Future-oriented displays are developing around wearable devices to realize the 4th industrial revolution, IoT. Oxide Thin Film Transistor (Oxide TFT), having high transparency and excellent electrical characteristics is mainly used as a driving layer of display. However, since most of the materials constituting the oxide TFT are inorganic, they are vulnerable to mechanical stress, thus limiting their application to flexible displays. In addition, oxide channel characteristics appear when annealed such a long time at a temperature of 300 ~ 400 ℃ for device operation. It is the temperature at which flexible substrates and organic thin films can be damaged or decomposed. Therefore, it is necessary to apply flexible substrates and organic thin films to secure flexible mechanical stability, and develop low-temperature annealing process. In this study, to overcome this kind of limitation, an iCVD-based organic thin film was used as a stress absorbing layer on the top and bottom of the device. It was proved through bending stress analysis that the organic layer effectively suppressed the mechanical stress applied to the device compared to the inorganic layer. In addition, a low-temperature annealing equipment capable of operating an oxide channel at a temperature of 200 ℃ or less was designed and the device characteristics were evaluated. Through this, It was verified that the applicability of the iCVD organic material deposition technology and the low-temperature annealing technology used in this study to the flexible display process.
미래의 디스플레이는 4차 산업 혁명, loT를 실현하기 위한 웨어러블 기기를 중심으로 발전하고 있다. 이러한 디스플레이의 구동층으로는 주로 높은 투명도와 우수한 전기적 특성을 보유한 산화물 트랜지스터가 사용된다. 그러나 산화물 트랜지스터를 이루는 물질은 대부분 무기물이기 때문에, 외부로부터의 기계적 스트레스에 취약하여 유연 디스플레이로의 적용에 제약이 따른다. 또한, 기존 산화물 채널의 경우 소자 동작을 위해 300 ~ 400 도의 온도에서 장시간 열처리를 진행해야 특성이 나타나게 되는데, 이 온도는 유연 기판 및 유기물 박막이 손상 혹은 분해될 수 있는 온도이다. 따라서 유연 기계적 안정성 확보를 위하여 유연 기판 및 유기물 박막 적용이 필요하며, 저온에서의 열처리 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 iCVD 기반의 유기물 박막을 소자 상, 하부에 스트레스 흡수층으로 활용하였다. 유기물 박막은 무기물 박막에 비해 소자에 가해지는 기계적 스트레스를 효과적으로 억제하였음을 굽힘 안정성 평가를 통해 입증하였다. 또한, 저온 공정을 위해 200 이하의 온도에서 산화물 채널 동작이 가능한 저온 열처리 장비를 설계하고, 소자의 특성을 평가하였다. 이를 통해 본 연구에서 사용된 iCVD 유기물 증착 기술 및 저온 열처리 기술의 유연 디스플레이 공정 적용 가능성을 검증하였다.
