• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.269-269
• /
• 2016

최근, 플렉서블 광전자소자 제작 기술의 눈부신 발전으로, 기존의 평면형 이미지 센서가 가지고 있는 여러가지 한계를 극복하기 위해 곡면형 이미지 센서 제작에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 리소그래피, 물질 성장, 도포, 에칭 등의 대부분의 반도체 공정은 평면 기판에 기반한 공정 방법으로 곡면 구조의 이미지 센서를 제작하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 곡면형 이미지 센서의 제작을 위해 곡면 구조 위에서의 직접적인 공정 대신 평면 기판에서 단결정 실리콘을 이용해 전사 인쇄가 가능하고 수축이 가능한 초박막 구조의 이미지 센서를 제작한 후 이를 떼어내는 방식을 이용하였다. 이온 주입 및 건식 식각 공정을 통해 평면 SOI (Silicon on Insulator) 기판 위에 단일 광다이오드 배열 형태의 소자를 제작한 후 수 차례의 폴리이미드 층 도포 및 스퍼터링을 통한 금속 배선 공정을 통해 초박막 형태의 광 검출기를 완성한다. 이후 습식 식각 및 폴리디메틸실록산(PDMS) 스탬프를 이용한 전사 인쇄 공정을 통해 기판으로부터 디바이스를 분리하여 변형 가능한 형태의 이미지 센서를 얻을 수 있다. 이러한 박막형 이미지 센서는 유연한 재질로 인해 수축 및 팽창, 구부림과 같은 구조적 변형이 가능하게 되어 겹눈 구조 카메라, 튜너블 카메라 등과 같이 기존 방식의 반도체 공정으로는 구현할 수 없었던 다양한 이미징 시스템 개발에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2009.06a
• /
• pp.76-77
• /
• 2009

CdS 박막은 에너지 밴드갭이 상온에서 2.42 eV인 직접 천이헝 반도체로써 태양전지 및 광전도 셀과 광센서 등에 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 유연성을 가지고 있는 PC, PET, PEN등 폴리머 기판을 $O_2$ 플라즈마를 사용하고 RF Power 100W, 공정시간 60~1200s의 조건에서 전처리하고, 이 기판을 CBD법을 이용하여 CdS 박막을 증착시켰다. 폴리머 기판의 결정립크기는 180s의 처리시간 부터 증가를 보였으며, 전기적 특성은 60s 와 180s에서 이동도와 비저항이 반비례하는 경향성을 나타내었고 광투과율은 처리시간에 따른 뚜렷한 변화를 보이지 않았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.167-167
• /
• 2012

최근 들어 유연한 폴리머 기판을 이용한 차세대 Flexible display는 다양한 장점으로 인해 많은 연구가들에 의해 유망한 차세대 디스플레이로 주목받고 있다. 일반적 폴리머 기판은 산소, 수분 등에 취약하기 때문에 무기막 또는 멀티레이어를 증착한다. 본 연구는 remote-type과 direct-type DBD로 구성되어 있는 double discharge system을 이용한 SiOx 무기막 증착 실험에 관한 연구이다. 본 연구에서는 HMDS/$O_2$/He/Ar gas mixture를 통해 발생된 대기압 플라즈마를 이용하여 공정을 진행하였다. SiOx를 증착할 때 SiOx 무기막 증착 실험은 $O_2$의 유량이 감소할수록 그리고 HMDS의 유량이 증가함에 따라 deposition rate, 즉 공정효율이 증가하는 것을 알 수 있었다. 하지만 HMDS의 유량이 증가하고 $O_2$ gas 유량이 감소함에 따라 carbon과 hydrogen 등의 불순물의 함유도 함께 증가하게 되고 이로 인해 무기막의 특성이 약해지고, 유기적인 막 특성이 강해지게 된다. Double discharge system을 사용하였을 경우에는 remote-type DBD system을 사용하였을 때 보다 더 높은 공정 효율을 관찰할 수 있었고 동시에 더 낮은 불순물 함량을 가지는 것을 알 수 있었다. 이는 기판에 추가적으로 인가되는 power에 따라 discharge efficiency가 향상되어 Si-O bond 결합을 유도, 무기막적 특성이 강해지고, 또한 기판 바이어스 효과에 따라 증착무기막의 기계적인 강도 역시 향상됨을 관찰할 수 있었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.25 no.4
• /
• pp.129-135
• /
• 2018

In the stretchable electronic devices, the stretchable substrate is a very essential material which determines the stretchability, performances and durability of the stretchable electronic devices. In particular, the current stretchable materials have hysteresis making difficult to used as sensors and other electronic devices. In this study, we developed a PDMS-Ecoflex hybrid stretchable substrate mixed with PDMS and Ecoflex material in order to increase stretchability and improve hysteresis characteristics. Mechanical behavior of the hybrid substrate was evaluated using a tensile test, and optical transmittance of the hybrid substrate was also measured. As the content of Ecoflex increases, the PDMS-Ecoflex hybrid substrate becomes more flexible, and the elastic modulus decreases. In addition, the PDMS substrate failed a tensile strain of 270%, while the PDMS-Ecoflex hybrid substrate did not fail even at 500% strain indicating excellent stretchability. In the repeated tensile test, the hybrid substrate with 2:1 mixing ratio of PDMS and Ecoflex showed hysteresis. On the other hand, in the case of the hybrid substrate with the mixing ratio of 1:1, hysteresis did not occur at a strain of 50% and 100%. Hence, we developed a stretchable substrate with over 150% stretchability and no hysteresis characteristics. The optical transmittance of the Ecoflex substrate was 68.6%, whereas the transmittances of the hybrid substrate with mixing ratio of 2:1 and 1:1 were 78.6% and 75.4%, respectively. These results indicate that the PDMS-Ecoflex hybrid substrate is a potential candidate for a transparent stretchable substrate.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• pp.52-52
• /
• 2010

CIS(CuInSe2)계 화합물 태양전지는 높은 광흡수계수와 열적 안정성으로 고효율 태양전지 제조가 가능하여 태양전지용 광흡수층으로 매우 이상적이다. 미국 NREL에서는 이러한 CIGS 태양전지를 Co-evaporation 방법으로 제조 20%이상의 에너지 변환 효율을 달성하였다고 보고하였다. CIGS 태양전지의 경우 기존의 유리 기판 대신 유연한 철강 기판을 사용해 태양전지를 flexible하게 제조 할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 flexible 태양전지의 경우 기존의 rigid 태양전지의 적용분야 뿐만 아니라 BIPV, 선박, 장난감, 군용, 자동차등 더욱더 많은 분야에 활용이 가능하다. 하지만 flexible 태양전지에 사용되는 철강기판의 경우 기존의 유리 기판인 SLG에 함유되어 있는 Na이 첨가되어 있지 않아 별도의 Na 첨가가 필요하다. Na은 CIGS 광흡수층의 결정을 증가 시키며 태양전지의 전기적 특성을 향상시킨다. 이러한 Na이 없는 경우 효율이 감소한다. 따라서 flexible 태양전지 개발을 위해서는 Na 첨가에 대한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 Na의 증착 순서를 변화시켜서 CIGS 증착 전, 동시증착, CIGS 증착 후로 나누어 CIGS 광흡수층 결정성의 변화를 알아보고자 한다. Na의 두께를 5nm에서 500nm 까지 단계 별로 나누어 실험을 실시하였다. 이때 CIGS 광흡수층은 미국의 NREL과 같은 3 stage 방식을 이용하였다. 1st stage의 시간은 15분으로 고정하였으며 기판온도는 약 $300^{\circ}C$로 고정 하였다. 2nd stage는 실시간 온도 감지 장치를 이용하여 Cu와 In+Ga의 조성비가 1:1이 되는 시간을 기준으로 Cu의 조성을 30%더 높게 조절하였으며 기판 온도는 약 $640^{\circ}C$로 고정 후 실험을 실시하였다. 3rd stage의 경우 Cu poor 조성으로 조절하기 위해 모든 조건을 10분으로 고정 후 실험을 실시하였다. 기판은 Na의 영향만을 비교하기위하여 Na이 첨가되어있지 않은 corning glass를 사용하였다. 후면 전극으로 약 $1{\mu}m$ 두께의 Mo을 DC Sputtering 방법을 이용하여 증착 하였다. 각각의 Na 두께에 따른 CIGS 광흡수층의 특성을 분석하기 위해 FE-SEM, XRD 분석을 실시하였다.

• Elastomers and Composites
• /
• v.44 no.2
• /
• pp.98-105
• /
• 2009

The cochlea of the inner ear has two core components, basilar membrane and hair cells. The basilar membrane disperses incoming sound waves by their frequencies. The hair cells are on the basilar membrane, and they are the sensory receptors generating bioelectric signals. In this paper, a biomimetic technology using ZnO piezoelectric nano-pillar was studied as the part of developing process for artificial cochlea and novel artificial mechanosensory system mimicking human auditory senses. In particular, ZnO piezoelectric nano-pillar was fabricated by both low and high temperature growth methods. ZnO piezoelectric nano-pillars were grown on solid (high temperature growth) and flexible (low temperature growth) substrates. The substrates were patterned prior to ZnO nano-pillar growth so that we can selectively grow ZnO nano-pillar on the substrates. A multi-physical simulation was also conducted to understand the behavior of ZnO nano-pillar. The simulation results show electric potential, von Mises stress, and deformation in the ZnO nano-pillar. Both the experimental and computational works help characterize and optimize ZnO nano-pillar.

• Polymer(Korea)
• /
• v.37 no.6
• /
• pp.711-716
• /
• 2013

The effect of chain orientation and relaxation on the characteristics of poly(ethylene naphthalate) (PEN) flexible substrate has been studied. It was found that the coefficient of thermal expansion (CTE) of PEN under $100^{\circ}C$ decreased as low as $20ppm/^{\circ}C$ due to the lowering of chain mobility by chain orientation. The thermal shrinkage was found to appear near glass transition temperature because of chain relaxation. It could be minimized by thermal annealing but CTE increased again up to $70ppm/^{\circ}C$ which was 65% of intrinsic CTE of PEN. Unstrained thermal annealing made possible to avoid the thermal shrinkage with maintaining low CTE obtained by chain orientation. Chain orientation did not affect the optical transmittance; however, thermal annealing caused the decrease of optical transmittance up to 5%. This was understood by the minor crystallization due to the thermal annealing near glass transition temperature.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
• /
• v.30 no.5
• /
• pp.189-193
• /
• 2020

Recently, various methods for preparing a flexible electrode for implementing a wearable sensor have been introduced. Wearable sensors show similar tendency to use various polymer substrates, which provides elasticity suitable to the motion of human body. In this paper, a highly elastic silver nanowire based electrode was prepared on a sponge-based stretchable substrate, and electrical properties were evaluated. Silver nanowires were grown using a wet chemical synthesis, impregnated into a plasma-treated sponge, and then heat treated at a low temperature. In particular, the plasma surface treatment of the sponge enables uniform coating of silver nanowires. The flexible sponge electrode showed reliable electrical resistance changes over 160 repeated tensile-compression cycles.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
• /
• v.28 no.1
• /
• pp.80-83
• /
• 2017

In this paper, the X-band reconfigurable frequency selective surface having flexible geometry was proposed. The proposed RFSS is composed of patterns of cross-shaped loop with inductive stub, which can control the frequency response for C-Band and X-band by ON/OFF state of PIN diode. To minimize the parasitic effect and to obtain the high level of isolation between the unit cell of FSS and the bias circuit, we designed the grid type bias line on bottom layer through via hole. The measured transmission characteristics show good agreement with the simulation results and good stability of frequency response for different incident angles and curvatures of surface.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.55-55
• /
• 2008

압전폴리머 PVDF(polyvinylidene difluoride)의 기판소재를 기반으로 한 디스플레이 소자를 연구하였다. 압전 폴리머 PVDF의 양면은 두께 300nm정도의 ITO(Indium Tin Oxide)를 TCO(Transparent conducting oxide)로 R2R(roll to roll)증착하였으며, 이를 적외선 계열 Pulsed Laser로 상온 건식 에칭을 통해 패턴해내고, 이후 고진공 환경에서 Alq3 를 기반의 유기발광소자를 제작하였다. 전기적 신호에 대해서 기계적인 작동이 가능한 투명 압전 폴리머 재료를 디스플레이 발광소자의 기판 소재로 사용함으로써, 궁극적으로 발광기능과 더불어 압전효과에 의한 스피커 기능이 한 개의 개체내에서 독립적으로 구현될 수 있도록 설계하고, 기술적으로 실현시켰다는 점이 본 연구의 의의라고 할 수 있다. 이를 위해서, 섭씨 80도 이상의 온도에서 압전 성질을 상실하는 것으로 알려진 PVDF에 대해서 투명산화전극을 레이져를 이용한 비가열식 승화방법을 통해 패턴화하는 것을 사용했으며, 밀리미터 단위에서 수십 마이크로미터 수준까지 패턴화할 수 있었다. 제작된 복합형 유연 OLED소자는 기계적으로 휘어진 상태에서도 발광 성능과 스피커 성능을 각각 독립적으로 보였으며, Alq3에 의한 녹색발광을 보임을 확인하였고, 이 경우 양자효율은 약 3%이하의 값을 보였다. 또한 각주파수별 음압(SPL: Sound Pressure Level)측정 결과는 압번폴리머가 가청주파수 영역에서 작동함을 보였으며, 고주파영역에서의 SPL값이 증가하는 전형적인 PVDF사용 필름 스피커의 특성을 보였다. 이로부터 제작된 복합형 소자는 본 연구에서 제안된 목적에서 보인 것과 같이, 두 개의 기능이 서로간의 간섭없이 독립적으로 한 개의 개체 내에서 작동함을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과로부터 새로운 유연 전자 소자에 대한 디자인 개념을 제시하고, 기타 다른 기능이 접합된 형태의 신개념 전자 소자를 제안하는 것도 가능할 것으로 기대된다.