• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.56 no.4
• /
• pp.354-359
• /
• 2019

Information security films that can ensure personal privacy by reducing the viewing angle of display screens were fabricated by microlouver patterning and a ZnO nano-ink filling process. Optical simulation results demonstrated that all the microlouver films showed good security performances. Security performances were evaluated as calculated relative luminance ratios compared between the side and front. Based on the simulation results, microlouver films were fabricated by UV imprint lithography and nano-ink bar coating. However, distortion of the microlouver pattern occurred with the use of high-viscosity nano-inks such as ZrO₂ and TiO₂, and the CuO-filled microlouver film suffered from very low optical transmittance. Accordingly, the effects of ZnO filling height on security performance were intensively investigated through simulation and experimental measurements. The fabricated microlouver film with a 75-㎛-high ZnO filling exhibited a good relative luminance ratio of 0.75 at a 60° side angle and a transmittance of 44% at a wavelength of 550 nm.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
• /
• 2003.10a
• /
• pp.333-338
• /
• 2003

Nano-imprint lithography(NIL) is a polymer embossing technique, capable of transferring nano-scale patterns onto a thin film of thermoplastics such as polymethyl methacrylate(PMMA) using this parallel process. Feature size down 10 nm have been demonstrated. In NIL, the pattern is formed by displacing polymer material, which can be squeeze flow of a viscous liquid. Due to the size of the pattern, a thorough understood of the process through experiments may be very different. Therefore we nead to resort to numerical simulation on the embossing process. Generally, there are two ways of numerical simulation on nano-scale flow, namely top-down and bottom-up approach. Top-down approach is a way to simulate the flow assuming that polymer is a continuum. On the contrary, in the bottom-up approach, simulation is peformed using molecular dynamics(MD). However, as latter method is not feasible yet. we chose the top-down approach. For the numerical analysis, two dimensional moving grid was used since the moving grid can predict the flow front. Effects of surface tension as well as the slip at the boundary were also considered.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.05a
• /
• pp.104.2-104.2
• /
• 2011

세계적으로 환경오염이 심각해짐에 따라 친환경적으로 에너지를 생산하는 기술이 주목받고 있다. 그 중에서도 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양광 태양전지의 경우 원리가 간단하고 에너지원의 수급이 용이하다는 장점으로 인하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 태양광 태양전지의 경우, 태양전지 기판에서의 반사로 인하여 발전 효율이 낮아는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 텍스처링 공정을 통해 태양전지 기판에서의 반사를 줄이고 태양전지의 효율을 증가시키는 방법이 이용되고 있다. 본 연구에서는 나노 돌기를 가진 저반사 패턴을 이용하여 태양전지용 실리콘 기판을 제작함으로써, 태양전지 기판에서의 반사를 줄이고자 하였다. 나노 돌기를 가진 저반사 패턴이 형성 된 태양전지용 실리콘 기판을 제작하기 위해 ICP 장비를 이용한 $Cl_2$ 플라즈마 식각공정을 진행하였다. 먼저 Au agglomeration 기술을 이용하여 Au nano particle을 실리콘 기판 위에 형성 후, 이를 식각 마스크로 이용하여 ICP 식각을 진행하였다. 이어서 나노 돌기가 형성 된 실리콘 기판 위에 $Cl_2$ 플라즈마에 내식각성이 우수한 레지스트를 이용하여, 나노 임프린트 리소그래피 기술을 통해 저반사 패턴을 형성하였다. 이 방법으로 형성 된 저반사 패턴을 식각 마스크로 사용하여 앞의 공정과 동일한 조건으로 실리콘 기판을 식각하였다. 최종적으로 agglomerated Au particle과 $Cl_2$ 플라즈마에 내식각성이 우수한 레지스트를 이용하여 나노 돌기를 가진 저반사 패턴이 형성된 실리콘 기판을 제작하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.295-295
• /
• 2014

일반적으로 박막 태양전지의 효율은 박막 종류에 따른 광 흡수율에 의해 결정되며, 이는 증착한 박막의 두께에 의해 결정된다. 증착한 박막의 두께가 두꺼워질수록 광 흡수율은 증가하지만, 박막 두께가 지나치게 두꺼워지면 열화 현상으로 인한 모듈의 효율 감소가 생기므로 적절한 박막의 두께가 요구된다. 특히 a-Si:H의 경우 가시광 영역에서 높은 흡수계수를 가지고 있어서 얇은 박막 두께로도 태양전지의 제작이 가능하지만, 동일한 박막 두께에서 효율을 더욱 향상시키기 위한 다양한 광 포획 기술에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 본 연구에서는 자외선을 이용한 nano-imprint lithography 기술을 이용하여 a-Si:H 태양전지의 유리기판 위에 pattern을 삽입하여 광 산란 효과를 향상 시키고자 하였다. 또한 유리기판의 굴절률 (n=1.5)과 투명전극의 굴절률 (n=1.9)의 중간 값을 갖는 ZnO nanoparticles (n=1.7)이 분산 된 imprinting resin을 사용함으로써 점진적으로 굴절률을 변화시켜, 최종적으로 a-Si:H 층까지의 광 투과율을 높이고자 하였다. 제작한 기판의 종류는 다음과 같다. 첫 번째 기판으로는 유리기판 위에 ZnO nanoparticles이 분산 된 imprinting resin을 spin-coating 하여 점진적인 굴절률의 변화에 의한 투과도 향상을 확인하고자 하였다. 두 번째 기판으로는 규칙적인 배열을 갖는 micro 크기의 패턴을 형성하였다. 마지막으로는 불규칙한 배열을 갖는 nano 크기와 micro 크기가 혼재 된 패턴을 형성하여 투과도 향상과 동시에 빛의 산란을 증가시키고자 하였다. 후에 이 세가지 종류를 기판으로 사용하여 a-Si:H 기반의 박막 태양전지를 제작하였다. 먼저 제작한 박막 태양전지용 기판의 광학적 전기적 특성을 분석하였다. 유리 기판 위에 형성한 패턴에 의한 roughness 변화를 확인하기 위해 atomic force microscopy (AFM)를 이용하여 시편의 표면을 측정하였다. 또한 제작한 유리 기판 위에 투명 전극층을 형성 후, 이로 인한 전기적 특성의 변화를 확인하기 위해 hall measurement system을 이용하여 sheet resistance, carrier mobility, carrier concentration 등의 특성을 측정하였다. 또한, UV-visible photospectrometer 장비를 이용하여 각 공정마다 시편의 광학적 특성(투과도, 반사도, 산란도, 흡수도 등)을 측정하였고, 최종적으로 제작한 박막 태양전지의 I-V 특성과 외부양자효율을 측정하여 태양전지의 효율 변화를 확인하였다. 그 결과 일반적인 유리에 기판에 제작된 a-Si:H 기반의 박막 태양전지에 비해, ZnO nanoparticles이 분산 된 imprinting resin을 spin-coating 하여 점진적인 굴절률 변화를 준 것만으로도 약 12%의 태양전지 효율이 증가하였다. 또한, micro 크기의 패턴과 nano-micro 크기가 혼재된 패턴을 형성한 경우 일반적인 유리를 사용한 경우에 비해 각각 27%, 36%까지 효율이 증가함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
• /
• 2007.10a
• /
• pp.364-367
• /
• 2007

In nano-imprint lithography (NIL) process, which has shown to be a good method to fabricate polymeric patterns, several kinds of pattern defects due to thermal effects during polymer flow and mold release operation have been reported. A typical defect in NIL process with high aspect ratio and low resist thickness pattern is a resist fracture during the mold release operation. It seems due to interfacial adhesion between polymer and mold. However, in the present investigation, FEM simulation of NIL molding process was carried out to predict the defects of the polymer pattern and to optimize the process by FEA. The embossing operation in NIL process was investigated in detail by FEM. From the analytical results, it was found that the lateral flow of polymer resin and the applied pressure in the embossing operation induce the weld line and the drastic lateral strain at the edge of pattern. It was also shown that the low polymer-thickness result in the delamination of polymer from the substrate. It seems that the above phenomena cause the defects of the final polymer pattern. To reduce the defect, it is important to check the initial resin thickness.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.22 no.1
• /
• pp.63-67
• /
• 2015

In this study, we demonstrate the change of optical characteristic by thickness of metal deposition on nano metal grid polarizer film fabrication. Nano metal grid polarizer film consists of aluminium grid polarizer layer on PET (Polyethylene phthalate) substrate. We aim at metal grid layer formation for the large nano wire grid polarizer fabrication. we draw process conditions of the nano metal grid polarizer film fabrication to improve transmittance and extinction ratio and Nano wire grid polarizer film (NWGP) film is fabricated with 140 nm pitch, 70 nm width, and 70 nm depth of metal grid on optimum design conditions. As a result, we get high optical properties of nano wire grid polarizer which is the maximum transmittance of 80% and the extinction ratio of $10^6$ at 600 nm wavelength respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2010.06a
• /
• pp.63-63
• /
• 2010

나노 구조를 제작은 나노 기술을 기반으로 하는 electronics, optoelectronics, sensing, ultra display등의 여러 분야에서 이용되고 있다. 특히 나노 구조를 갖는 금속 패터닝의 경우 전자빔 리소 그래피 (electron beam lithography)나 레이저 패터닝(laser patterning)과 같은 방법들이 많이 사용되고 있다. 하지만 공정이 복잡하고 그로 인해 공정 비용이 많이 든다는 단점이 있었다. 나노 임프린트 리소그래피 기술은 master mold 표면의 나노 패턴을 가열, 가압 공정을 통해 기판 위의 고분자 레지스트 층으로 전사하는 기술이다. 이 기술은 간단한 공정을 통해 나노 패턴을 형성할 수 있는 기술이기 때용에 차세대 나노 패터닝 기술로써 각광받고 있다. 특히 이 기술은 레지스트 층과의 직접적인 접촉을 통해 나노 패턴을 형성하기 때문에 다양한 방법을 통해 기능성 나노 패턴을 직접적으로 형성할 수 있는 가능성을 지니고 있다. 본 연구는 novel meta1의 하나인 Ag 입자가 첨가된 ink solution를 master mold로부터 복제한 PDMS mold를 이용하여 다양한 구조의 나노 패턴을 만드는 방법에 대한 연구이다.

• Transactions of Materials Processing
• /
• v.18 no.8
• /
• pp.616-624
• /
• 2009

In this work we demonstrate the hot-embossing process under different forming conditions such as forming temperature, load, and holding time in pressing, in order to determine the suitable conditions required for linear patterning on polymer plates (PC). Results showed that the replicated pattern depth increased in proportion to an increase in the forming temperature, load, and time. The reduction of the workpiece thickness increased according to the holding time in the pressing process. In the process of time, the reduction ratio of the workpiece thickness decreased due to the surface area increment of the workpiece, while the pressure on the workpiece declined. In order to reduce the bulging ratio we introduced a temperature difference between the upper and the lower punch.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.23 no.2
• /
• pp.91-96
• /
• 2016

In this study, effects of demolding temperature (DT) on the formability and optical properties were evaluated in order to optimize thermal nanoimprint lithography for anti-reflective film. Characterization on optical property showed that optical performance was gradually enhanced as the DT increased up to $70^{\circ}C$ while the transmittance and the reflectance was degraded as the DT increased further to $100^{\circ}C$. In addition, similar behavior was observed from formability analysis. It was contributed to the formation of free volume and viscose flow. Therefore, it was concluded that the formability and optical property are highly influenced by the formation of free volume and viscous flow of polymer depending on the DT.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.1838-1843
• /
• 2014

Nanoimprint lithography (NIL) fabrication process is regarded as the main alternative to existing expensive photo-lithography in areas such as micro- and nano-electronics including optical components and sensors, as well as the solar cell and display device industries. Functional patterns, including anti-reflective moth-eye pattern, photonic crystal pattern, fabricated by NIL can improve the overall efficiency of such devices. To successfully imprint a nano-sized pattern, the process conditions such as temperature, pressure, and time should be appropriately selected. In this paper, a cavity-filling process of the moth-eye pattern during the thermal-NIL within the temperature range, where the polymer resist shows the viscoelastic behaviors with consideration of stress relaxation effect of the polymer, were investigated with three-dimensional finite element analysis. The effects of initial thickness of polymer resist and imprinting pressure on cavity-filling process has been discussed. From the analysis results it was found that the cavity filling can be completed within 100 s, under the pressure of more than 4 MPa.