High-yield and Facile Green Fabrication of Polyimide Gate Dielectric via Aqueous Solution :

정유리

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자료유형: 학위논문

저자정보: 정유리 (과학기술연합대학원대학교, 과학기술연합대학원대학교 (UST))

지도교수: 김윤호

발행연도: 2020

저작권: 과학기술연합대학원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

High-yield and Facile Green Fabrication of Polyimide Gate Dielectric via Aqueous Solution

정유리 2020.01 학위논문

2019

High-yield and Facile Green Fabrication of Polyimide Gate Dielectric via Aqueous Solution

정유리 , 소유진 , 유성미 외 3명 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2019.10 학술대회자료

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본 논문에서는 폴리이미드 전구체 중합에 쓰이는 유기용매를 물로 대체한 수계 전구체 기반의 폴리이미드 물성을 분석하고, 이를 유기 박막 트랜지스터에 적용하여 수율 및 전기적 특성을 확인한다. 일반적으로 폴리아믹산 기반 폴리이미드 중합에는 해로운 증기를 배출하는 비양자성 유기용매들이 주로 사용된다. 또한 폴리아믹산은 가수분해와 열에 의한 해중합에 취약하고, 열적 이미드화를 위해 300 ℃ 이상의 열처리가 필요하다는 문제점으로 인해 게이트 절연체로 상용화하기에 어려움이 있었다. 반면에 수계 전구체인 폴리아믹산염은 상온에서 안정한 화학구조를 가지며, 150 ℃ 에서 100%에 가까운 이미드 전환율을 보였다. 또한 전환된 폴리이미드 필름은 유기계 전구체 기반의 이미드 필름과 동등한 높은 내열성을 보였다. 게이트 절연체를 제조하는데 있어서 두 전구체 기반의 폴리이미드 박막이 상이한 결정성, 표면 에너지, 유전 상수를 가지는 것으로 확인되었다. 최종적으로 C10-BTBT 기반 유기 박막 트랜지스터의 수율 및 전기적 성능을 비교한 결과, 유기계 폴리이미드는 0.218 cm^2 V^-1 s^-1 의 낮은 이동도와 50%의 수율 결과로 나타났지만 수계 폴리이미드에서는 1 cm^2 V^-1 s^-1의 높은 이동도와 100%에 근접한 수율 결과가 나타났다. 본 연구에서 나타나는 수계 전구체의 용액 공정 신뢰성 그리고 수계 폴리이미드의 우수한 절연 특성은 향후 미래 전자소자로의 적용 가능성을 보여준다.

#polyimide #OTFT #gate dielectric #green chemistry

1. Introduction
1.1 Research background
1.1.1 Operation principle of OTFT
1.1.2 Semiconductor-insulator interface
1.1.3 Polymer gate dielectric
1.1.4 Polyimide
1.2 Research objective
1.2.1 Green chemistry
1.2.2 High-performance OTFT
2. Experimental
2.1 Materials
2.2 Synthesis
2.2.1 Poly(amic acid) based on organic solvent
2.2.2 Poly(amic acid) imidazolium salt based on water
2.3 Device fabrication
2.3.1 Organic thin film transistor
2.3.2 Metal-Insulator-Metal
2.4 Characterization
2.4.1 Polymers
2.4.2 Devices
3. Results and discussion
3.1 Synthesis of poly(amic acid) imidazolium salt
3.2 Characteristics of polymer
3.3 Micro-scale structural determination
3.4 Advantages of W-PAAS in solution process
3.5 Organic thin film transistor based on C10-BTBT
4. Conclusion

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