• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.3
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• pp.2131-2134
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• 2015

In this study, It has been demonstrated a new and realizable possibility of the ferroelectric random access memory devices by all solution processing method with paper substrates. Organic ferroelectric poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) thin films were formed on paper substrate with Al electrode for the bottom gate structure using spin-coating technique. Then, they were subjected to annealing process for crystallization. The fabricated PVDF-TrFE thin films were observed by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). It was found from polarization versus electric field (P-E) measurement that a PVDF-TrFE thin film on paper substrate showed very good ferroelectric property. This result agree well with that of a PVDF-TrFE thin film fabricated on the rigid Si substrate. It anticipated that these results will lead to the emergence of printable electron devices on paper. Furthermore, it could be fabricated by a solution processing method for ferroelectric random access memory device, which is reliable and very inexpensive, has a high density, and can be also fabricated easily.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1443-1444
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• 2011

플렉시블 OLED 소자에서 주요한 역할을 하는 기판은 디스플레이의 성능, 신뢰성과 가격을 결정한다. 플렉시블 OLED소자의 기판으로는 PET, PC, PES, PEN과 같은 고분자 계열의 기판이 많이 사용되고 있지만 거칠기 등의 문제가 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 셀룰로오스 종이를 사용하는 투명 플렉시블 OLED 소자를 개발하였다. 본 논문에서는 개발한 셀룰로오스 종이의 표면 거칠기는 $3.1{\AA}$이었으며, 투과도는 97.6%로서 PET기판 보다 우수한 특성을 보여주었다. 셀룰로오스 종이를 기판위에 양극으로 Ni을 이용하는 녹색 발광 플렉시블 OLED소자를 구현하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.196.1-196.1
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• 2015

전 세계적으로 환경에 대한 인식이 증대됨에 따라 친환경적인 소재의 개발 연구가 필요한 상황이고, 대표적으로 셀룰로오스를 이용한 종이기판을 활용하는 방안이 새로운 연구화두로 떠오르고 있다. 종이를 기본으로 한 전기전자 회로구성의 가능성을 보기위해 종이 위해 전자회로 구성요소를 형성시켜야 할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구팀은 상용 복사 용지위에 마이크로 단위의 패터닝을 구현하는 연구를 진행하였다. 마이크로 패터닝 구현 방법은 다음과 3가지로 요약할 수 있다;1. 리소그래피 공정, 2. 메탈마크스를 사용한 물질 증착, 3. 잉크젯 프린팅. 리소그래피 공정을 위해서 발수처리를 한 종이 위에 실리콘기반 공정과 마찬가지로 레지스트를 코팅하고 노광과 디벨롭, 증착과 리프트오프 과정을 거쳤다. 공정 결과 패터닝이 어느 정도 잘 되는 것을 확인할 수 있었다. 두번째로 상용 메탈마스크를 제작하여 종이 위에 그대로 증착하는 방법을 사용하였다. 이 방법은 액상공정을 요구하지 않기 때문에 발수처리가 필요하지 않고 종이의 기본성질을 그대로 유지 할 수 있다는 장점이 있다. 마지막으로 잉크젯 프린팅 공정은 복사용지를 인쇄할 때 사용하는 간단한 상용프린터를 이용하였다. 이 방법은 앞의 두 공정보다는 다소 패턴 사이즈가 크다는 단점이 있지만 원하는 모양을 자유롭게 패터닝 할 수 있고 그만큼 대량 생산에 용이하다는 장점이 있다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.21 no.5 s.101
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• pp.129-140
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• 2006

정보화의 심화 및 대중화에 따라서 다양한 정보를 시각화하여 인간에게 전달하는 디스플레이로서 장소, 시간에 구애됨이 없으면서 초경량, 저전력의 얇고, 종이처럼 가볍고 유연한 플렉시블 디스플레이가 최근 학문적, 산업적으로 많은 주목을 받고 있다. 플렉시블 디스플레이를 구현하기 위해서는 플렉시블 기판(박형 유리, 메탈호일, 플라스틱), 저온 공정용 유기, 무기 소재, 플렉시블 일렉트로닉스, 봉지 그리고 패키징 기술 등이 복합적으로 필요하다. 이중에서 플렉시블 기판은 플렉시블 디스플레이의 성능, 신뢰성, 가격을 결정하는 가장 중요한 부품으로 인식되고 있다. 플렉시블 기판 중에서는 플라스틱 기판이 가공의 용이성, 저 중량(유리의 1/2), 연속 공정의 적합성 등으로 인해서 광범위하게 적용이 검토되고 있다. 본 고에서는 디스플레이용 플라스틱 기판의 최근 산업적, 기술적 동향에 관해서 설명한다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.31 no.3
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• pp.122-130
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• 2016

빠르게 발전해 가는 IT기술 덕분에 누구든지 언제 어디서나 원하는 정보를 얻을 수 있는 유비쿼터스 시대가 도래한 지금, 더 얇고 더 가벼우면서 휴대하기 쉬운 경박단소한 디스플레이가 휴대용 기기의 기본 요구사항이 되고 있다. 더 나아가 형태변형이 가능하고 떨어뜨려도 깨지지 않는 유연하면서도 질긴 특성을 바탕으로 종이처럼 접거나 휘어지고, 두루마리처럼 말 수 있는 이른바 '플렉서블 디스플레이'에 대한 요구가 점점 커지고 있어 국가별, 기업별로 관련 연구개발 경쟁이 치열하게 전개되고 있다. 이에 본 자료에서는 플렉서블 디스플레이용 기판의 최근의 기술 현황을 살펴보고 향후 관련기술의 전개방향을 살펴본다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.23 no.5
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• pp.153-163
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• 2008

플렉시블 디스플레이는 종이처럼 얇고 유연한 기판을 통해 손상없이 휘거나, 구부리거나, 말 수 있는 차세대 디스플레이다. 유리 대신 플라스틱 소재.필름 등을 기판으로 사용하는데, 롤 방식의 대량 인쇄기술의 상용화로 거대한 시장을 형성할 것으로 기대되는 미래 유망산업이다. 본 고에서는 시장전망 및 국내외 개발동향을 중심으로 살펴 보고 정책적 시사점을 도출하고자 한다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.20 no.6 s.96
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• pp.48-61
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• 2005

Flexible display는 플라스틱 등 휠 수 있는 기판에 만들어진 평판 디스플레이로, 우수한 표시특성을 그대로 가지면서 접거나 구부리거나 두루마리 형태로 변형이 가능하기 때문에 현재의 평판 디스플레이 시장의 차세대 기술로 평가되어 전세계적으로 급격한 연구가 이루어지고 있다. Flexible display는 원리적으로 종이와 같은 수 센티미터 이내로 휘거나, 구부리거나, 말 수 있는 얇고 유연한 기판을 사용하게 되며, 기존의 딱딱한 유리기판을 사용하는 디스플레이와는 달리 가볍고, 얇고, 내충격성이 강하며, 구부림이 자유롭다. 본 고에서는 flexible display의 핵심 기술, 주요기관의 최근 flexibledisplay 연구 개발동향 및 발전전망 등에 대하여 살펴보기로 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.211.1-211.1
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• 2015

최근 용액 공정을 이용한 산화물 반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 넓은 밴드갭을 가지고 있는 산화물 반도체는 높은 투과율을 가지고 있어 투명 디스플레이에 적용이 가능하다. 기존의 박막 진공증착 방법은 진공상태를 유지하기 위한 장비의 가격이 비싸며, 대면적의 어려움, 높은 생산단가 등으로 생산율이 높지 않다. 하지만 용액 공정을 이용하면 대기압에서 증착이 가능하고 대면적화가 가능하다. 그리고 각각의 조성비를 조절하는 것이 가능하다. 이러한 장점에도 불구하고, 소자의 신뢰성이나 저온공정은 중요한 이슈이다. Instability는 threshold voltage (Vth)의 shift 및 on/off switching의 신뢰성과 관련된 parameter이다. 용액은 소자의 전기적 특성을 열화 시키는 수분 과 탄소계열의 불순물을 다량 포함 하고 있어 고품질의 박막을 형성하기 위해서는 고온의 열처리가 필요하다. 기존의 열처리는 고온에서 장시간 이루어지기 때문에 유리나 플라스틱, 종이 기판의 소자에서는 불가능하지만 $100^{\circ}C$ 이하의 저온 공정인 microwave를 이용하면 유리, 플라스틱, 종이 기판에서도 적용이 가능하다. 본 연구에서는 산화물 반도체 중에서 InGaZnO (IGZO)를 용액 공정으로 제작한 juctionless thin-film transistor를 제작하여 기존의 열처리를 이용하여 처리한 소자와 microwave를 이용해서 열처리한 소자의 전기적 특성을 한 달 동안 관찰 하였다. 또한 In:Zn의 비율을 고정한 후 Ga의 비율을 달리하여 특성을 비교하였다. 먼저 p-type bulk silicon 위에 SiO2 산화막이 100 nm 증착된 기판에 RCA 클리닝을 진행 하였고, solution InGaZnO 용액을 spin coating 방식으로 증착하였다. Coating 후에, solvent와 수분을 제거하기 위해서 $180^{\circ}C$에서 10분 동안 baking공정을 하였다. 이후 furnace열처리와 microwave열처리를 비교하기 위해 post-deposition-annealing (PDA)으로 furnace N2 분위기에서 $600^{\circ}C$에서 30분, microwave를 1800 W로 2분 동안 각각의 샘플에 진행하였다. 또한, HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 제작된 TFT의 transfer curve를 측정하였다. 그 결과, microwave 열처리한 소자의 경우 기존의 furnace 열처리 소자와 비교하여 높은 mobility, 낮은 hysteresis 값을 나타내었으며, 1달간 소자의 특성을 관찰하였을 때 microwave 열처리한 소자의 경우 전기적 특성이 거의 변하지 않는 것을 확인하였다. 따라서 향후 용액공정, 저온공정을 요구하는 소자 공정에 있어 열처리방법으로 microwave를 이용한 활용이 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.208.2-208.2
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• 2015

최근 산화물 반도체에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 비정질 산화물 반도체인 In-Ga-Zn-O(IGZO)는 기존의 비정질 실리콘에 비해 공정 단가가 낮으며 넓은 밴드 갭으로 인한 투명성을 가지고 있고, 저온 공정이 가능하여 다양한 기판에 적용이 가능하다. 반도체의 공정 과정에서 열처리는 소자의 특성 개선을 위해 필요하다. 일반적인 열처리 방법으로 furnace 열처리 방식이 주로 이용된다. 그러나 furnace 열처리는 시간이 오래 걸리며 일반적으로 고온에서 이루어지기 때문에 최근 연구되고 있는 유리나 플라스틱, 종이 기판을 이용한 소자의 경우 기판이 손상을 받는 단점이 있다. 이러한 단점들을 극복하기 위하여 저온 공정인 마이크로웨이브를 이용한 열처리 방식이 제안되었다. 마이크로웨이브 열처리 기술은 소자에 에너지를 직접적으로 전달하기 때문에 기존의 다른 열처리 방식들과 비교하여 에너지 전달 효율이 높다. 또한 짧은 공정 시간으로 공정 단가를 절감하고 대량생산이 가능한 장점을 가지고 있으며, 저온의 열처리로 기판의 손상이 없기 때문에 기판의 종류에 국한되지 않은 공정이 가능할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 마이크로웨이브 열처리가 소자의 전기적 특성 개선에 미치는 영향을 확인하였다. 제작된 IGZO 박막 트렌지스터는 p-type bulk silicon 위에 thermal SiO2 산화막이 100 nm 형성된 기판을 사용하였다. RCA 클리닝을 진행한 후 RF sputter를 사용하여 In-Ga-Zn-O (1:1:1) 을 70 nm 증착하였다. 이후에 Photo-lithography 공정을 통하여 active 영역을 형성하였고, 전기적 특성 평가가 용이한 junctionless 트랜지스터 구조로 제작하였다. 후속 열처리 방식으로 마이크로웨이브 열처리를 1000 W에서 2분간 실시하였다. 그리고 기존 열처리 방식과의 비교를 위해 furnace를 이용하여 N2 가스 분위기에서 $600^{\circ}C$의 온도로 30분 동안 열처리를 실시하였다. 그 결과, 마이크로웨이브 열처리를 한 소자의 경우 기존의 furnace 열처리 소자와 비교하여 우수한 전기적 특성을 나타내는 것을 확인하였다. 따라서 마이크로웨이브를 이용한 열처리 공정은 향후 저온 공정을 요구하는 소자 공정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.210.1-210.1
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• 2015

최근 산화물 반도체에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 비정질 산화물 반도체인 In-Ga-Zn-O (IGZO)는 기존의 비정질 실리콘에 비해 공정 단가가 낮으며 넓은 밴드 갭으로 인한 투명성을 가지고 있고, 저온 공정이 가능하여 다양한 기판에 적용이 가능하다. 반도체의 공정 과정에서 열처리는 소자의 특성 개선을 위해 필요하다. 일반적인 열처리 방법으로 furnace 열처리 방식이 주로 이용된다. 그러나 furnace 열처리는 시간이 오래 걸리며 일반적으로 고온에서 이루어지기 때문에 최근 연구되고 있는 유리나 플라스틱, 종이 기판을 이용한 소자의 경우 기판이 손상을 받는 단점이 있다. 이러한 단점들을 극복하기 위하여 저온 공정인 마이크로웨이브를 이용한 열처리 방식이 제안되었다. 마이크로웨이브 열처리 기술은 소자에 에너지를 직접적으로 전달하기 때문에 기존의 다른 열처리 방식들과 비교하여 에너지 전달 효율이 높다. 또한 짧은 공정 시간으로 공정 단가를 절감하고 대량생산이 가능한 장점을 가지고 있으며, 저온의 열처리로 기판의 손상이 없기 때문에 기판의 종류에 국한되지 않은 공정이 가능할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 마이크로웨이브 열처리가 소자의 전기적 특성 개선에 미치는 영향을 확인하였다. 제작된 IGZO 박막트렌지스터는 p-type bulk silicon 위에 thermal SiO2 산화막이 100 nm 형성된 기판을 사용하였다. RCA 클리닝을 진행한 후 RF sputter를 사용하여 In-Ga-Zn-O (1:1:1)을 70 nm 증착하였다. 이후에 Photo-lithography 공정을 통하여 active 영역을 형성하였고, 전기적 특성 평가가 용이한 junctionless 트랜지스터 구조로 제작하였다. 후속 열처리 방식으로 마이크로웨이브 열처리를 1000 W에서 2분간 실시하였다. 그리고 기존 열처리 방식과의 비교를 위해 furnace를 이용하여 N2 가스 분위기에서 $600^{\circ}C$의 온도로 30분 동안 열처리를 실시하였다. 그 결과, 마이크로웨이브 열처리를 한 소자의 경우 기존의 furnace 열처리 소자와 비교하여 우수한 전기적 특성을 나타내는 것을 확인하였다. 따라서, 마이크로웨이브를 이용한 열처리 공정은 향후 저온 공정을 요구하는 소자 공정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.