본 연구에서는 ITO/PEDOT:PSS/PFO-poss/LiF/Al 구조를 갖는 고분자 유기발광다이오드(PLED)를 제작하여 ITO 투명 전도막의 전처리 효과가 유기발광 다이오드의 특성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 최적의 전처리 조건을 찾기 위하여 다양한 플라즈마 처리 조건에 다른 ITO 투명전도막의 표면형상의 변화와 전기적 특성을 관찰하였다. 또한 ITO 투명전도막에 플라즈마 처리와 열처리를 실시하여 PLED 소자를 제작하고 전기 광학적 특성을 조사하여 ITO 투명 전도막의 전처리가 소자의 특성에 미치는 영향을 조사하였다.
유기 발광 다이오드를 위한 indium oxide (ITO) 기판을 여러 가지로 방법으로 표면처리를 하고, 이에 따른 atomic force microscopy (AFM)에 의한 morphology의 변화와 표면에서 변화된 원소들의 조성비를 Auger electron spectroscopy (AES)분석에 의하여 조사하였다. 또한 이 기판을 사용하여 초고진공분자선 증착방법에 의하여 유기 발광다이오드를 제작하고 그 특성을 조사하였다. 그 결과 산소플라즈마으로 표면 처리한 ITO 기판 위에 제조된 organic light-emitting diode (OLED)소자의 특성이 향상되었다. 그것은 AES의 분석에 의하면 ITO 표면의 오염된 탄소가 제거되고 ITO의 일함수가 증가되어 정공이 유기물 층으로 용이하게 주입한 결과로 판단된다.
ITO는 n- type 반도체 재료로 Sn의 첨가로 인한 매우 낮은 전기저항과 안정성때문에 널리 사용되고 있는 재료이며 비교적 높은 band gap(3.55Ev)를 가짐으로 인하여 가시광선 영역에서 높은 투과도를 가지는 특징이 있다. 단점으로는 박막 제조 시에 증착시간의 증가함에 따라 음이온 충격 및 온도 상공으로 인한 막의 표면손상이 발생하게 되고 이것은 전기저항이 증가하는 요인으로 작용하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 3가지 조성의 ITO박막을 스퍼터 장치를 이용하여 증착하고 그에 따른 전기적, 구조적, 광학적 특성을 분석 하였다. 증착된 ITO성막의 표면분석을 위해 AFM (Atomic Force Microscope)으로 표면 거칠기값 분석, XRD (X-ray diffraction)을 이용 결정성장분석, SEM (Scanning Electron Microscope)으로 표면의 미세구조관찰, 4Point pobe로 면 저항분석, spectrophotometer로 박막의 투과율과 흡수율을 분석하였다. 조성변화와 공정변수에 따른 전기적, 구조적, 광학적 특성변화의 원인분석으로 고효율의 ITO 박막성장 가능성을 조사하였다.
본 연구는 차세대 FPD의 소재로서 각광받고 있는 유기EL 의 제조공정을 위한 연구이다. 유기 EL 의 모재로서 이용되고 있는 ITO 코팅 유리는 그 표면의 정밀도에 따라서 제품의 불량률이 변화되게 됨으로 제조공정에 있어서는 매우 중요한 역할을 한다. 하지만, ITO 코팅유리의 표면 정밀도를 얻기 위하여 필수적인 연마공정 내에서 연마입자와 ITO 코팅유리의 상호작용에 의하여 연마가 이루어질 뿐 아니라, 불순물의 유입이나 기타 공정조건에 의하여 유리 표면 결함이 발생 및 불균일 연마가 수행되는 것은 피할수 없는 상황이다.(중략)
DC 마그네트론 스퍼터링법에 의하여 전도성이 다른 타겟을 사용하여 non-alkali glass 기판위에 실온에서 ITO 박막을 증착하였다. 전도성 향상 타겟을 사용하여 증착한 ITO 박막의 경우, 최저 비저항은 2.9 ${\times}$$10^{-4}{\Omega}cm$로 산소첨가량 0.5%에서 얻어졌다. 이것은 타겟 표면의 노듈에 의하여 발생하여 박막물성을 저하시키는 마이크로 아킹의 감소 및 플라즈마 임피던스의 감소에 의한 방전 안정성의 증가에 기인한다고 생각된다. 한편 AFM에 의한 박막표면의 관찰결과, 산소첨가량에 따라 박막표면의 거칠기는 증가하는 것으로 나타났다. 이결과는 산소의 증가에 따른 박막의 부분적인 결정화에 기인한다고 생각되어진다. 그러나 XRD 관찰 결과 산소첨가에 따른 박막의 미세구조의 변화는 확인 할 수 없었다.
ITO/Ni/ITO thin films were deposited on the PET by RF magnetron sputtering. Dependance of the process parameters such as deposition pressure, positions of Ni layer, on the transmittance, reflectance and sheet resistance of ITO/Ni/ITO film were investigated. When the Ni layer is placed at the center of ITO and deposition pressure is low, ITO/Ni/ITO films showed better optical and electrical properties. At these conditions, the transmittance, reflectance and sheet resistance of the ITO film were $90\%,\;0.38\%$ and $185\Omega/\Box$ respectively.
전자파 차폐 및 반사방지용으로 사용되는 SiO$_2$/ITO 이층박막의 전기적 특성에 미치는 전이금속이온의 영향에 대해 고찰하고 전자파 차폐이론식으로부터 박막의 전도특성에 모사하여 효과적인 전자파 차폐효과를 얻기 위한 전도막을 설계하고자 하였다. ITO 상층부에 전이금속염을 첨가한 실리카 복합졸을 코팅하여 SiO$_2$/ITO 이층막을 제조한 결과 최저 표면저항치를 나타내는 첨가량은 전이금속의 종류에 따라 차이를 보이지만 Sn 및 Zn이 첨가된 졸로부터 형성된 박막은 $10^{5}$Ω/$\square$ 이하의 낮은 저항치를 보였으며 가장 안정된 표면저하을 나타내었다. 또한 전자파 차폐효과와 전도박막의 표면저항을 차폐이론식으로부터 모사한 결과 Zn과 Sn의 전이금속염이 첨가된 SiO$_2$/ITO 투명전도막은 TCO99에서 정한 전자파 차폐기준에 부합하였다.다.
저렴한 비용으로 도전성 투명 필름을 제조하기 위해 PET 필름 위에 습식 도포법으로 ITO/ATO 막을 적층시켰다. 압력 15 MPa, 온도 $50^{\circ}C$의 SAS 합성 조건으로 ITO를 합성하였으며 ITO의 최적 조성비(In/Sn)는 65, 합성된 ITO의 평균입경은 $15{\pm}2nm$, 표면저항 값은 $4{\times}10^4{\Omega}{\cdot}cm$였다. 도포액은 pH 10에서 제조하였으며 ATO 막의 표면조도(Ra), 표면저항 값, 빛투과율은 각각 9 nm, $5.5{\times}10^6{\Omega}{\cdot}cm$, 91%였다. 일차 도포된 ATO 막 위에 0.1, 0.5, 1.0, 2.0 ITO wt% 첨가한 도포액으로 ITO 막을 적층 제조하였으며, ITO/ATO 적층 필름의 표면조도는 4, 10, 12, 16 nm이였으며 표면저항 값은 각각 $3.7{\times}10^6$, $2.4{\times}10^6$, $8{\times}10^5$, $2{\times}10^5{\Omega}{\cdot}cm$로 측정되었다. 적층 필름의 빛투과율은 각각 89, 88, 86, 82%이였으며 ITO 농도가 높아질수록 빛투과율은 낮아졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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