLED array on PC(polycarbonate) substrate. We tested two kinds of Ag-pastes such as pastes for 325 mesh and 500 mesh screen mask to examine the pattern ability and electrical performance for OTFTs. The minimum feature size was 60 ${\mu}m$ for 325 mesh screen mask and 40 ${\mu}m$ for 500 mesh screen mask. The conductivity was 60 $m{\Omega}/\square$ for 325 mesh and 133.1 $m{\Omega}/\square$ for 500 mesh. For the OTFT performance the mobility was 0.35 $cm^2/V{\cdot}sec$ and 0.12 $cm^2/V{\cdot}sec$, threshold voltage was -4.7 V and 0.9 V, respectively, and on/off current ratio was ${\sim}10^5$, for both screen masks. We applied the 500 mash Ag paste to OTFT-OLED array because of its good patterning property. The pixel was composed of two OTFTs and one capacitor and one OLED in the area of $2mm{\times}2mm$. The panel successfully worked in active mode operation even though there were a few bad pixels.

본 연구는 PC(polycarbonate) 기판 위에 소스(source)/드레인(drain) 전극으로 Ag 페이스트를 스크린 인쇄하여 OTFT(organic thin film transistor)를 제작하였다. 또한 이렇게 제작된 OTFT를 적용하여 OTFT-OLED(organic light emitting diode) 어레이를 제작하였으며 OTFT의 소스 및 드레인 전극과 더불어 데이터 배선전극을 Ag 페이스트를 이용하여 형성하였다. Ag 페이스트는 스크린 마스크의 mesh에 따라 325 mesh용과 500 mesh용을 사용하였으며, 325 mesh용 페이스트는 선폭 60 ${\mu}m$, 500 mesh용 페이스트는 선폭 40 ${\mu}m$까지 인쇄가 가능하였다. 그리고 면저항은 각각 $60m{\Omega}/\square,\;133.1m{\Omega}/\square$이었다. 제작된 OTFT의 성능은 이동도가 자각 0.35 $cm^2/V{\cdot}sec$와 0.12 $cm^2/V{\cdot}sec$, 문턱전압 -4.7 V와 0.9 V이었으며, 전류 점멸비는 ${\sim}10^5$이었다. OTFT-OLED 어레이는 인쇄성이 우수한 500 mesh용 Ag 페이스트를 사용하였으며 OTFT의 채널길이를 50 ${\mu}m$로 설계하여 제작하였다. OTFT-OLED 어레이의 화소는 2개의 OTFT, 1개의 캐패시터 그리고 1개의 OLED로 구성하였고, 크기는 $2mm{\times}2mm$이며, 해상도는 $16{\times}16$ 이다. 제작된 어레이는 일부 불량 화소를 포함하고 있지만 능동형 모드로 동작함을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. L. Zhou, S. K. Park, B. Bai, J. Sun, S. C. Wu, T. N. Jackson, S. Nelson, D. Freeman and Y. T .Hong, 'Pentacene TFT Driven AM OLED Display,' IEEE Electron Device Letters, Vol. 26, pp. 640-642, September 2005 https://doi.org/10.1109/LED.2005.853654
  2. T. S. Hu, Y. K, Wang, T. H. Lin, J. Y. Yan, T. W. Lee, C. H. Yu, J. F. Wen, C. J. Kao, L. H. Chen, Y. Y. Shen, S. T. Yeh, M. R. Tseng, P. S. Wu, J. C. Ho and C. C. Lee '4.1' Flexible Organic Light Emitting Diodes Driven by Organic Thin-Film Transistor,' in Proc. of IMID Technical Digest, pp. 314-315, Taegu, Korea, August 2006
  3. K. S. Suh, I. K. You, S. Y. Kang, S. D. Ahn, J. Y. Oh, G. H. Kim, K. H. Baek, C. A. Kim, C. S. Hwang, S. H. K. Park, Y. S. Yang, S. M. Chung, J. I. Lee, L, M. Do, H, Y. Chu and K. Y. kang 'A 2' QCIF Flexible OTFT driven AM-OLED Display,' in Proc. of IMID Technical Digest, pp. 181-185, Taegu, Korea, August 2006
  4. I. Yagi, N. Hirai, M. Noda, A. Imaok, Y. Miyamoto, N. Yoneya, K. Nomoto, J. Kasahara, A. Yumoto, T. Urabe, 'A full-Color, Eop-Emission AM-OLED Display Driven by OTFTs' in Proc. of SID Technical Digest, pp. 1753-1756, California, U.S.A., May 2007
  5. S. H. Han, Y. R. Son, S. H. Lee, K. J. Lee, G. S. Cho, W. S. Kim, T. J. Park, W. S. Jeon, D. J. Choo, J. Jang, 'High Resolution OTFT-OLED on Plastic Substrate' in Proc. of SID Technical Digest, pp. 1757-1760, California, U.S.A. May 2007
  6. T. Chuman, S. Ohta, S. Miyaguchi, H. Satoh, T. Tanabe, Y. Okuda and M. Tsuchida, 'Active Matrix Oranic Light Emitting Diode Panel using Organic Thin-Film Transistors,' in Proc. of SID 04 Digest, pp. 45-47, Seattle, USA, May 2004
  7. F. Garnier, R. Hajlaoui, A. Yassar, and P. Srivastava, 'All-Polymer Field-Effect Transistor Realized by Printing Techniques,' Science, Vol. 265, pp. 1684-1686 September 1994 https://doi.org/10.1126/science.265.5179.1684
  8. Z. Bao, Y. Feng, A. Dodabalapur, V. R. Raju, and A. J. Lovinger 'High-performance Plastic Transistors Fabricated by Printing Techniques,' Chem. Mater., Vol. 9, pp. 1299-1301, 1997 https://doi.org/10.1021/cm9701163
  9. C. Gray, J. Wang, G. Duthaler, A. Ritenour, and P. S. Drzaic, 'Screen printed organic thin film transistors (OTFTs) on a flexible substrate,' in Proc. SPIE pp. 4466, 2001
  10. E. J. Brandon, W. West, and E. Wesseling, 'Carbon-based printed contacts for organic thin-film transistors,' Applied Physics Letters, Vol. 83, pp. 3945-3947, November 2003 https://doi.org/10.1063/1.1625794
  11. R. Parashkov, E. Becker, T. Riedl, H. H. Johannes and W. Kowalskey, 'Large Area Electronics Using Printing Methods,' in Proc IEEE, Vol. 93, pp. 1321-1329, 2005
  12. G. S. Ryu, K. B. Choe, C. K. Song, 'Array of organic thin film transistors integrated with organic light emitting diodes on a plastic substrate' Thin Solid Films, Vol. 514, pp. 302-305, August 2006 https://doi.org/10.1016/j.tsf.2006.02.081
  13. H. S. Byun, Y. X. Xu, C. K. Song, 'Fabrication of high performance pentacene thin film transistors using poly(4-vinylphenol) as the gate insulator on polyethyleneterephthalate substrates' Thin Solid Films, Vol. 493, pp. 278-281, December 2005 https://doi.org/10.1016/j.tsf.2005.07.200