KR100695620B1 - Method of manufacturing organic thin film transistor using organometallic compound - Google Patents
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Abstract
본 발명은 활성층으로 유기금속화합물을 이용한 OTFT의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 테트라클로로비스(2-아미노-5-브로모피리디늄)백금(이하 (5-BAP)2PbCl4), CH3NH3SnI3, (C6H5C2H4NH3)2PbCl4 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 유기금속화합물을 활성층으로 사용한 OTFT의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing OTFT using an organometallic compound as an active layer, and more particularly tetrachlorobis (2-amino-5-bromopyridinium) platinum (hereinafter (5-BAP) 2 PbCl 4 ), CH It relates to a method for producing OTFT using an organometallic compound selected from 3 NH 3 SnI 3 , (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4, or a mixture thereof.
본 발명의 OTFT 활성층에 사용되는 유기금속화합물은 종래의 유기 소재 반도체 물질의 단점인 기계적, 열적 안정성 및 물리적, 화학적 안정성이 낮은 문제점을 개선함으로써 소자의 전기적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.The organometallic compound used in the OTFT active layer of the present invention has the advantage of improving the electrical properties and reliability of the device by improving the problems of low mechanical, thermal stability and physical and chemical stability, which are disadvantages of the conventional organic material semiconductor material. .
OTFT, 유기금속화합물, 유기-무기 혼재 반도체 물질, 활성층 OTFT, organometallic compound, organic-inorganic hybrid semiconductor material, active layer
Description
도 1는 종래의 방법에 의해 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4를 제조하는 모식도이고,1 is a schematic diagram of preparing (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 by a conventional method,
도 2는 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4의 계산된 X-선 회절분석 패턴이며,2 is a calculated X-ray diffraction pattern of (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 prepared by the preparation method according to the present invention,
도 3은 본 발명에서 제조한 CH3NH3SnI3의 X-선 회절 분석 패턴이고,3 is an X-ray diffraction analysis pattern of CH 3 NH 3 SnI 3 prepared in the present invention,
도 4는 OTFT 소자의 개략적인 절단 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of an OTFT device.
<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
10 : 기판 20 : 절연물질층10: substrate 20: insulating material layer
31, 32, 33 : 접촉부 40 : 활성층31, 32, 33: contact portion 40: active layer
본 발명은 유기-무기 반도체 물질을 사용하는 유기 박막 트랜지스트에 관한 것으로서, 특히 트랜지스터의 전기적 성능을 향상시킬 수 있는 유기 박막 트랜지스트(OTFT)의 반도체 물질 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic thin film transistor using an organic-inorganic semiconductor material, and more particularly, to a semiconductor material of an organic thin film transistor (OTFT) capable of improving the electrical performance of a transistor and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 유기 반도체는 제작 공정이 간단하고 비용이 저렴하며 충격에 의해 깨지지 않고 구부리거나 접을 수 있는 장점이 있다. 상기의 물질은 전자회로 기판에 응용되어 미래 산업에 필수적인 부품이 될 것으로 예상된다. In general, organic semiconductors have advantages in that the manufacturing process is simple, inexpensive, and can be bent or folded without being broken by impact. The material is expected to be applied to electronic circuit boards and become an essential component for future industries.
유기 트랜지스터는 소재의 특성상 유기 발광 소자에 쓰이는 발광 유기물과 같은 유기물 반도체 이므로 증착 방법이 같고, 물리적 화학적 성질이 비슷하여 같은 공정 조건을 유지하면서 소자를 제작할 수 있다. 따라서 유기 트랜지스터를 이용한 플라스틱 기반의 유기 발광소자 제작이 가능하고, 같은 맥락에서 플라스틱을 기판으로 하여 구부림이 가능한 액정표시소자를 구현하는 곳에서도 사용이 가능하여 평판 디스플레이 구동회로로 활용할 수 있다.Since organic transistors are organic semiconductors such as light emitting organic materials used in organic light emitting devices due to the characteristics of the material, the deposition method is the same, and the physical and chemical properties are similar, so that devices can be manufactured while maintaining the same process conditions. Therefore, it is possible to manufacture a plastic-based organic light emitting device using an organic transistor, and can be used as a flat panel display driving circuit because it can be used even where a liquid crystal display device can be bent using plastic as a substrate.
이러한 전도성 고분자를 이용한 소자 중에서, 유기물을 활성층으로 사용하는 유기 박막 트랜지스터(Organic Thin Film Transistor: 이하 "OTFT"라 함)에 관한 연구는 1980년 이후부터 시작되었으며, 근래에는 전 세계에서 많은 연구가 진행 중에 있다.Of the devices using such conductive polymers, research on organic thin film transistors (hereinafter referred to as "OTFTs") using organic materials as active layers has been started since 1980, and in recent years, many studies around the world have been conducted. There is.
이러한 유기 박막 트랜지스터(OTFT)의 경우 활성층으로 펜타센(Pentacene), 올리고 티오펜(Oligo-Thiophene), 폴리알킬 티오펜(Poly(alkyl-thiophene)) 또는 폴리티에틸렌비닐렌(Poly(thienylenevinylidene))과 같은 유기반도체 물질을 진공 증착법 또는 습식공정법을 이용하여 형성한다. 이중에서 진공증착법에 의해 형성된 펜타센이 가장 좋은 전기적 특성을 보이고 있다. 또한 유기 소재는 스핀코팅(spin coating), 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 등의 값싼 기술로 간단하고 저온의 박막을 얻을 수 있는 장점을 가지고 있고, 스핑코팅으로 얻어진 박막은 대체로 광학 연구와 소자 제조에 적합하다.In the case of the organic thin film transistor (OTFT), pentacene, oligo thiophene, polyalkyl thiophene, or polythieneylenevinylidene An organic semiconductor material such as is formed by using a vacuum deposition method or a wet process method. Among these, pentacene formed by vacuum deposition shows the best electrical properties. In addition, organic materials have the advantages of simple and low temperature thin films obtained by inexpensive technologies such as spin coating and inkjet printing. Thin films obtained by sping coating are generally suitable for optical research and device manufacturing. Do.
그러나, 펜타센은 다른 유기 반도체 물질에 비해 외부적 환경(예컨대, 수분, 공기 및 가시광선 등)에 의해 영향을 받기 쉬운 분자 구조를 가지고 있으며, 수분, 공기 및 가시광선 등에 의한 펜타센의 물리적, 화학적 불안정성은 유기 박막 트랜지스터(OTFT)의 전기적 특성 저하의 원인이 된다.However, pentacene has a molecular structure that is more susceptible to external environment (eg, moisture, air, visible light, etc.) than other organic semiconductor materials. Chemical instability causes a decrease in electrical characteristics of the organic thin film transistor (OTFT).
그러나, 유기 소재는 공정, 가격, 무게 등에서는 큰 장점에도 불구하고 열적, 기계적 안정성은 떨어지는 단점이 있어 응용성에 한계가 있으며, 그간의 연구를 통하여 유기 물질 안의 전기 수송(electrical transport)이 개선되었지만 유기 분자 사이에 약한 반데어발스 상호작용(van der waals interaction)으로 인해 전기 수송은 기본적으로 제한되는 단점이 있다.However, organic materials have limitations in applicability due to the disadvantages of low thermal and mechanical stability, despite great advantages in process, price, and weight, and the research has improved the electrical transport in organic materials. Due to weak van der waals interactions between molecules, electrical transport is fundamentally limited.
따라서, 상기 유기 박막 트랜지스터(OTFT)의 안정성 및 신뢰성을 확보하기 위해서는 적절한 공정이 요구되고 있으나, 이에 관한 연구는 거의 진행되지 않고 있는 실정이다.Therefore, in order to secure the stability and reliability of the organic thin film transistor (OTFT), an appropriate process is required, but research on this is rarely performed.
한편, 무기소재는 넓은 분야의 전기적 성질들, 자기와 유전체 변화, 기본적인 기계적 강도, 그리고 열적 안정성 면에서 우수한 성질들을 제공하고 유기물은 높은 형광 효율, 큰 편광성(polarizability), 프라스틱과 같은 기계적 성질들과 손 쉬운 공정을 제공하는 특징이 있으므로 이 두 특성을 결합한 물질을 유기 박막 트랜지스트(OTFT)용 활성층으로 사용할 경우 우수한 전기적 특성을 나타내는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.Inorganic materials, on the other hand, offer excellent properties in a wide range of electrical properties, magnetic and dielectric changes, basic mechanical strength, and thermal stability. Organic materials have high fluorescence efficiency, large polarizability, and mechanical properties such as plastics. Since the present invention provides a process that is easy to handle, the present invention has been shown to exhibit excellent electrical properties when a material combining these two properties is used as an active layer for organic thin film transistor (OTFT).
따라서, 본 발명의 목적은 유기-무기 혼재 반도체 물질(이하 ‘유기금속화합물’이라 칭함.)을 사용하여 보다 전기적 특성이 향상된 유기 박막 트랜지스터의 제조방법을 제공한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an organic thin film transistor having improved electrical characteristics by using an organic-inorganic mixed semiconductor material (hereinafter, referred to as 'organic metal compound').
또한 본 발명의 또 다른 목적은 종래의 유기 반도체 물질들보다 전기적 특성이 향상된 유기 박막 트랜지스트(OTFT)용 유기금속화합물 및 그의 제조 방법을 제공하며 특히, 유기 박막 트랜지스트(OTFT)용 유기-무기 반도체 물질중 페로브스카이트(Perovskite) 형 구조를 가진 화합물 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an organic metal compound for organic thin film transistor (OTFT) having improved electrical properties compared to conventional organic semiconductor materials, and a method of manufacturing the same. In particular, organic-inorganic for organic thin film transistor (OTFT) The present invention provides a compound having a perovskite type structure in a semiconductor material and a method of manufacturing the same.
본 발명은 활성층으로 유기금속화합물을 이용한 OTFT의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 테트라클로로비스(2-아미노-5-브로모피리디늄)백금((2-amino-5-bromopyridinium)2PbCl4 ; 이하 (5-BAP)2PbCl4), CH3NH3SnI3, (C6H5C2H4NH3)2PbCl4 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 유기금속화합물을 활성층으로 사용한 OTFT의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing OTFT using an organometallic compound as an active layer, and more specifically, tetrachlorobis (2-amino-5-bromopyridinium) platinum ((2-amino-5-bromopyridinium) 2 PbCl 4 Preparation of OTFT using an organometallic compound selected from (5-BAP) 2 PbCl 4 ), CH 3 NH 3 SnI 3 , (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 or a mixture thereof as an active layer It is about a method.
이에 따라 본 발명은 (5-BAP)2PbCl4, CH3NH3SnI3, (C6H5C2H4NH3)2PbCl4 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 유기금속화합물을 활성층으로 사용한 OTFT의 제조방법 및 상기 활성층 물질의 제조방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides an OTFT using an organometallic compound selected from (5-BAP) 2 PbCl 4 , CH 3 NH 3 SnI 3 , (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4, or a mixture thereof as an active layer. It provides a method for producing and a method for producing the active layer material.
본 발명에 따른 유기 금속화합물을 이용한 OTFT의 제조방법은 The manufacturing method of OTFT using the organometallic compound according to the present invention
a) 극성유기용매에 (5-BAP)2PbCl4, CH3NH3SnI3, (C6H5C2H4NH3)2PbCl4 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 유기금속화합물을 용해하여 용액을 제조하는 단계;a) a solution by dissolving an organometallic compound selected from (5-BAP) 2 PbCl 4 , CH 3 NH 3 SnI 3 , (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 or a mixture thereof in a polar organic solvent Preparing a;
b) 기판 상에 형성된 절연물질층 상에 상기 용액을 도포하는 단계; 및b) applying the solution onto an insulating material layer formed on the substrate; And
c) 상기 도포된 용액으로부터 상기 극성유기용매를 증발시켜 유기금속 활성층을 형성하는 단계;c) evaporating the polar organic solvent from the applied solution to form an organometallic active layer;
를 포함한다.It includes.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
상기 OFTT 활성층에 사용되는 유기금속화합물인 (5-BAP)2PbCl4, CH3NH3SnI3는 종래에는 활성층에 적용한 바가 없는 물질이며, 특히 CH3NH3SnI3는 페로브스카이트 구조를 이루고 있어 OTFT의 활성층으로 적용하기에 적합한 전도도 및 열적안정성을 가지게 되어 더욱 유리하다. 또한 (5-BAP)2PbCl4의 경우도 활성층으로 사용할 경우 열적 안정성 및 전기적 특성 측면에서 종래의 물질에 비해 우수한 특성을 가진다. 상기 (5-BAP)2PbCl4, CH3NH3SnI3 또는 이들의 혼합물에 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4 를 혼합하여 활성층으로 사용할 수도 있으며, 종래에 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4를 단독으로 사용하는 경우에 비해 우수한 전기적 특성을 나타낸다.The organometallic compounds (5-BAP) 2 PbCl 4 and CH 3 NH 3 SnI 3 , which are used in the OFTT active layer, are materials that have not been applied to the active layer in the prior art, and in particular, CH 3 NH 3 SnI 3 has a perovskite structure It is more advantageous to have conductivity and thermal stability suitable for application to the active layer of OTFT. In addition, (5-BAP) 2 PbCl 4 also has excellent properties compared to conventional materials in terms of thermal stability and electrical properties when used as an active layer. The (5-BAP) 2 PbCl 4 , CH 3 NH 3 SnI 3 or a mixture thereof (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 may be mixed and used as an active layer, conventionally (C 6 Compared with H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 alone, excellent electrical properties are shown.
본 발명에 따른 유기금속화합물을 활성층으로 채용하는 OTFT 소자의 일례로서 개략적인 절단면을 도 4에 나타내었다. 도 4에 나타난 바와 같이 OTFT소자는 전형적으로 유기, 규소, 또는 플라스틱 기판(10) 상에 형성된다. 매우 저렴하거나 가요성 소자가 바람직한 경우에 플라스틱 기판이 일반적으로 사용된다. 절연물질층(20)이 기판(10)상에 형성된다. 절연물질층은 통상 유전체 물질층이 사용될 수 있어 특별히 한정할 필요는 없으며, 그 구체적인 물질의 예로는 이산화규소, 질화규소, 폴리이미드, 산화알루미늄, 산화탄탈륨, 산화이트륨, 산화티타늄, 티탄산바륨 등이 있다. 도 4에 나타낸 OTFT소자는 3개의 이격 접촉부 (31), (32) 및 (33)를 가지며 접촉부 중의 하나(31)는 기판상에 물리적으로 연결되고, 절연물질층은 나머지 두개의 접촉부(32, 33)와 기판 사이에 삽입된다. 상기 접촉부 및 절연물질층(20)은 당업자에게 알려진 통상적인 제조방법에 의해 제조되므로 본 발명에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an OTFT device employing an organometallic compound according to the present invention as an active layer. As shown in FIG. 4, the OTFT device is typically formed on an organic, silicon, or
본 발명에 따른 유기금속화합물을 이용한 활성층(40)은 상기 절연물질층(20) 상에 형성된다. 이 때 절연물질층 상부에 접촉부가 형성되어 있을 수도 있으며, 다르게는 활성층(40)을 절연물질층(20) 상에 형성한 후에 접촉부가 형성될 수도 있다.The
본 발명에 따른 유기금속화합물을 이용한 OTFT 소자의 제조방법은 하기의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for producing an OTFT device using an organometallic compound according to the invention is characterized in that it comprises the following steps.
a) 극성유기용매에 (5-BAP)2PbCl4, CH3NH3SnI3, (C6H5C2H4NH3)2PbCl4 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 유기금속화합물을 용해하여 용액을 제조하는 단계;a) a solution by dissolving an organometallic compound selected from (5-BAP) 2 PbCl 4 , CH 3 NH 3 SnI 3 , (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 or a mixture thereof in a polar organic solvent Preparing a;
b) 기판 상에 형성된 절연물질층 상에 상기 용액을 도포하는 단계; 및b) applying the solution onto an insulating material layer formed on the substrate; And
c) 상기 도포된 용액으로부터 상기 극성유기용매를 증발시켜 유기금속 활성층을 형성하는 단계.c) evaporating the polar organic solvent from the applied solution to form an organometallic active layer.
상기 유기금속화합물은 보다 바람직하게는 (5-BAP)2PbCl4, CH3NH3SnI3 또는 이들의 혼합물에서 선택되거나, (5-BAP)2PbCl4 또는 CH3NH3SnI3에서 선택된 하나 이상의 화합물과 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4의 혼합물이다. The organometallic compound is more preferably selected from (5-BAP) 2 PbCl 4 , CH 3 NH 3 SnI 3 or a mixture thereof, or selected from (5-BAP) 2 PbCl 4 or CH 3 NH 3 SnI 3 A mixture of the above compounds and (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 .
또한, 상기 극성유기용매는 상기 유기금속화합물을 절연물질층이 형성된 기판상에 도포하기 위해 사용하는 것으로서, 상기 유기금속화합물을 용해할 수 있으면 어떤 유기 용매도 사용할 수는 있으나, 도포하기에 적합한 점도나 안정성 및 물에 대한 용해성 등을 고려할 때 디메틸포름아미드(dimethylformamide;DMF) 또는 디메틸술폭사이드(dimethyl sulfoxide;DMSO)를 사용하는 것이 바람직하다. 극성유기용매에 상기 유기금속화합물을 용해하여 제조하는 용액에서 유기금속화합물의 농도는 소자의 전기적 특성에 의해 요구되는 전도도에 맞도록 조절하여 사용할 수 있다.In addition, the polar organic solvent is used to apply the organometallic compound on a substrate on which an insulating material layer is formed, and any organic solvent may be used as long as it can dissolve the organometallic compound. In consideration of stability and solubility in water, it is preferable to use dimethylformamide (DMF) or dimethyl sulfoxide (DMSO). In the solution prepared by dissolving the organometallic compound in a polar organic solvent, the concentration of the organometallic compound may be adjusted to suit the conductivity required by the electrical characteristics of the device.
상기 용액을 기판 상에 형성된 절연물질층 상에 도포하는 단계 이전에 절연 물질층 상부에 접촉부 (32) 및 (33)이 형성하는 단계가 포함되거나, 상기 활성층 형성 이후에 활성층 상부에 접촉부 (32) 및 (33)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Forming
또한, 본 발명에 따른 OTFT 제조방법은 상기 극성 유기 용매를 증발시켜 활성층을 형성하는 단계 이후에 기판에 접촉부(31)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the OTFT manufacturing method according to the present invention may further comprise the step of forming a
본 발명에 따른 새로운 활성층 물질인 상기 (5-BAP)2PbCl4는 2-아미노-5-브로모피리딘을 염산에 용해하고, PbCl2 수용액을 혼합한 후 가열하여 제조된 것이다. (5-BAP)2PbCl4의 제조방법을 보다 상세히 설명하면, 2-아미노-5-브로모피리딘과 염산을 염산 수용액에 용해하여 2-아미노-5-브로모-피리디늄클로라이드를 제조하는 단계, PbCl2를 물에 용해하는 단계, 및 브로모피리디늄클로라이드 및 PbCl2 수용액을 2:1의 당량비로 혼합하고 이를 가열하여 결정화시키는 단계로 이루어진다. 상기 가열 온도는 80 ~ 120 ℃가 바람직하다.The (5-BAP) 2 PbCl 4 , a new active layer material according to the present invention, is prepared by dissolving 2-amino-5-bromopyridine in hydrochloric acid, mixing an aqueous solution of PbCl 2 , and then heating. A method of preparing (5-BAP) 2 PbCl 4 is described in more detail, in which 2-amino-5-bromopyridine and hydrochloric acid are dissolved in aqueous hydrochloric acid to prepare 2-amino-5-bromo-pyridinium chloride. , PbCl 2 is dissolved in water, and bromopyridinium chloride and PbCl 2 aqueous solution are mixed in an equivalent ratio of 2: 1 and heated to crystallize. As for the said heating temperature, 80-120 degreeC is preferable.
본 발명은 또한 종래에 활성층으로 사용되어온 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4의 개선된 제조방법을 제공한다. 종래에 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4를 제조하는 방법은 염화납(PbCl2)을 염산(HCl)으로 용해시킨 후, 상기의 용액을 실린지를 이용하여 시험관에 담아 염화납-염산(HCl/ PbCl2) 용액을 형성하는 제 1 단계와 상기의 염화납-염산(HCl/ PbCl2) 용액에 시린지를 이용하여 메탄올(CH3OH)을 첨가하여 밀도의 차로 인한 층을 생성시키는 제 2 단계와 그 위에 C6H5C2H4NH2를 실린지로 첨가하여 도 1과 같은 3층을 형성시키는 3단계, 및 이를 건조상자(glove box)안에서 1년간 방치하는 방법이 공지되어 있다.The present invention also provides an improved process for preparing (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 which has been conventionally used as an active layer. Conventionally, the method for preparing (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 dissolves lead chloride (PbCl 2 ) with hydrochloric acid (HCl), and then puts the solution in a test tube using a syringe to lead-hydrochloric acid (HCl / PbCl 2) by using a syringe to a solution of methanol (CH 3 OH) was added and owing to differential density layer, hydrochloric acid (HCl / PbCl 2) the first step and the chloride, lead to form a solution The second step to generate and the third step to form a three-layer as shown in Figure 1 by adding a C 6 H 5 C 2 H 4 NH 2 with a syringe thereon, and the method of leaving it in a glove box for one year Known.
본 발명에서는 상기의 방법에 의해서 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4를 제조하는 것보다 제조 시간을 단축하기 위하여 상기의 메탄올 첨가 공정을 생략하고, 염화납-염산(HCl/ PbCl2) 용액을 만드는 단계, 상기의 용액에 실린지를 이용하여 직접 C6H5C2H4NH2를 서서히 첨가하는 단계, 및 C6H5C2H4NH2이 첨가된 용액을 60 ~ 80℃로 가열하여 용매를 제거하는 단계를 거쳐 제조하는 것을 특징으로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 제조방법에 의해 얻어진 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4의 계산된 X-선 회절분석 패턴을 나타낸 것이다.In the present invention, in order to shorten the production time than to prepare (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 by the above method, the above methanol addition step is omitted, and lead chloride-hydrochloric acid (HCl / PbCl 2 ) to prepare a solution, slowly adding C 6 H 5 C 2 H 4 NH 2 directly to the solution using a syringe, and adding C 6 H 5 C 2 H 4 NH 2 to the solution. It is characterized in that the manufacturing through the step of removing the solvent by heating to ~ 80 ℃. Figure 2 shows the calculated X-ray diffraction pattern of (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 obtained by the preparation method according to the present invention.
아래에 실시예를 통하여 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명의 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 특허 청구 범위가 이에 따라 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples. However, the following examples are merely examples of the present invention, and the claims of the present invention are not limited thereto.
[실시예 1] Example 1
테트라클로로비스(2-아미노-5-브로모피리디늄)백금((5-BAP)2PbCl4)의 제조Preparation of Tetrachlorobis (2-amino-5-bromopyridinium) platinum ((5-BAP) 2 PbCl 4 )
상온에서 2-아미노-5-브로모피리딘(20 mmol, 3.47 g)을 HCl(20 mmol, 0.729 g)에 용해하여 2-아미노-5-브로모피리디늄클로라이드 용액을 제조하고, PbCl2(10 mmol, 2.78 g)을 H2O(5 ml)에 용해하여 염화납 수용액을 제조한다. 이들 두 용액을 섞은 후 1시간 동안 교반한 후에 90 ℃를 유지하여 (5-BAP)2PbCl4 결정을 얻었다.2-amino-5-bromopyridine (20 mmol, 3.47 g) was dissolved in HCl (20 mmol, 0.729 g) at room temperature to prepare a 2-amino-5-bromopyridinium chloride solution, and PbCl 2 (10 mmol, 2.78 g) was dissolved in H 2 O (5 ml) to prepare an aqueous solution of lead chloride. After mixing these two solutions, the mixture was stirred for 1 hour, and then maintained at 90 ° C. to obtain (5-BAP) 2 PbCl 4 crystals.
[실시예 2] CH3NH3SnI3의 제조Example 2 Preparation of CH 3 NH 3 SnI 3
아르곤이 흐르는 건조 상자(Glove box)에서 시험관에 요오드화주석(Ⅱ) (Tin(Ⅱ)iodide) (27.9 mmol, 10.40 g)와 HI 수용액(57 wt%) 20 ml를 용해하여 용액 ①을 제조한다. CH3NH2(27.9 mmol, 0.8665 g)과 HI(27.9 mmol, 3.568 g)를 포함하고 있는 시험관에 HI 8.0 ml 추가하여 용액 ②를 제조한다. 용액 ①과 용액 ②을 혼합한 후 물/에틸렌글리콜(water/ethylene glycol) (water : ethylene = 1 : 1)용액에서 90℃까지 천천히 가열하고 실온에서 식힌다. 아르곤이 흐르는 상태에서 100℃에서 5시간 동안 건조하여 CH3NH3SnI3를 제조하였다. 본 실시예에서 제조한 CH3NH3SnI3의 X-선 회절 분석 패턴을 도 3에 나타내었다.A solution ① is prepared by dissolving tin (II) iodide (27.9 mmol, 10.40 g) and 20 ml of an aqueous HI solution (57 wt%) in a test tube in an argon-dried glove box. Prepare solution ② by adding 8.0 ml of HI to a test tube containing CH 3 NH 2 (27.9 mmol, 0.8665 g) and HI (27.9 mmol, 3.568 g). After mixing the solution ① and ②, slowly heat to 90 ℃ in water / ethylene glycol (water / ethylene glycol) (water: ethylene = 1: 1) solution and cool at room temperature. CH 3 NH 3 SnI 3 was prepared by drying at 100 ° C. for 5 hours while flowing argon. The X-ray diffraction analysis pattern of CH 3 NH 3 SnI 3 prepared in the present example is shown in FIG. 3.
[실시예 3] (C6H5C2H4NH3)2PbCl4의 제조Example 3 Preparation of (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4
상온에서 PbCl2(1.0 mmol, 0.278 g)를 HCl(37 wt%) 7.5 ml에 용해하여 염화납-염산(HCl/ PbCl2) 용액을 제조한 후, 제조된 염화납-염산(HCl/ PbCl2) 용액에 실린지를 이용하여 직접 C6H5C2H4NH2(2 mmol or 0.25 ml)를 서서히 첨가하였다. C6H5C2H4NH2이 첨가된 용액을 70℃로 가열하여 용매를 제거하여 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4를 제조하였다.PbCl 2 (1.0 mmol, 0.278 g) was dissolved in 7.5 ml of HCl (37 wt%) at room temperature to prepare a lead chloride-hydrochloric acid (HCl / PbCl 2 ) solution, and then prepared lead chloride-hydrochloric acid (HCl / PbCl 2). C 6 H 5 C 2 H 4 NH 2 (2 mmol or 0.25 ml) was slowly added directly to the solution using a syringe. The solution to which C 6 H 5 C 2 H 4 NH 2 was added was heated to 70 ° C. to remove the solvent, thereby preparing (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 .
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 OTFT 제조방법은 (5-BAP)2PbCl4, CH3NH3SnI3, (C6H5C2H4NH3)2PbCl4 또는 이들의 혼합물을 활성층으로 채용함으로써 전기적 특성이 우수한 OTFT를 제조할 수 있는 장점이 있다.As described above, the method for preparing OTFT according to the present invention comprises (5-BAP) 2 PbCl 4 , CH 3 NH 3 SnI 3 , (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4, or a mixture thereof as an active layer. By employing it, there is an advantage that an OTFT having excellent electrical characteristics can be manufactured.
또한 본 발명의 OTFT 활성층에 사용되는 유기금속화합물은 종래의 유기 소재반도체 물질의 단점인 기계적, 열적 안정성 및 물리적, 화학적 안정성이 낮은 문제점을 개선함으로써 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the organometallic compound used in the OTFT active layer of the present invention has the advantage of improving the reliability of the device by improving the problems of low mechanical, thermal stability and low physical and chemical stability of the conventional organic material semiconductor material.
또한 (C6H5C2H4NH3)2PbCl4의 제조방법은 종래의 제조방법에 비해 반응 시간을 획기적으로 감소시키는 효과가 있다.In addition, the manufacturing method of (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbCl 4 has an effect of significantly reducing the reaction time compared to the conventional manufacturing method.
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