• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.30 no.10 s.253
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• pp.1314-1319
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• 2006

This paper describes the novel fabrication method of the high-aspect-ratio nano structure which is impossible by conventional method using a shadow mask and a Deep X-ray Lithography (DXRL). The shadow mask with $1{\mu}m-sized$ apertures is fabricated on the silicon membrane using a conventional UV-lithography. The size of aperture is reduced to 200nm by accumulated low stress silicon nitride using a LPCVD (low pressure chemical vapor deposition) process. The X-ray mask is fabricated by depositing absorber layer (Au, $3{\mu}m$) on the back side of nano shadow mask. The thickness of an absorber layer must deposit dozens micrometers to obtain contrast more than 100 for a conventional DXRL process. The thickness of $3{\mu}m-absorber$ layer can get sufficient contrast using a central beam stop method, blocking high energy X-rays. The nano circle and nano line, 200nm in diameter in width, respectively, were demonstrated 700nm in height with a negative photoresist of SU-8.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.10
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• pp.2574-2581
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• 1993

A Shadow mask in C. R. T. (Cathod Ray Tube) undergoes a temperature increase due to impinging electron beams emitted from guns, and thermal deformation from such temperature rise may cause the electron beams to island on the panel, and thus give rise to depolarization. Hence the analysis of temperature distribution for a shadow mask is an important procedure for designing the shadow mask. In this paper, we are concerned with nonlinear finite element analysis of the temperature distribution on a shadow mask. First of all, we replace shadow mask, containing numerous apertures of a slit type, by an orthotropic shell without apertures, and calculate the apparent thermal conductivities. Because of thermal radiation, which is one of the major heat transfer mechanism for shadow masks, the resulting finite element equation is nonlinear and solved by the Newton method. Finally numerical examples are illustrated for a 21" FST(Full Square Tube) shadow mask, and followed by discussion.sion.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1997.04a
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• pp.743-747
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• 1997

Polishing work for a curved surface die demands simple and repetitive operations and requires much time while it also demands high precision. Therefore it is operated by skilled worker in handiwork. Howener workers avoid polishing work gradually because of the poor environments such as dust and noise. In order to reduce the polishing time and to alleviate the problem of shortage of skilled workers, researches for automation of polishing have been pursued in the developed countries. In the research, a polishing robot with 2 degrees of freedom motion attached to machining center with 3 degrees of freedom and pneumatic system forms an automatic polishing system which keeps the polishing tool vertically on the surface of die and maintains constant pneumatic pressure. A synchronization between machining center and polishing robot is accomplished by using M code of machining center. A rulled surface and shadow mask are polished by the developed polishing robot.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics B
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• v.31B no.6
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• pp.81-90
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• 1994

Finite element analysis is performed for transient thermal deformation of a shadow mask inside the Braun tube and the landing shift or mislanding of the electronic beam is calclated. The shadow mask has numerous slits through which the electronic beams are guided to land on the designed phosphor. Its thermal deformations therefore cause the mislanding of the electronic beam and result in decolorization of a screen. For realistic finite element analysis, firstly the effective thermal conductivity and the effective elastric modulus are calculated, and the shadow mask is modeled as shell without slits. Next the nonlinear finite element formulation is developed for transient heat transfer on the shadow mask, wherein thermal radiation is a major heat transfer mechanism. Analysis of the resulting thermoelastic deformations is followed, from which the mislanding of the electronic beam is obtained. The present finite element scheme may be efficiently used for thermal deformation design of a shadow mask.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.141.2-141.2
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• 2014

크라이오 펌프는 반도체 임플란타 공정, OLED 분야, 신소재 개발, 표면분석 및 처리, 의료분야, 입자가속기, 핵융합 등 다양한 진공분야에 응용되는 고진공용 극저온펌프이다. 특히 향후 디스플레이 분야에서 OLED가 시장을 주도할 것으로 예상되는 가운데, 점점 대형화 되어가는 OLED 장비에 가장 적합한 고진공 펌프로써 크라이오 펌프가 주목을 받고 있다. OLED 디스플레이 제조공정 중에서도 화소형성 공정을 위한 챔버는 특별히 진동특성에 민감하다. 유기물 증착공정을 진행하기 위해서 글라스 전단에 쉐도우 마스크를 설치하는데, 글라스의 크기가 증가하면서 초래된 처짐문제 그리고 장비의 진동특성과 글라스와 마스크 사이의 간섭문제 등이 제품의 수율에 큰 영향을 미치면서 향수 시급히 해결해야 할 필수 과제로 주목 받고 있다. 그러나 대부분의 상용 크리이오 펌프는 G-M형식의 냉동기를 장착하기 때문에 그 원리 상 제조사에 관계없이 일반적으로 큰 진동특성을 가진다. 이에 GVT에서는 OLED 공정에 적합한 보다 정숙하고 진동특성이 개선된 550 mm구경의 크라이오 펌프 개발을 진행하였다. 그 결과 펌프의 성능은 동종 경쟁모델과 동등 이상의 수준을 유지하고 진동성분은 동종모델 대비 50%이상 개선된 펌프를 개발할 수 있었다. 그리고 시장에 보다 좋은 제품을 출시하기 위해서 현재 성능과 진동특성을 계속해서 튜닝 중에 있다. 진동개선은 크게 2가지 방향으로 진행되었는데, 첫째는 펌프 측면에서 진행한 것이고 둘째는 냉동기 측면에서 진행한 것이다. 후자는 현재 대외비로 개발을 진행 중에 있으며 본 발표에서는 전자에 관한 것으로 펌프 측면에서 진동특성을 개선한 부분이다. 결국 크라이오 펌프의 진동은 진동원인 냉동기에서 발생하는 것이므로 냉동기와 펌프를 구조적으로 고립시키는 방법을 사용하였다. 즉, 냉동기와 펌프 사이에 댐핑 시스템 플랜지를 장착하여 진동원인 냉동기로부터 진동성분이 펌프 측으로 전달되는 것을 차단한 것이 본 기술의 핵심이다. GVT에서는 당 기술로 국내특허등록을 완료하였다(특허-10-1289394_진동 저감을 위한 댐핑 플랜지 조립체 및 이를 갖는 크라이오 펌프).

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.24 no.12
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• pp.50-56
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• 2007

Femtosecond laser ablation of the Invar alloy and hole drilling for a shadow mask are studied. We used a regenerative amplified Ti-sapphire laser with a 1kHz repetition rate, 184fs pulse duration and 785nm wavelength. Femtosecond laser pulse was irradiated on the Invar alloy with air blowing at the condition of various laser peak power. An ablation characteristic of the Invar alloy was appeared non-linear at $125J/cm^2$ of energy fluence. For the application to a shadow mask, the hole drilling of the Invar alloy with the cross section of a trapezoidal shape was investigated. The ablated micro-holes were characterized using an atomic force microscopy(AFM). The optimal condition of hole pattern f3r a shadow mask was $4\;{\mu}m$ z-axis feed rate, 0.2mm/s circular velocity, $26.4{\mu}J$ laser peak power. With the optimal processing condition, the fine circular hole shape without burr and thermal damage was achieved. Using the femtoseocond laser system, it demonstrates excellent tool for the Invar alloy micro-hole drilling without heat effects and poor edge.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2006.05a
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• pp.597-598
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• 2006

In this study, we used the ESD method to prepare the protein microarrays for observation the stem cell responses to pattern size, space and shapes. The ESD method allows a reduction in spot size, high efficiency of substance transfer, and high rate in fabrication as a result of ability to simultaneously deposit thousands of identical spots. Typical electro spraying conditions for the deposition of proteins were a voltage of $3{\sim}5keV$ and the humidity under 30%. The patterns of masks have a variety of shapes, spaces, and hole sizes from 10 um to $300{\mu}m$. Three kinds of proteins(collagen, fibronectin, and vitronectin dissolved in PBS) are deposited in a dry state, preserving the functional activity of proteins. Stem cells were cultured on each protein patterned sample at $37^{\circ}C$ for 1day.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.475-475
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• 2012

백색 유기발광소자는 매우 얇고, 가볍고, 저전력 구동이 가능하다는 점에서 전색 디스플레이나 조명 시장에서 많은 관심을 끌고 있다. 고효율을 가진 백색 유기발광소자의 제작을 위해서는 일반적으로 쉐도우 마스크를 사용하여 발광 패턴을 만들기 때문에 제작 비용이 비싸다는 단점을 가진다. 본 논문에서는 제작 공정이 간단하고, 저비용의 장점을 가지는 용액 공정을 사용하여 나노 구멍 구조를 가지는 적색 고분자와 청색 저분자의 혼합 발광층으로 백색 유기발광소자를 제작하였다. 이 나노 구멍 구조를 가지는 poly[2-methoxy, 5-(2'-ethyl-hexyloxy)-p-phenylene vinylene] (MEH-PPV)/ 2-methyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracene (MADN) 혼합 발광층의 전기적, 광학적 특성을 분석하기 위하여 MEH-PPV/MADN 적층 구조를 가지는 백색 유기발광소자를 제작하여 비교, 분석하였다. 나노 구멍 구조를 가지는 혼합 발광층의 발광 스펙트럼에서 적층 구조보다 청색 파장대의 빛의 비율을 높일 수 있었다. 그 이유는 나노 구멍 구조를 가지는 혼합 발광층에서 정공수송층인 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) 층과 청색 발광층 사이의 일부분 접합부분의 정공 주입 때문이다. 또한, 혼합 발광층을 가진 백색 유기발광소자의 전류 밀도와 휘도는 구멍을 가진 MEH-PPV 층 때문에 상당히 증가하는 것을 알 수 있다. 혼합 발광층을 가진 백색 유기발광소자의 적색과 청색의 균형은 나노 구멍의 크기를 통해서 조절이 가능하고, 색 안정성은 정공 주입층과 청색 발광층 사이의 직접 접촉에 의한 구동 전압의 변화를 따라 증가시킬 수 있었다. 그 결과, 혼합 발광층을 가지는 백색 유기발광소자에서 적색과 청색 발광층의 발광 균형은 스핀 코팅 속도가 3,000 rpm일 때, 최적의 결과를 나타내었다. 이러한 실험 결과들은 저분자/고분자로 이루어진 혼합 발광층을 가진 백색 유기발광소자에서의 전자와 정공의 전달 및 발광 메커니즘을 분석할 수 있었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.12.2-12.2
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• 2009

전자 디스플레이 산업의 중요성과 미래사회에서 요구되는 정보기기로써 유연한 기판을 사용한 소자에 대한 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이들 산업에 응용되기 위해서는 저비용, 고생산 공정이 요구되고 있다. 이를 위해 인쇄전자 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 금속배선은 모든 소자의 기본이면서 낮은 저항과 높은 신뢰성을 동시에 요구하고 있어 인쇄전자 기술이 해결해야 할 가장 어려운 난제 중의 하나이다. 따라서 본 연구에서는 낮은 저항과 높은 신뢰성을 만족시킬 수 있는 새로운 금속배선 공정으로서 폴리이미드 필름을 초발수 처리한 후 친수 패턴을 하여 전도성 잉크에 함침함으로서 친수 패턴을 따라 금속배선이 이루어 지도록 하는 방법을 제안하고자 한다. 폴리이미드 필름의 표면을 플라즈마 처리하여 표면에 나노돌기를 형성시키고 불소기를 함유한 코팅층을 형성시킴으로써 물에 대한 접촉각이 $150^{\circ}$이상이 되도록 초발수 처리할 수 있었다. 초발수 처리된 폴리이미드 기판에 쉐도우 마스크를 사용하여 UV조사함으로써 조사된 부분만 친수성을 가지는 패턴을 형성하였다. 이렇게 친수 패턴이 제작된 초발수 폴리이미드 유연기판을 실버잉크에 함침함으로써 선폭 $200{\mu}m$를 가지는 금속배선을 형성시켰다. 형성된 금속배선의 단면 형상을 측정하였으며, 열처리를 통하여 비저항이 $30{\mu}{\Omega}$-cm를 얻을 수 있었다. 통상 1회의 함침으로는 금속배선의 두께가 150nm정도로 금속배선으로 사용하기에는 얇아 배선의 두께를 증가시키기 위하여 수 회 함침을 시도하여 $2{\mu}m$의 두께로 증가시킬 수 있었다. 이때 선폭과 선간 간격은 크게 변하지 않고 두께만 증가시킬 수 있었다. 이는 금속배선을 형성한 후에도 폴리이미드 유연기판의 초발수성은 그대로 유지되어 여러번 함침할 때 잉크가 이미 형성된 배선에만 묻게 되어 두께는 증가하나 선폭과 선간 간격은 증가하지 않는 것으로 판단된다. 사용한 실버잉크는 실버의 함량은 10~20wt%인 수계 잉크였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.16 no.9
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• pp.179-190
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• 1999

To automate the polishing process, a polishing robot with two axes which is attached to a machining center with three axes has been developed by our previous research. This automatic polishing robot is able to keep the polishing tool normal to the curved surface of die and is able to maintain a constant pneumatic pressure. Therefore, in the case of a curved surface die, the surface roughness to be polished by the system with five axes is improved superior than the surface by a three-axis machining center. However, because the polishing robot was big and heavy, a polishing workspace was limited and then it was difficult to attach the robot to machining center. In this study, the smaller and lighter polishing robot than the previous has been designed to improve defects due to the magnitude and weight of the robot. And the sliding mode control ins applied to polishing robot to improve the tracking performance. To obtain switching parameters of sliding mode control, the signal compression method is used. Code separation program to separate the date for a three-axis machining center and a two-axis polishing robot from a five-axis NC data is improved for users to check conveniently the separated trajectory and to handle many data by using the graphic user interface. To evaluate the polishing performance of the developed robot, the polishing experiment for shadow mask was carried out. The result shows the automatic polishing robot has a good trajectory tracking performance and obtains a good polished workpiece efficiently under recommended polishing conditions.