• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.120-120
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• 2010

최근 투명전도성 산화물(Transparent Conductive Oxide, TCO) 박막은 액정 표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 압전소자 및 태양전지의 투명소자로 사용되어지고 있다. 현재 가장 널리 사용되어지고 있는 투명전극물질인 인듐주석산화물(indium tin oxide, ITO)은 낮은 비저항과 높은 투과율을 가지고 있지만, 높은 원자재의 가격 및 수소플라즈마 처리시 In과 Sn이 환원되어 전기적, 광학적으로 불안정한 문제점들이 지적되고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 최근 적외선 및 가시광선 영역에서 높은 투과도 및 전기 전도성과 수소플라즈마에 대한 화학적 안정성을 갖는 ZnO를 기반으로 3족 원소를 첨가한 새로운 투명 전도막에 대한 연구가 활발하다. 본 연구에서는 RF-Magnetron Sputtering법을 이용하여 $Ga_2O_3$ 혼합비에 따라 제작된 ZnO(GZO) 박막들의 전기적, 광학적, 구조적인 특성들을 분석하였다. 측정결과, $Ga_2O_3$의 첨가량이 7 wt.%인 GZO 박막이 가시광선영역에서 80%이상의 높은 투과율과 $50.5\;\Omega/\Box$의 가장 낮은 면저항을 나타내었다. 이는 Ga원소가 다른 3족 원소와 격자결합을 비교할 때, 이온의 크기가 Zn원소와 비슷하여 최적화된 혼합율을 가지는 경우 격자결합을 최소화시켜 캐리어 밀도의 증가로 인해 높은 전도성을 가지며, 고온에서도 전기적 특성 및 내구성이 향상되기 때문이다. 또한 기판온도에 따른 열처리 특성으로서 기판의 온도를 $100^{\circ}{\sim}400^{\circ}C$까지 변화를 주어 실험하였다. X-선 회절패턴 분석결과 기판온도가 증가함에 따라 ZnO (002) 방향이 감소하는 반면 ZnO(103) 방향이 증가하였으며, 기판온도가 $300^{\circ}C$ 일 때 $17.1\;\Omega/\Box$의로 가장 낮은 면저항이 나타났다. 이는 SEM 이미지를 분석한 결과, 실온에서 제작된 박막과 비교해 300 에서 증착된 GZO 박막이 결정립의 크기가 크고 밀도도 조밀해져 전하의 이동도가 향상되었기 때문이다.

• 한국재료학회지
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• 제18권10호
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• pp.521-528
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• 2008

We present the structural, optical, and electrical properties of amorphous silicon suboxide (a-$SiO_x$) films grown on indium tin oxide glass substrates with a radio frequency magnetron technique from a polycrystalline silicon oxide target using ambient Ar. For different substrate-target distances (d = 8 cm and 10 cm), the deposition temperature effects were systematically studied. For d = 8cm, oxygen content in a-$SiO_x$ decreased with dissociation of oxygen onto the silicon oxide matrix; temperature increased due to enlargement of kinetic energy. For d = 10 cm, however, the oxygen content had a minimum between $150^{\circ}\;and\;200^{\circ}$. Using simple optical measurements, we can predict a preferred orientation of liquid crystal molecules on a-$SiO_x$ thin film. At higher oxygen content (x > 1.6), liquid crystal molecules on an inorganic liquid crystal alignment layer of a-$SiO_x$ showed homogeneous alignment; however, in the lower case (x < 1.6), liquid crystals showed homeotropic alignment.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권1호
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• pp.58-65
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• 2022

The field of liquid crystal display (LCD) is constantly in the spotlight and the process of depositing an alignment layer in the LCD manufacturing process is very important to obtain excellent performance such as low-power driving and high-speed response to improve LCD performance. Therefore, research on liquid crystal (LC) alignment is being actively conducted. When manufacturing LCD, it is necessary to consider the effect of the alignment layer thickness as one of the factors affecting various LCD performances. In addition, previous studies confirmed the LC alignment characteristics correlate with the rotation speed in the spin coating process. Therefore, the electro-optical properties of the LCD were investigated by manufacturing a polyimide alignment layer by varying the rotation speed in the spin coating process in this study. It was confirmed that the thickness of the polyimide alignment layer was controlled according to the spin coating conditions. The average transmittances of anti-parallel LC cells at the spin coating speed of 2,500 rpm and 3,000 rpm are about 60%, which indicates that the LC cell has relatively higher performance. At the spin coating speed of 3,000 rpm, the voltage-transmittance curve of twisted nematic (TN) LC cell was below 1.5 V, which means that the TN LC cell operated at a low power. In addition, high-speed operating characteristics were confirmed with a response time of less than 30 ms. From these derived data, we confirmed that the ideal spin coating speed is 3,000 rpm. And these results provide an optimized polyimide alignment layer process when considering enhanced future LCD manufacturing.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.776-788
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• 2012

셀로비오스, 말토오스 그리고 락토오스를 1-{4-(4'-시아노페닐아조)펜옥시}옥틸브롬 혹은 1-{4-(4'-시아노페닐아조)펜옥시카보닐}헵타노일 클로라이드와 반응시켜 옥타[8-{4-(4'-시아노페닐아조)펜옥시}]옥틸 그리고 옥타[8-{4-(4'-시아노페닐아조)펜옥시카보닐}]헵타노화 이당류 유도체들을 합성함과 동시에 이들의 열방성 액정과 광화학적 상전이 거동을 검토하였다. 모든 {(시아노페닐아조)펜옥시}옥틸 이당류 에테르들(CADETs)은 단방성 네마틱(N) 상들을 형성하는 반면 모든 {(시아노페닐아조)펜옥시카보닐}헵타노화 이당류 에스터들(CADESs)은 양방성 N 상들을 형성하였다. CADETs에 비해, CADESs는 높은 액체(I) 상에서 N 상으로의 전이 온도들을 나타냈다. 유리 셀 혹은 러빙된 폴리이미드(PI) 배향막을 지닌 셀 중에서 N 상을 형성하고 있는 이당류 유도체에 광을 조사시킬 경우, 아조벤젠기의 trans-cis 이성화에 의해 N 상은 I 상으로 변하였다. 한편, 광 조사시켜 얻은 시료를 광을 차단한 상태로 방치할 경우 열에 의한 cis-trans 이성화와 trans 아조벤젠기들의 재배열로 인하여 I 상은 최초의 N 상으로 변하였다. 유리 셀의 경우에 비해 러빙된 PI 배향막을 지닌 셀의 경우가 이당류 유도체들의 광화학적 N-I 그리고 열적 I-N 상전이 속도들은 빠르며 시아노아조벤젠기를 지닌 monomesogenic 화합물들 그리고 4-{4'-(시아노페닐아조)펜옥시}옥틸 글루코오스 그리고 셀룰로오스 에테르들에 대해 관찰되는 결과들에 비해 현저히 달랐다. 이러한 결과를 주사슬의 유연성, 반복단위당에 도입된 메소겐기들의 수 그리고 아조벤젠기들간의 거리에 기인한 아조벤젠기들의 협동효과의 차이의 견지에서 검토하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.183-183
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• 2009

OLED소자의 양극재료로써 현재는 산화인듐주석(ITO : indium tin oxide) 박막이 널리 이용되고 있다. 그러나 낮은 전기 비저항과 높은 투과도를 갖는 ITO 박막을 얻기 위해서는 $300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 성막되어야 하며, 원료 물질인 인듐의 수급량 부족으로 인한 문제점과 독성, 저온증착의 어려움, 스퍼터링 시 음이온 충격에 의한 막 손상으로 저항의 증가의 문제점이 있고, 또한 유기발광소자의 투명전극으로 쓰일 경우에 유기물과의 계면 부적합성, 액정디스플레이의 투명전극으로 사용될 경우에 $400^{\circ}C$정도의 놓은 온도와 수소 플라즈마 분위기에서 장시간 노출 시 열화로 인한 광학적 특성변화가 문제가 된다. 이러한 문제점을 지닌 ITO 박막을 대체할 수 있는 물질로 산화 인듐아연(lZO) 박막이 많은 각광을 받고 있다. IZO(Indium Zinc Oxide) 박막은 저온 ($100^{\circ}C$ 이상)에서 증착이 가능하고 추가적인 열처리 없이도 가시광 영역에서 90% 이상의 광 투과도와 ${\sim}10^{-4}{\Omega}cm$ 이하의 낳은 전기 비저항을 갖는 것으로 알려져 있다. 이러한 IZO박막은 성막 후 고온의 열처리 과정이 필요 없기 때문에 폴리카보네이트와 같은 유기물 기판을 사용하여 제작 가능한 유연한 평판형 표시 소자의 제작에도 적용될 수 있다. IZO(Indium Zinc Oxide) 박막은 상온 공정에서도 우수한 전기적, 광학적, 표면 특성을 나타낼 뿐만 아니라 양극재료로써 높은 일함수를 가지고 있어 고효율의 유기 발광 소자를 구현하는데 유리한 재료라 판단된다. 본 연구에서는 TCO 박막의 면 저항과 표면 거칠기가 OLED 소자의 성능에 미치는 영향을 조사하였다. R.F Magnetron Sputtering을 이용하여 투명 전도막을 성막 형성 하였으며, 기판온도와 증착과정에서 주입되는 산소, 수소의 유랑 변화가 박막의 구조적, 전기적 특성에 어떠한 영향 미치는 것인가를 자세히 규명하였다 ITO 와 IZO박막은 챔버 내 다양한 가스 분위기(Ar, $Ar+O_2$ and $Ar+H_2$) 에서 R.F Magnetron Sputtering 방법으로 증착했다. TCO박막의 구조적인 이해를 돕기 위해서 X-ray diffraction 과 FESEM으로 분석했다. 광학적 투과도와 박막의 두께는 Ultraviolet Spectrophotometer(Varian, cary-500)와 Surface profile mersurement system으로 각각 측정하였다. 면저항, charge carrier농도, 그리고 TCO박막의 이동성과 길은 전기적특성은 Four-point probe와 Hall Effect Measurement(HMS-3000)로 각각 측정한다. TCO 박막의 표면 거칠기에 따른 OLED소자의 성능분석 측면에서는 TCO 박막의 표면 거칠기 조절을 위해 photo lithography 공정을 사용하여 TCO 박막을 에칭 하였다. 미세사이즈 패턴 마스크가 사용되고 에칭의 깊이는 에칭시간에 따라 조절한다. TCO박막의 표면 형태는 FESEM과 AFM으로 관찰하고 그리고 나서 유기메탈과 음극 전극을 연속적으로 TCO 박막위에 증착한다. 투명전극으로 사용되는 IZO기판 상용화를 위해 IZO기판 위에 $\alpha$-NPB, Alq3, LiF, Al순서로 OLED소자를 제작하였다. 전류밀도와 전압 그리고 발광과 OLED소자의 전압과 같은 전기적 특성은 Spectrometer (minolta CS-1000A) 에 의하여 I-V-L분석을 했다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.313-313
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• 2009

OLED 소자는 직접발광, 광시야각, 그리고 빠른 응답속도 때문에 동영상에 적합하여 최근 각광받고 있는 디스플레이장치 중의 하나이다. OLED 소자의 양극재료로는 높은 광투과율과 $\sim10^{-4}{\Omega}\;cm$ 수준의 낮은 전기 비저항을 갖는 ITO (Sn-doped $In_2O_3$)가 널리 사용되고 있다. 하지만 원료 물질인 인듐의 수급량 부족으로 인한 문제점과 독성, 저온증착의 어려움, 스퍼터링시 음이온 충격에 의한 막 손상으로 저항의 증가의 문제점이 있고, 또한 액정디스플레이의 투명전극으로 사용될 경우 $400\;^{\circ}C$정도의 높은 온도와 수소 플라즈마 분위기에서 장시간 노출 시 열화로 인한 광학적 특성변화가 문제가 된다. 반면에 Al이 도핑 된 ZnO (AZO)박막은 넓은 밴드갭 (3.37eV)와 400nm에서 700nm 사이의 가시광 영역에서 80% 이상의 우수한 투과성을 지니고 있다. 특히 Al이 도핑된 ZnO는 박막의 전기적 특성이 크게 향상되어 디스플레이나 태양전지로의 응용이 가능하다. 또한 비교적 낮은 비용과 플라즈마에서의 안정성, 무독성, 그리고 전기전도성과 같은 많은 이점이 있다. 그 결과 AZO 박막은 ITO기판을 대안하는 지원물질로 활발히 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 TCO 박막의 면 저항과 표면 거칠기에 따른 OLED 소자의 특성을 분석하였다. ITO와 AZO 박막은 챔버 내 다양한 가스 분위기(Ar, Ar+$O_2$ and Ar+$H_2$)에서 R.F Magnetron Sputtering방법으로 증착하였다. TCO 박막의 구조적인 이해를 돕기 위해서 X-ray diffraction 과 FESEM으로 분석하였다. 광학적 투과도와 박막의 두께는 ultraviolet spectrophotometer (Varian, cary-500)와 surface profile measurement system으로 각각 측정하였다. 면저항 charge carrier 농도, 그리고 TCO 박막의 이동도와 같은 전기적특성은 four-point probe와 hall effect measurement(HMS-3000)로 각각 측정하였다. TCO 박막의 표면 거칠기 조절을 위해 photo lithography 공정을 사용하여 TCO 박막을 화학에칭 하였다. 미세사이즈 패턴 마스크가 사용되었으며 에칭의 깊이는 에칭시간에 따라 조절하였다. TCO 박막의 표면 형태는 FESEM과 AFM으로 관찰하였다. 투명전극으로 사용되는 ITO 및 AZO 기판 상용화를 위해 ITO 및 AZO 기판 위에 ${\alpha}$-NPB, Alq3, LiF, Al 의 순서로 증착 및 패터닝함으로써 OLED 소자를 제작하였다. 전류밀도와 전압 그리고 발광휘도와 전압과 같은 전기적 특성은 spectrometer(minolta CS-1000A)를 이용하여 측정하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 춘계학술대회 및 기술 세미나 논문집 디스플레이 광소자
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• pp.41-41
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• 2008

In general, polyimides (PIs) are used in alignment layers in liquid crystal displays (LCDs). The rubbing alignment technique has been widely used to align the LC molecules on the PI layer. Although this method is suitable for mass production of LCDs because of its simple process and high productivity, it has certain limitations. A rubbed PI surface includes debris left by the cloth, and the generation of electrostatic charges during the rubbing induces local defects, streaks, and a grating-like wavy surface due to nonuniform microgrooves that degrade the display resolution of computer displays and digital television. Additional washing and drying to remove the debris, and overwriting for multi-domain formation to improve the electro-optical characteristics such as the wide viewing angle, reduce the cost-effectiveness of the process. Therefore, an alternative to non-rubbing techniques without changing the LC alignment layer (i.e, PI) is proposed. The surface of LC alignment layers as a function of the ion beam (IE) energy was modified. Various pretilt angles were created on the IB-irradiated PI surfaces. After IB irradiation, the Ar ions did not change the morphology of the PI surface, indicating that the pretilt angle was not due to microgrooves. To verify the compositional behavior for the LC alignment, the chemical bonding states of the ill-irradiated PI surfaces were analyzed in detail by XPS. The chemical structure analysis showed that ability of LCs to align was due to the preferential orientation of the carbon network, which was caused by the breaking of C=O double bonds in the imide ring, parallel to the incident 18 direction. The potential of non-rubbing technology for fabricating display devices was further conformed by achieving the superior electro-optical characteristics, compared to rubbed PI.

• 대한화장품학회지
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• 제32권4호
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• pp.209-217
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• 2006

유화란 서로 섞이지 않는 액체들간의 분산계이다. 화장품에 사용되는 원료에는 서로 잘 섞이지 않는 물질들이 많기 때문에 이들을 한 제제 내에 잘 혼합할 수 있는 유화기술이 매우 유용하게 이용되고 있다. 유화제제의 안정화 및 물성 변화를 위하여 유화제의 발달과 함께 여러 가지 다양한 형태의 유화기술이 개발되었다. 1950년대에 Griffin이 제안한 HLB법을 시작으로 PIT법, 겔(gel) 유화법, D상 유화법 등이 있으며, 최근에는 피부 친화성 또는 인체에 대한 안전성을 높이기 위한 수단으로 천연 유래의 유화제 및 고분자계 유화제의 사용이 늘고 있다. 이 외에도 제품의 외관 차별화 및 유효성분의 전달 효율을 높이기 위한 수단으로 나노 유화, 다중 유화, 액정 유화, 피커링 유화 등이 개발 적용되고 있으며, 리포좀이나 큐보좀 같은 나노 구조체 입자들의 응용에 관한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 리포좀은 생체막의 주요 구성성분인 양친매성 인지질의 이중층으로 구성된 계이고, 큐보좀 역시 생체 유래 성분인 모노올레인 같은 물질로 만들어지는 나노 입자의 일종으로 그 분자 구조적 특성으로 인해 수용액 내에서 입방상 구조의 이연속적 수상 채널을 갖는다. 이러한 나노 입자에 효능물질을 봉입시켜 제제화 함으로서 생체 친화적이면서 물질의 전달 효율을 높일 수 있다. 여기서는 화장품용 유화물 및 나노 입자들의 제조 방법, 응용 등에 대하여 간략히 소개하였다.