• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.313-313
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• 2009

OLED 소자는 직접발광, 광시야각, 그리고 빠른 응답속도 때문에 동영상에 적합하여 최근 각광받고 있는 디스플레이장치 중의 하나이다. OLED 소자의 양극재료로는 높은 광투과율과 $\sim10^{-4}{\Omega}\;cm$ 수준의 낮은 전기 비저항을 갖는 ITO (Sn-doped $In_2O_3$)가 널리 사용되고 있다. 하지만 원료 물질인 인듐의 수급량 부족으로 인한 문제점과 독성, 저온증착의 어려움, 스퍼터링시 음이온 충격에 의한 막 손상으로 저항의 증가의 문제점이 있고, 또한 액정디스플레이의 투명전극으로 사용될 경우 $400\;^{\circ}C$정도의 높은 온도와 수소 플라즈마 분위기에서 장시간 노출 시 열화로 인한 광학적 특성변화가 문제가 된다. 반면에 Al이 도핑 된 ZnO (AZO)박막은 넓은 밴드갭 (3.37eV)와 400nm에서 700nm 사이의 가시광 영역에서 80% 이상의 우수한 투과성을 지니고 있다. 특히 Al이 도핑된 ZnO는 박막의 전기적 특성이 크게 향상되어 디스플레이나 태양전지로의 응용이 가능하다. 또한 비교적 낮은 비용과 플라즈마에서의 안정성, 무독성, 그리고 전기전도성과 같은 많은 이점이 있다. 그 결과 AZO 박막은 ITO기판을 대안하는 지원물질로 활발히 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 TCO 박막의 면 저항과 표면 거칠기에 따른 OLED 소자의 특성을 분석하였다. ITO와 AZO 박막은 챔버 내 다양한 가스 분위기(Ar, Ar+$O_2$ and Ar+$H_2$)에서 R.F Magnetron Sputtering방법으로 증착하였다. TCO 박막의 구조적인 이해를 돕기 위해서 X-ray diffraction 과 FESEM으로 분석하였다. 광학적 투과도와 박막의 두께는 ultraviolet spectrophotometer (Varian, cary-500)와 surface profile measurement system으로 각각 측정하였다. 면저항 charge carrier 농도, 그리고 TCO 박막의 이동도와 같은 전기적특성은 four-point probe와 hall effect measurement(HMS-3000)로 각각 측정하였다. TCO 박막의 표면 거칠기 조절을 위해 photo lithography 공정을 사용하여 TCO 박막을 화학에칭 하였다. 미세사이즈 패턴 마스크가 사용되었으며 에칭의 깊이는 에칭시간에 따라 조절하였다. TCO 박막의 표면 형태는 FESEM과 AFM으로 관찰하였다. 투명전극으로 사용되는 ITO 및 AZO 기판 상용화를 위해 ITO 및 AZO 기판 위에 ${\alpha}$-NPB, Alq3, LiF, Al 의 순서로 증착 및 패터닝함으로써 OLED 소자를 제작하였다. 전류밀도와 전압 그리고 발광휘도와 전압과 같은 전기적 특성은 spectrometer(minolta CS-1000A)를 이용하여 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.215-215
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• 2010

평판디스플레이 산업의 성장에 따른 ITO 타겟의 수요가 급증하고 있는 것에 반해 고가의 인듐자원은 그 매장량이 매우 적어 고갈 위기에 처해 있다. 따라서 인듐을 절감하는 투명전극 연구가 활발히 진행되어 오고 있다. 본 연구에서는 IZTO($In_2O_3$:ZnO:$SnO_2$=80:10:10 wt.%)의 In량을 절감한 조성의 타겟을 제조하였다. 그리고 유리기판 위에 IZTO 박막을 펄스 DC 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 기판의 온도를 변화시키며 증착하였다. 기판 온도의 변화는 플렉시블디스플레이 소자에 응용이 가능한 $RT{\sim}200^{\circ}C$ 범위에서 제어하였으며, 증착한 박막은 전기적, 광학적 및 구조적 특성 등을 조사하였다. 유리기판 위에 성장된 IZTO 박막은 기판의 온도가 증가함에 따라 전기적 특성이 향상되었지만 $200^{\circ}C$ 이상에서 결정화가 되어 전기적 특성이 급격히 떨어지는 것을 알 수 있었다. 기판 온도 $150^{\circ}C$에서 비저항은 $3.87{\times}10^{-4}\;({\Omega}{\cdot}cm)$로 가장 낮게 나타났고, 이동도는 $42.11(cm^{-2}/Vs)$, 캐리어 농도는 $3.82{\times}10^{20}(cm^{-3})$를 나타내어 가장 우수한 전기적 특성을 보였다. 박막의 투과율을 측정한 결과 평균 85% (400nm~800nm)이상의 우수한 광학적 특성을 보였다. 또한 이 IZTO 박막을 이용하여 OLED 소자를 제작하여 그 특성을 조사하였다. 조사 결과 IZTO 박막은 인듐 절감효과와 $150^{\circ}C$ 미만의 공정온도 확보로 플렉시블 디스플레이에 적용이 가능한 투명전극 물질로 가능성을 보여주었다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.11 no.1
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• pp.29-33
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• 2012

In this study, we have investigated the structural and electrical characteristics of IZO thin films deposited under hydrogen atmosphere on flexible substrate for the OLED (organic light emitting diodes) devices. For this purpose, PES was used for flexible substrate and IZO thin films were deposited by RF magnetron sputtering under hydrogen ambient gases (Ar, $Ar+H^2$) at room temperature. In order to investigate the influences of the hydrogen, the flow rate of hydrogen in argon mixing gas has been changed from 0.1sccm to 0.5sccm. All the samples show amorphous structure regardless of flow rate. The electrical resistivity of IZO films increased with increasing flow rate of $H^2$ under $Ar+H^2$. All the films showed the average transmittance over 85% in the visible range. The OLED device was fabricated with different IZO electrodes made by configuration of IZO/$\acute{a}$-NPD/DPVB/$Alq_3$/LiF/Al to elucidate the performance of IZO substrate. OLED devices with the amorphous-IZO (a-IZO) anode film show good current density-voltage-luminance characteristics. This suggests that flat surface roughness and low electrical resistivity of a-IZO anode film lead to more efficient anode material in OLED devices.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.7 no.2
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• pp.59-62
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• 2008

The Lifetime of OLEDs by ITO/glass substrates cleaning method and cathode deposition method were investigated in the fabrication of green light emitting OLEDs with $Alq_3$-C545T fluorescent system. In our experiments, the optimum cleaning method was obtained at last processing of boiling IPA(isopropyl alcohol). And the optimum deposition methode was obtained at 3 steps deposition rate of Al. The deposition rate of 3 steps progressed changing from $0.5\AA$/sec to $3\AA$/ sec. The green light emitting OLED with plasma treatment at 150W for 2 minutes showed the highest luminance and efficiency of 20000 cd/$m^2$ and 16 lm/W. On the contrary, the OLED device without plasma treatment showed much lower performance with the luminance and efficiency of 3500 cd/$m^2$ and 2 lm/W.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.7 no.4
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• pp.1-5
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• 2008

There is a need to enlarge the mother glass substrate in OLED to raise its productivity and to realize OLED TV. On the other hand, some difficulties may arise regarding the deflection of a large glass substrate during its handling operation due to its thinness $(0.5\sim0.7t)$, which is not even enough to allow it to stand its own mass. This thesis proposes a conceptual plan for the application of the clamping- and bending-end conditions to the glass substrate handler. To verify proposed plan, the non-contact 3 dimensional measuring instrument is developed. The composition of the 3 dimensional measuring instrument measures shape of the product using X-Y stage robot and laser distance sensor. X-Y stage robot and laser distance sensor are controlled by LabVIEW language. To calibrate measuring instrument, the direction conversion of the Euler angle was used. In order to confirm deflection of the glass substrate, the experiment was carried out at the bending end boundary condition and the proposed effect was verified.

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

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2005.05a
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• pp.173-176
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• 2005

고분자 OLED는 저분자 OLED에 비하여 공정이 간단하고 대화면, Plastic 기판을 사용하여 All organic display로의 구현이 있다는 많은 장점을 가지고 있지만 소자의 신뢰성과 안정성에 문제를 갖고 있어 현재까지 저분자 OLED에 비하여 기술 수준이 미약하다. 그러나 차세대 디스플레이의 실현을 위하여 많은 대학과 기업연구소에서 많은 연구가 진행중이다. 본 논문에서는 ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Al 구조를 갖는 고분자 OLED를 제작하고 발광메커니즘에 대한 고찰과 계면특성 및 전기$\cdot$광학적 특성을 조사하였다. 정공수송물질인 PEDOT:PSS은 박막의 표면상태를 부드럽게하고 ITO와 MEH-PPV 사이의 접착을 좋게하며 ITO 로부터 정공을 원활하게 MEH-PPV로 전달하여 효율을 향상시킨다. 제작된 소자는 발광효율을 극대화시키기 위하여 정공수송층인 PEDOT:PSS을 첨가시킨 다층구조로서 각각의 박막을 열처리 및 MEH-PPV의 농도를 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.5wt$\%$로 변화시켜 농도별 표면상태와 전기$\cdot$광학적 특성을 관찰하여 고효율 OLED소자 제작에 가장 적합한 MEH-PPV의 농도에 대하여 고찰하였다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.4 no.2 s.11
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• pp.15-19
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• 2005

The organic light-emitting devices(OLEDs) based on fluorescence have low efficiency due to the requirement of spin-symmetry conservation. By using the phosphorescent material, the internal quantum efficiency can reach 100$\%$, compared to 25$\%$ in case of the fluorescent material [1]. Thus recently phosphorescent OLEDs have been extensively studied and showed higher internal quantum efficiency than conventional OLEDs. In this study, we have applied a new Ir complex as a red dopant and fabricated a red phosphorescent OLED on a flexible PC(Polycarbonate) substrate. Also, we have investigated the electrical and optical properties of the devices with a structure of A1/LiF/Alq3/(RD05 doped)BAlq/NPB/2-TNAIA/ITO/PC substrate. Our device showed the lightening efficiency of > 30 cd/A at an initial brightness of 1000 cd/$m^{2}$. The CIE(Commission Internationale de L'Eclairage) coordinates for the device were (0.62,0.37) at a current density of 1 mA/$cm^{2}$. In addition, although the sheet resistance of ITO films on PC substrate is higher than that on glass substrate, the flexible OLED showed much better lightening efficiency without much increase in operating voltage.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.183-183
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• 2009

OLED소자의 양극재료로써 현재는 산화인듐주석(ITO : indium tin oxide) 박막이 널리 이용되고 있다. 그러나 낮은 전기 비저항과 높은 투과도를 갖는 ITO 박막을 얻기 위해서는 $300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 성막되어야 하며, 원료 물질인 인듐의 수급량 부족으로 인한 문제점과 독성, 저온증착의 어려움, 스퍼터링 시 음이온 충격에 의한 막 손상으로 저항의 증가의 문제점이 있고, 또한 유기발광소자의 투명전극으로 쓰일 경우에 유기물과의 계면 부적합성, 액정디스플레이의 투명전극으로 사용될 경우에 $400^{\circ}C$정도의 놓은 온도와 수소 플라즈마 분위기에서 장시간 노출 시 열화로 인한 광학적 특성변화가 문제가 된다. 이러한 문제점을 지닌 ITO 박막을 대체할 수 있는 물질로 산화 인듐아연(lZO) 박막이 많은 각광을 받고 있다. IZO(Indium Zinc Oxide) 박막은 저온 ($100^{\circ}C$ 이상)에서 증착이 가능하고 추가적인 열처리 없이도 가시광 영역에서 90% 이상의 광 투과도와 ${\sim}10^{-4}{\Omega}cm$ 이하의 낳은 전기 비저항을 갖는 것으로 알려져 있다. 이러한 IZO박막은 성막 후 고온의 열처리 과정이 필요 없기 때문에 폴리카보네이트와 같은 유기물 기판을 사용하여 제작 가능한 유연한 평판형 표시 소자의 제작에도 적용될 수 있다. IZO(Indium Zinc Oxide) 박막은 상온 공정에서도 우수한 전기적, 광학적, 표면 특성을 나타낼 뿐만 아니라 양극재료로써 높은 일함수를 가지고 있어 고효율의 유기 발광 소자를 구현하는데 유리한 재료라 판단된다. 본 연구에서는 TCO 박막의 면 저항과 표면 거칠기가 OLED 소자의 성능에 미치는 영향을 조사하였다. R.F Magnetron Sputtering을 이용하여 투명 전도막을 성막 형성 하였으며, 기판온도와 증착과정에서 주입되는 산소, 수소의 유랑 변화가 박막의 구조적, 전기적 특성에 어떠한 영향 미치는 것인가를 자세히 규명하였다 ITO 와 IZO박막은 챔버 내 다양한 가스 분위기(Ar, $Ar+O_2$ and $Ar+H_2$) 에서 R.F Magnetron Sputtering 방법으로 증착했다. TCO박막의 구조적인 이해를 돕기 위해서 X-ray diffraction 과 FESEM으로 분석했다. 광학적 투과도와 박막의 두께는 Ultraviolet Spectrophotometer(Varian, cary-500)와 Surface profile mersurement system으로 각각 측정하였다. 면저항, charge carrier농도, 그리고 TCO박막의 이동성과 길은 전기적특성은 Four-point probe와 Hall Effect Measurement(HMS-3000)로 각각 측정한다. TCO 박막의 표면 거칠기에 따른 OLED소자의 성능분석 측면에서는 TCO 박막의 표면 거칠기 조절을 위해 photo lithography 공정을 사용하여 TCO 박막을 에칭 하였다. 미세사이즈 패턴 마스크가 사용되고 에칭의 깊이는 에칭시간에 따라 조절한다. TCO박막의 표면 형태는 FESEM과 AFM으로 관찰하고 그리고 나서 유기메탈과 음극 전극을 연속적으로 TCO 박막위에 증착한다. 투명전극으로 사용되는 IZO기판 상용화를 위해 IZO기판 위에 $\alpha$-NPB, Alq3, LiF, Al순서로 OLED소자를 제작하였다. 전류밀도와 전압 그리고 발광과 OLED소자의 전압과 같은 전기적 특성은 Spectrometer (minolta CS-1000A) 에 의하여 I-V-L분석을 했다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.10 no.2
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• pp.39-44
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• 2011

In this study, we have investigated the structural and electrical characteristics of IZO thin films deposited on flexible substrate for the OLED (organic light emitting diodes) devices. For this purpose, PES was used for flexible substrate and IZO thin films were deposited by RF magnetron sputtering under oxygen ambient gases (Ar, $Ar+O_2$) at room temperature. In order to investigate the influences of the oxygen, the flow rate of oxygen in argon mixing gas has been changed from 0.1sccm to 0.5sccm. All the samples show amorphous structure regardless of flow rate. The electrical resistivity of IZO films increased with increasing flow rate of $O_2$ under $Ar+O_2$. All the films showed the average transmittance over 85% in the visible range. The OLED device was fabricated with different IZO electrodes made by configuration of IZO/a-NPD/DPVB/$Alq_3$/LiF/Al to elucidate the performance of IZO substrate. OLED devices with the amorphous-IZO (a-IZO) anode film show better current density-voltage-luminance characteristics than that of OLED devices with the commercial crystalline-ITO (c-ITO) anode film. It can be explained that very flat surface roughness and high work function of a-IZO anode film lead to more efficient hole injection by reduction of interface barrier height between anode and organic layers. This suggests that a-IZO film is a promising anode materials substituting conventional c-ITO anode in OLED devices.