• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.257-257
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• 2011

현재의 평판 디스플레이를 대체할 차세대 정보전달 매체로서 플랙서블 디스플레이가 부각되고 있다. 이러한 플렉서블 디스플레이의 발전과 함께 터치스크린 패널 또한 같은 방향으로 연구 개발이 필요하다. 플렉서블 터치 스크린 패널의 연구에서 가장 큰 문제는 ITO의 휨에 따른 깨짐 현상으로 인한 전기적 특성의 저하이다. 이 논문에서는 현재 터치 스크린 패널로 사용되는 ITO/PET 샘플과 ITO/PET 를 패터닝한 그 위에 PEDOT을 증착한 구조를 전기적, 기계적, 광학적 특성을 비교하였다. 실험진행은 샘플의 면저항 및 투과도, hall measurement 측정을 진행하였고, 추가적으로 샘플의 Bending test를 통해 bending 횟수에 따른 박막의 특성을 분석하였다. 측정 결과, ITO/PET 와 PEDOT/patterned ITO/PET 샘플의 면저항은 400${\Omega}/{\Box}$, 424${\Omega}/{\Box}$로 큰 변화가 없었으며, hall 측정결과 중에서 carrier concentration은 2.8${\times}$1,020/cm-3, 4.492${\times}$1,021/cm-3로 증가 하였다. 투과도를 측정한 결과 97.6%, 96% 정도로 큰 변화는 없었다. 하지만, bending 횟수에 따른 면저항 특성의 변화 측정 결과 PEDOT/patterned ITO/PET 샘플의 면저항 변화가 기존의 ITO/PET 샘플의 면저항 변화와 비교하여 거의 변화가 없어, 기계적 특성에서 우수한 특성을 확인 할 수 있었다.

• 융합정보논문지
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• 제7권4호
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• pp.75-81
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• 2017

정보기술의 디자인 트렌드는 시대에 따라 빠르게 변해왔으며, 최근의 정보 디스플레이의 디자인 트렌드는 베젤리스 디스플레이가 대세이다. 베젤리스 또는 에지리스 디스플레이는 휴대폰 디스플레이의 새로운 트렌드로 부상하고 있다. 본 논문에서는 이른바 베젤리스 디스플레이라고 불리는 기기 면적 대비 높은 화면 비율을 갖는 터치패널 디스플레이의 조립 공정에 적합한 차광 테이프를 개발하였다. 차광 테이프는 자외선 경화형 아크릴계 감압성 점착제를 PET 필름 위에 롤투롤 공정으로 코팅하여 제조하였다. 자외선 경화형 감압성 점착제는 톨루엔을 전혀 사용하지 않는 친환경적인 제조 방법으로 합성되었다. 제조된 차광 테이프의 점착력은 자동화된 인장시험기로 분석하였으며, 형상유지 특성인 칙소성은 주사 전자 현미경으로 분석하였다. 그 결과 제조된 차광 테이프는 터치패널 디스플레이의 조립 공정에 적합한 높은 점착력과 우수한 칙소성을 나타내었다. 이러한 기능성 차광 테이프의 개발은 그 동안 차광 테이프의 칙소성 부족으로 인하여 야기되었던 터치 패널 디스플레이 조립 공정의 생산성향상 및 품질안정성 향상에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.42.1-42.1
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• 2018

정전용량방식 터치스크린패널은 모바일에서 차량용 디스플레이에 이르기까지 휴대용 전자장치를 위한 직관적인 사용자 인터페이스 덕분에 최근 몇 년간 관심이 집중 되었다. 본 연구에서는 우수한 성형성과 정확성 및 고감도 터치패널 제작을 위해 Ionized Physical Vapor Deposition (IPVD)시스템을 이용하여 멀티레이어(Oxide/Metal/Oxide)의 투명전극을 형성 하였다. 멀티레이어 전극은 5.1 ohm/sq의 면저항과 89.5%의 투과율을 나타내며, 높은 신뢰성 및 접촉력의 특성을 나타내는 것을 확인 하였다. 이를 통해, 기존의 패턴크기보다 작은 3.8mm pitch 패턴의 15인치 GFF타입 터치패널을 성공적으로 제작 하였으며, 터치센서는 우수한 선형성, 정확성 및 고감도 스타일러스펜 (직경=1mm)의 멀티터치를 구현 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.289-289
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• 2012

터치패널은 키보드나 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고, 스크린에 손가락, 펜 등을 접촉하여 입력하는 방식이다. 누구나 쉽게 입력할 수 있는 장점으로 인해 기존에는 현금인출기, 키오스크 등 공공분야에 주로 많이 사용되어 왔으나, 최근의 터치스크린은 휴대폰, 게임기, 네비게이션, 노트북 모니터 등 개인정보기기의 입력장치로 활용분야가 넓어져가고 있다. 최근의 정전용량 방식의 터치패널은 디스플레이 패널 위에 올여지는 형태의 Add on type이며, 테블렛의 출현으로 터치패널의 사이즈가 커지면서 인듐산화물 투명성 전도막의 두께가 두꺼워지고, 이로 인하여 광학적 특성인 투과율이 저하되는 문제가 발생하여 투과율을 높여주기 위한 새로운 전도박막 제조방법이 요구되는 상황이다. 현재의 고글절 산화물(TiO2)과 저굴절 산화물(SiO2)의 적층형태의 저반사 특성의 다층막은 주로 플라즈마 보조의 전자빔 증착기를 이용하여 제조되기 때문에, 저반사 특성이 우수하지만 대면적 크기의 대량생산에는 적합하지가 않다. 그리고 태양전지의 에너지 변환효율도 태양전지로 흡수되는 태양광의 량에 크게 의존하기 때문에, 태양전지로 흡수되는 태양광 량을 높이기 위하여 태양전지의 가장 위층에 혹은 모듈 제작시 커버유리의 내부에 저반사 특성을 갖는 박막을 코팅한다. 특히 박막태양전지의 경우는 대면적의 유리위에 저반사 코팅을 해야 한다. 본 연구에서는 In-line magnetron sputtering system을 사용하여 소다라임 유리 기판 위에 고글절 산화물(Nb2O5)과 저굴절 산화물(SiO2)의 2층 적층형태의 "SiO2/Nb2O5/SiO2/Nb2O5/SLG" 다층 박막을 증착하고, 저반사의 광학적 특성을 하였고, 이를 논하고자한다. 일반적으로 빛이 투과되는 투명한 기판이 공기층에 노출되어있을 경우에 기판의 양면에서 공기층과의 계면에서 각각 4%의 반사율 즉, 총 8%의 반사율을 갖는데, 본 연구의 다층 박막에서는 530에서 540nm 파장 영역에서 투과율은 95% 이상, 반사율은 4.8% 이하이었다. 이 결과는 터치패널과 박막태양전지 시장의 Needs에 대응할 수 있기 때문에 산업의 응용측면에서 매우 중요한 연구 성과를 얻었다고 말할 수 있다. (본 연구는 지식경제부 사업화연게기술개발 연구지원금으로 일부 이루어졌음).

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제13권1호
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• pp.83-90
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• 2014

Using a ray tracing simulation, we have investigated the moir${\acute{e}}$ and starburst phenomena of touch screen panels (TSPs) based on opaque metallic grids (square, hexagonal, and random grids). It is demonstrated that employing a random metal mesh is the most effective way to suppress the moir${\acute{e}}$ and starburst phenomena at the same time. At high crossing angles between metal mesh of TSPs and black matrix (BM) of displays, however, a random metal mesh brings in stronger moir${\acute{e}}$ phenomenon than a square metal mesh due to point defects. Though the square metal mesh suppresses the moir${\acute{e}}$ effect substantially at high crossing angles, yet it results in the strongest starburst patterns. We have also provided the simulation scheme that can capture the moir${\acute{e}}$ and starburst patterns observed experimentally and useful design guidelines for metal grids.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.674-680
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• 2017

본 논문은 현재 개인 휴대기기 및 대형 디스플레이 장비의 제어에서 폭넓게 사용되고 있는 터치스크린 패널 (TSP; Touch Screen Panel)의 정상 작동 유무를 확인하기 위한 micro bump 제작 기술에 관한 연구이다. 터치스크린 패널은 감압식, 정전식 등의 여러 가지 방식이 있으나 지금은 편리성에 의하여 정전식 방식이 주도하고 있다. 정전식의 경우 해당하는 좌표의 접촉에 따라 전기적 신호가 변화하게 되고, 이를 통하여 접촉 위치를 확인할 수 있으며 따라서 접촉 위치에 따른 전기 특성 검사가 필수적이다. 검사공정에서 TSP의 모델이 변경됨에 따라 새로운 micro bump를 제작이 및 검사 프로그램의 수정이 필수적이다. 본 논문에서는 새로운 micro bump 제작 시 mask를 사용하지 않아 보다 경제적이며 변화에 대응이 유연한 maskless lithography 시스템을 이용하여 micro bump 제작 가능성에 대하여 확인하였다. 이를 위하여 제작되는 bump의 pitch에 따른 전기장 간섭 시뮬레이션을 진행하였으며, maskless lithogrphy 공정을 적용하기 위한 패턴 이미지를 생성하였다. 이후 MEMS 기술에 해당하는 PR(Photo Resist) 패터닝 공정에서 노광(Lithography) 공정 및 현상(Developing) 공정을 통하여 PR 마스크를 제작한 후 electro-plating 공정을 통하여 micro bump를 제작하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.244.1-244.1
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• 2014

디스플레이 패널의 터치 스크린에 가장 널리 사용되는 ITO 전극은 사용자의 눈에 전극 면이 시각적으로 구분되지 않도록 해야 한다. 따라서 최근에는 ITO 전극 면이 구분되지 않도록 하기 위해 다층 박막으로 이루어진 인덱스 매칭(index matching, IM) 기술을 이용하여 ITO 전극 필름을 제작하고 있다. 이러한 인덱스 매칭된 ITO 필름은 기판이나 공정 조건, 인덱스 매칭 층의 물질 종류에 따라 ITO 박막의 전기적 광학적 특성이 각각 다르게 나타나기 때문에 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 롤투롤 스퍼터링(roll to roll sputtering) 방법으로 고굴절과 저굴절이 순차적으로 코팅 처리된 PET 기판 위에 ITO 박막을 증착하여 IM-ITO 필름을 제작하고 전기적 광학적 특성을 관찰하였다. 이를 위해 습식(wet) 코팅 방법으로 저굴절층과 고굴절층을 PET 필름 위에 코팅하여 IM층을 제작한 PET 필름 위에 ITO 박막을 증착하고, $150^{\circ}C$로 후 열처리를 하여 인덱스 매칭된 ITO 필름을 제작하였다. 제작된 필름은 GIXD를 이용하여 박막의 구조와 결정성을 조사하였고, 면저항 측정기와 홀측정 장치를 이용하여 전기적 특성을 관찰하였다. 그리고 분광광도계와 탁도(haze) 측정기를 이용하여 광학적 특성을 조사하였다. 본 연구를 통해 롤투롤 스퍼터링 방법으로 유무기 복합막으로 구성된 IM-ITO 박막의 전기적 광학적 구조적 특성에 대해 보고하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.128-128
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• 2018

최근 디스플레이 기술은 보다 가볍고, 얇고, 선명한 스마트 형태로 발전되고 있다. 특히 스마트산업의 성장으로 터치스크린패널(Touch Screen Panel, TSP)을 사용하는 기술이 다양해짐에 따라 더 높은 감도와 해상도를 달성하기 위한 핵심기술이 필요한 실정이다. TSP는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등 다양한 방식이 있다. 그 중 정전용량방식 터치 패널 (Capacitive type touch panel, CTTP)은 다른 유형에 비해 빠른 반응속도 및 멀티 터치 기능 등의 이점을 가지고 있기 때문에 연구의 초점이 되고 있다. 이를 실현하기 위해서 CTTP은 가시광영역의 높은 투과율과 낮은 비저항을 필요로 하기 때문에 박막의 초 슬림화 및 고 결정화도가 선행되어야만 한다. CTTP에 사용되는 투명전극 소재 중에서 40%의 비중을 차지하고 있는 ITO박막은 내구성과 시인성이 좋으나 생산 비용이 비싸다는 단점이 있다. 한편, 반응성 스퍼터링은 기존에 단일 소결체를 사용한 DC마그네트론 스퍼터링법보다 높은 증착률과 낮은 생산 비용으로 초박막을 만들 수 있다는 장점을 가진다. 본 실험에서는 In/Sn (2wt%) 금속 합금 타깃을 사용한 반응성 스퍼터링법을 이용하여 기판 온도 (RT 및 $140^{\circ}C$)에서 두께 30 nm의 In-Sn-O (ITO)박막을 증착하고, 대기 중 $140^{\circ}C$ 온도에서 시간에 따라 열처리한 후 박막의 물성을 관찰하였다. 증착 중 기판 가열을 하지 않은 ITO 박막의 경우, 열처리 시간이 증가함에 따라 비저항은 감소하였고, 홀 이동도는 현저하게 증가하였으며 캐리어 밀도에서는 별다른 차이가 없었다. 이를 통해 비저항의 감소는 캐리어 농도보다는 결정화를 통한 이동도의 증가와 관련 있다는 것을 확인할 수 있었다. 열처리 시간에 따른 박막의 핵 생성 및 결정 성장은 투과 전자 현미경(TEM)으로 명확하게 확인하였으며, 완전 결정화 된 박막의 grain size는 300~500 nm로 확인되었다. 기판온도 $140^{\circ}C$에서 증착한 박막의 경우, 후 열처리를 하지 않은 상태에서도 이미 결정화 된 것을 확인할 수 있었으며, 후 열처리 시에도 grain size에는 큰 변화가 없었다. 이는 증착 중에 박막의 결정화가 이미 완결된 것으로 판단된다. 또한, RT에서 증착한 박막의 경우에는 후 열처리 초기에는 산소공공등과 같은 결함들의 농도가 감소하여 투과율이 증가하였으나 완전한 결정화가 일어난 후에는 투과율이 약간 감소한 것을 확인할 수 있었다. 이는 결정화 시 박막의 표면 조도가 증가하였고 이로 인해 빛의 산란이 증가하여 투과율이 감소한 것으로 판단된다. 이러한 결과로 반응성 스퍼터링 공정으로 제조한 ITO 초박막은 후열처리에 의한 완전한 결정화를 이룰 수 있으며, 이를 통해 얻은 낮은 비저항과 높은 투과율은 고품질 TSP에 적용될 가능성을 가진다고 판단된다.

• 청정기술
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• 제18권1호
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• pp.69-75
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• 2012

본 연구에서는 휴대용 기기의 터치스크린에 사용된 ITO (Indium Tin Oxide) 투명전극의 재활용에 대한 환경성 평가를 실시하였다. ITO 전극의 경우 도전성과 함께 투명성을 가지는 재료로서 터치 패널이나 LCD (Liquid Crystal Display), ELD (Emitting Light Device), PDP (Plasma Display Panel) 등 각종 디스플레이 장치의 제조를 위한 투명전극으로 수요가 증가하는 추세이다. 특히 인듐과 같은 희소금속을 함유하고 있기 때문에 국가 전략적으로 반드시 재활용되어야 한다. 또한 매립이나 폐기시 발생하는 환경오염 및 인간에게 미치는 영향도 고려해야 한다. 이에 대해 Material Life Cycle Assessment (MLCA)를 이용하여 ITO를 재활용과 매립의 두 가지 처리방법에 따른 환경부하를 정량적으로 분석하고자 한다. 또한 이산화탄소 배출과 투입된 에너지량도 계산하였다. 재활용은 폐 디스플레이에 포함된 ITO의 10, 20, 30%를 회수했을 때를 기준으로 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.110-110
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• 2015

표면에너지는 계면특성을 지배하는 핵심인자로 디스플레이의 터치 스크린 패널 공정, 이종소재의 접합, 금속의 클래딩 등 실제 산업에 있어서 매우 중요하다. 표면에너지는 코팅과 본딩 이론에 있어서 기본이 되는 물리량으로 표면에너지가 높을수록 코팅 또는 박막 증착시 코팅, 증착이 용이하며 이종소재의 접합도 쉽게 일어난다. 본 연구에서는 플라즈마 표면처리시 산소 분율의 변화에 따른 기판의 표면에너지와 코팅층과 기판의 부착력의 변화에 대해 연구하였다. 연구의 주요 기판으로 ITO, PET 기판을 사용하였고, 표면 에너지 변화를 확인하기 위해 기판을 상온 상압 플라즈마에 노출시켰다. 플라즈마는 아르곤(Ar)의 공급량을 20 LPM으로 고정하고 산소($O_2$)의 공급량을 0 sccm에서 40 sccm 까지 10 sccm 간격으로 변수를 주었다. 표면에너지 값은 기판 위에 형성된 액체의 접촉각을 통해 도출하였다. 표면에너지 측정 액체로 증류수(deionized water)와 디오도메탄(diiodo-methane)을 사용하였다. 표면에너지는 산소분압이 10 sccm에서 최대값인 76 mJ/m2으로 증가한 후 20 sccm까지 유지하다 다시 직선적으로 감소하였다. 기판에 증착된 크롬 박막의 부착력은 스크래치 테스트를 통해 측정하였다. 표면에너지의 증가와 비례하게 부착력은 증가하였고 표면에너지가 감소하는 범위에서는 부착력도 감소하였다. 기판과 코팅층의 부착력 증가 원인 중 하나인 계면 산화물 층의 생성 여부를 알아보기 위해 auger electron spectroscopy (AES) 분석을 진행하였다. AES 분석을 통해 플라즈마 표면처리시 기판과 코팅층의 계면 산화물층의 두께가 표면에너지의 변화와 비례하게 증가하였다가 감소하는 것을 확인하였다. 산소분압이 10 sccm 이었을 경우 산화물층의 두께가 가장 두꺼웠다. 또한 계면의 화학적 결합 상태를 알아보기 위해 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 진행하였으며 산소 분율의 변화에 따라 크롬 산화물의 양이 증가하였다 감소하는것을 확인하였다. 이 연구를 통해 산소를 포함한 플라즈마 표면개질이 기판과 코팅층의 부착력 증가에 영향을 끼침을 확인 할 수 있었다. 또한 이를 응용하여 부착력 증가가 필요한 다양한 분야에서도 쉽게 적용시킬 수 있을 것이다.