유기 박막 트랜지스터 (Organic thin film transistors, OTFTs)에 관한 연구는 1980 년대부터 시작되었다. 유기 박막 트랜지스터는 제작 공정이 간단하고 비용이 저렴하고, 낮은 온도에서 제작할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문에 여러 분야에서 활발히 연구하고 있다. 본 논문은 폴리이미드 (PI) 기판 위에 제작된 유기 박막 트랜지스터에 관한 연구이다. 그런데 유기 박막 트랜지스터가 무기 박막 트랜지스터보다 상대적으로 낮은 전계효과 이동도와 높은 문턱 전압을 가지고 있기 때문에 이를 개선하기 위하여 본 논문에서는 유기/무기 composite 절연체 물질을 사용해서 게이트 절연체 층은 사용하였다 [44-50]. 이 나노 입자 Composited 게이트 절연체 박막은 게이트 절연체의 커패시턴스를 높일 수 있으며, cPVP (poly 4-vinylphenol : poly melamine-co-formaldehyde, PVP : PMF )와 1.5 wt%의 무기 입자인 Y2O3 (yttrium oxide)를 같이 섞여서 만들었다. cPVP 소자의 문턱전압은 -16.4 V이고 전계 효과 이동도는 0.185 cm2/Vsec이다, Composite 소자의 문턱전압은 -7 V이고 전계 효과 이동도는 0.175 cm2/Vsec이다. 이로부터 무기 나노 입자Y2O3이 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성에 대한 큰 영향을 가지고 있는 것을 확인 할 수 있다. 또한 본 논문에서는 이 두 가지 폴리이미드 기판 위에 제작된 소자가 전기적인 스트레스와 기계적인 스트레스를 받은 후의 전기적 특성의 변화를 알기 위해, 게이트 바이어스 전압이 -40 V의 bias stress 벤딩 테스트도 실험하였다. 그 결과 전기적인 스트레스에 따른 특성 변화의 원인은 차지 트랩 농도가 스트레스 시간에 따라서 점점 많아지기 때문이며, 기계적 스트레스에 대한 특성 변화의 원인은 기계적인 스트레스를 받은 반도체 층의 표면 상태의 변화임을 알 수 있었다. Composite 소자가 cPVP 소자보다 상대적으로 더 거친표면을 가지고 있기 때문에 composite 소자가 cPVP 소자보다 전기적 스트레스와 기계적인 스트레스에 대해 더 불안정한 것을 알 수 있다. 이 연구 결과는 향후 플렉시블 디스플레이에 활용 가능할 것이다.
Organic thin film transistors (OTFTs) have been studied since the 1980s. Because of their simple fabrication processes, low cost, and low temperature fabrication process. In this paper, we make the OTFTs on the polyimide (PI) substrate. However, when compared to the inorganic thin film transistor, the field effect mobility of OTFT is low and the threshold voltage is high. Thenanocomposite gate dielectric film can enhance the capacitance of the gate dielectric. One way to form the nanocomposite dielectrics is to combine the advantages of inorganic high-k nanoparticles with organic soluble polymers [44-50]. We prepared the organic/inorganic composited gate dielectric using the cross linked PVP (poly 4-vinylphenol : poly melamine-co-formaldehyde, PVP :PMF) and inorganic nanocomposite particle Y2O3 of 1.5 wt%. The threshold voltage and the field effect mobility of the cPVP device is -16.4 V and 0.185 cm2/Vsec. The threshold voltage and the field effect mobility of the composite is -7 V and 0.175 cm2/Vsec. And the field induced current of the Composite device is 4~5 times greater than that of cPVP device. So compared with this twodevices we can concluded that the inorganic nanoparticle Y2O3 play a significant role in the electrical performance of the OTFT with a composite gate insulator. In this paper, in order to make sure how does the device working after electrical stress and mechanical stress we used thegate bias stress and bending stress. The charge trapping cause the instability of OTFT under the electrical stress, and the change of semiconductor and insulator layer caused the instability of OTFT under the mechanical stress. Because the surface of Composite insulator layer is more roughness than the surface of cPVP insulator layer, the electrical characteristic of the composite device is more sensitive with the stress than the cPVP device. This research can be widely usedwith the flexible display.