• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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• pp.781-783
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• 2009

We achieved high efficiency and long lifetime in small-molecule organic light-emitting diodes using a blend of polyaniline-based conducting polymer and a perfluorinated ionomer as a hole injection layer (HIL). The HIL formed by single spin coating greatly enhanced the surface work function and thus the hole injection from the anode, which resulted in great improvement in device luminous efficiency. We find that the solution processed HIL outperforms the conventional vacuum-deposited small molecule HIL in terms of the device performance.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제16권3호
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• pp.124-129
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• 2015

Organic electronics are the domain in which the components and circuits are made of organic materials. This new electronics help to realize electronic and optoelectronic devices on flexible substrates. In recent years, organic materials have replaced conventional semiconductors in many electronic components such as, organic light-emitting diodes (OLEDs), organic field-effect transistors (OFETs) and organic photovoltaic (OPVs). It is well known that organic light emitting diodes (OLEDs) have many advantages in comparison with inorganic light-emitting diodes LEDs. These advantages include the low price of manufacturing, large area of electroluminescent display, uniform emission and lower the requirement for power. The aim of this paper is to model polymer LEDs and OLEDs made with small molecules for studying the electrical and optical characteristics. The purpose of this modeling process is, to obtain information about the running of OLEDs, as well as, the injection and charge transport mechanisms. The first simulation structure used in this paper is a mono layer device; typically consisting of the poly (2-methoxy-5(2'-ethyl) hexoxy-phenylenevinylene) (MEH-PPV) polymer sandwiched between an anode with a high work function, usually an indium tin oxide (ITO) substrate, and a cathode with a relatively low work function, such as Al. Electrons will then be injected from the cathode and recombine with electron holes injected from the anode, emitting light. In the second structure, we replaced MEH-PPV by tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq₃). This simulation uses, the Poole-Frenkel -like mobility model and the Langevin bimolecular recombination model as the transport and recombination mechanism. These models are enabled in ATLAS- SILVACO. To optimize OLED performance, we propose to change some parameters in this device, such as doping concentration, thickness and electrode materials.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.381-382
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• 2007

IZO/Ag/IZO (IAI) anode films for flexible organic light emitting diodes (OLEDs) were grown on PC (polycarbonate) substrate using DC sputter (IZO) and thermal evaporator (Ag) systems as a function of Ag thickness. To investigate electrical and optical properties of IAI stacked films, 4-point probe and UV/Vis spectrometer were used, respectively. From a IAI stacked film with 12nm-thick Ag, sheet resistance of $6.9\;{\Omega}/{\square}$ and transmittance of above 82 % at a range of 500-550 nm wavelength were obtained. In addition, structural and surface properties of IAI stacked films were analyzed by XRD (X-ray diffraction) and SEM (scanning electron microscopy), respectively. Moreover, IAI stacked films showed dramatically improved mechanical properties when subjected to bending both as a function of number of cycles to a fixed radius. Finally, OLEDs fabricated on both flexible IAI stacked anode and conventional ITO/Glass were fabricated and, J-V-L characteristics of those OLEDs were compared by Keithley 2400.

• 접착 및 계면
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• 제23권2호
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• pp.39-43
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• 2022

디스플레이, 태양전지와 같이 전기를 빛으로, 또는 빛을 전기로 변환시켜주는 광전자소자는 효율 향상을 위하여 빛의 거동 제어가 매우 중요하다. 즉, OLED의 경우 내부 빛 제어를 통해 더 많은 빛이 외부로 나갈 수 있도록 유도해 줄 때 발광효율을 향상시킬 수 있으며, 외부 빛 제어를 통해 광흡수층에서의 광경로를 증대시킬 경우 태양전지의 에너지 변환효율을 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 광거동 제어가 가능한 구조로서 주름구조에 대한 연구를 진행하였으며 응력 해소 시간을 제어하여 구조의 주기와 높이를 독립적으로 제어하고자 하였다. 주기와 높이의 변화가 광거동에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보기 위하여 일정한 주기에서 높이 변화 및 유사한 높이에서 주기 변화에 따른 자외선/가시광선 분광분석(UV/Vis spectroscopy)을 실시하였으며 구조의 종횡비가 클수록 직진광의 비율이 낮고 분산광의 비율이 높음을 확인하였다. 이를 통해 광경로 변화 및 광경로 증가를 위하여 큰 종횡비의 주름구조가 요구됨을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.100-101
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• 2012

The plasma damage free and room temperature processedthin film deposition technology is essential for realization of various next generation organic microelectronic devices such as flexible AMOLED display, flexible OLED lighting, and organic photovoltaic cells because characteristics of fragile organic materials in the plasma process and low glass transition temperatures (Tg) of polymer substrate. In case of directly deposition of metal oxide thin films (including transparent conductive oxide (TCO) and amorphous oxide semiconductor (AOS)) on the organic layers, plasma damages against to the organic materials is fatal. This damage is believed to be originated mainly from high energy energetic particles during the sputtering process such as negative oxygen ions, reflected neutrals by reflection of plasma background gas at the target surface, sputtered atoms, bulk plasma ions, and secondary electrons. To solve this problem, we developed the NBAS (Neutral Beam Assisted Sputtering) process as a plasma damage free and room temperature processed sputtering technology. As a result, electro-optical properties of NBAS processed ITO thin film showed resistivity of $4.0{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}m$ and high transmittance (>90% at 550 nm) with nano- crystalline structure at room temperature process. Furthermore, in the experiment result of directly deposition of TCO top anode on the inverted structure OLED cell, it is verified that NBAS TCO deposition process does not damages to the underlying organic layers. In case of deposition of transparent conductive oxide (TCO) thin film on the plastic polymer substrate, the room temperature processed sputtering coating of high quality TCO thin film is required. During the sputtering process with higher density plasma, the energetic particles contribute self supplying of activation & crystallization energy without any additional heating and post-annealing and forminga high quality TCO thin film. However, negative oxygen ions which generated from sputteringtarget surface by electron attachment are accelerated to high energy by induced cathode self-bias. Thus the high energy negative oxygen ions can lead to critical physical bombardment damages to forming oxide thin film and this effect does not recover in room temperature process without post thermal annealing. To salve the inherent limitation of plasma sputtering, we have been developed the Magnetic Field Shielded Sputtering (MFSS) process as the high quality oxide thin film deposition process at room temperature. The MFSS process is effectively eliminate or suppress the negative oxygen ions bombardment damage by the plasma limiter which composed permanent magnet array. As a result, electro-optical properties of MFSS processed ITO thin film (resistivity $3.9{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$, transmittance 95% at 550 nm) have approachedthose of a high temperature DC magnetron sputtering (DMS) ITO thin film were. Also, AOS (a-IGZO) TFTs fabricated by MFSS process without higher temperature post annealing showed very comparable electrical performance with those by DMS process with $400^{\circ}C$ post annealing. They are important to note that the bombardment of a negative oxygen ion which is accelerated by dc self-bias during rf sputtering could degrade the electrical performance of ITO electrodes and a-IGZO TFTs. Finally, we found that reduction of damage from the high energy negative oxygen ions bombardment drives improvement of crystalline structure in the ITO thin film and suppression of the sub-gab states in a-IGZO semiconductor thin film. For realization of organic flexible electronic devices based on plastic substrates, gas barrier coatings are required to prevent the permeation of water and oxygen because organic materials are highly susceptible to water and oxygen. In particular, high efficiency flexible AMOLEDs needs an extremely low water vapor transition rate (WVTR) of $1{\times}10^{-6}gm^{-2}day^{-1}$. The key factor in high quality inorganic gas barrier formation for achieving the very low WVTR required (under ${\sim}10^{-6}gm^{-2}day^{-1}$) is the suppression of nano-sized defect sites and gas diffusion pathways among the grain boundaries. For formation of high quality single inorganic gas barrier layer, we developed high density nano-structured Al2O3 single gas barrier layer usinga NBAS process. The NBAS process can continuously change crystalline structures from an amorphous phase to a nano- crystalline phase with various grain sizes in a single inorganic thin film. As a result, the water vapor transmission rates (WVTR) of the NBAS processed $Al_2O_3$ gas barrier film have improved order of magnitude compared with that of conventional $Al_2O_3$ layers made by the RF magnetron sputteringprocess under the same sputtering conditions; the WVTR of the NBAS processed $Al_2O_3$ gas barrier film was about $5{\times}10^{-6}g/m^2/day$ by just single layer.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.587-592
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• 2018

AMOLED는 흐르는 전류에 의해 밝기가 결정되므로 AMOLED의 각 픽셀은 전류 구동 방식으로 동작하므로 AMOLED 구동을 위해서는 사용자의 요구에 의해 전류의 양을 조절할 수 있는 전원이 필요하다. 이에 본 논문에서는 사용자에 의해 설정된 전원을 공급하는 AMOLED 디스플레이용 IP의 driver 블록을 설계하고 이에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 설계된 IP의 driver는 전압에 대해 다이오드 전류 곡선을 가지는 AMOLED의 특성 때문에 출력 전압 레귤레이션에 중점을 두었고, low load시에는 PSM(Pulse-skipping mode)로 동작하고 medium/high load시에는 1.5MHz PWM(Pulse-width modulation) mode로 동작한다. 설계된 IP의 driver는 step-up converter의 DCM(Dis-Continue Mode)에서 발생하는 ringing 현상을 제거하도록 설계하였다. Ringing 현상은 IC내의 power switch를 파괴하거나 주위의 소자들에 EMI를 증가시키는 역할을 하게 된다. 설계된 IP의 driver에서는 ringing killer 회로를 통해 이를 최소화하였다. Mobile applications를 고려하여 disable시에는 standby current를 $1{\mu}A$이하로 설계하여 true shut-down이 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제안한 드라이버는 AMOLED의 디스플레이용 듀얼 파워 매니지먼트회로와 같은 시스템에 효율적으로 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.115-116
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• 2012

The demand for flexible electronic systems such as wearable computers, E-paper, and flexible displays has increased due to their advantages of excellent portability, conformal contact with curved surfaces, light weight, and human friendly interfaces over present rigid electronic systems. This seminar introduces three recent progresses that can extend the application of high performance flexible inorganic electronics. The first part of this seminar will introduce a RRAM with a one transistor-one memristor (1T-1M) arrays on flexible substrates. Flexible memory is an essential part of electronics for data processing, storage, and radio frequency (RF) communication and thus a key element to realize such flexible electronic systems. Although several emerging memory technologies, including resistive switching memory, have been proposed, the cell-to-cell interference issue has to be overcome for flexible and high performance nonvolatile memory applications. The cell-to-cell interference between neighbouring memory cells occurs due to leakage current paths through adjacent low resistance state cells and induces not only unnecessary power consumption but also a misreading problem, a fatal obstacle in memory operation. To fabricate a fully functional flexible memory and prevent these unwanted effects, we integrated high performance flexible single crystal silicon transistors with an amorphous titanium oxide (a-TiO2) based memristor to control the logic state of memory. The $8{\times}8$ NOR type 1T-1M RRAM demonstrated the first random access memory operation on flexible substrates by controlling each memory unit cell independently. The second part of the seminar will discuss the flexible GaN LED on LCP substrates for implantable biosensor. Inorganic III-V light emitting diodes (LEDs) have superior characteristics, such as long-term stability, high efficiency, and strong brightness compared to conventional incandescent lamps and OLED. However, due to the brittle property of bulk inorganic semiconductor materials, III-V LED limits its applications in the field of high performance flexible electronics. This seminar introduces the first flexible and implantable GaN LED on plastic substrates that is transferred from bulk GaN on Si substrates. The superb properties of the flexible GaN thin film in terms of its wide band gap and high efficiency enable the dramatic extension of not only consumer electronic applications but also the biosensing scale. The flexible white LEDs are demonstrated for the feasibility of using a white light source for future flexible BLU devices. Finally a water-resist and a biocompatible PTFE-coated flexible LED biosensor can detect PSA at a detection limit of 1 ng/mL. These results show that the nitride-based flexible LED can be used as the future flexible display technology and a type of implantable LED biosensor for a therapy tool. The final part of this seminar will introduce a highly efficient and printable BaTiO3 thin film nanogenerator on plastic substrates. Energy harvesting technologies converting external biomechanical energy sources (such as heart beat, blood flow, muscle stretching and animal movements) into electrical energy is recently a highly demanding issue in the materials science community. Herein, we describe procedure suitable for generating and printing a lead-free microstructured BaTiO3 thin film nanogenerator on plastic substrates to overcome limitations appeared in conventional flexible ferroelectric devices. Flexible BaTiO3 thin film nanogenerator was fabricated and the piezoelectric properties and mechanically stability of ferroelectric devices were characterized. From the results, we demonstrate the highly efficient and stable performance of BaTiO3 thin film nanogenerator.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.66.1-66.1
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• 2011

반도체를 비롯하여 LCD, OLED와 같은 디스플레이 (FPD: Flat Panel Display) 분야는 국가 선도 사업으로써 발전을 거듭해오고 있다. 하지만 기술의 성숙도가 높아짐에 따라 최근 중국과 대만 업체와의 경쟁이 심화되고 있으며, 더불어 환경문제가 큰 이슈로 떠오르고 있어 신기술 개발을 통한 생산 수율 향상 및 친환경 공정 개발의 중요성이 커지고 있다. 반도체, 디스플레이 공정에서 생산 수율 저하의 주요 원인으로써 공정 중 발생하는 미세 오염 입자를 들수 있다. 반도체 및 디스플레이 공정에서 세정 기술은 전체 기술의 30% 이상을 차지하며 생산 수율 및 제품의 품질에도 큰 영향을 주는 공정이다. 세정 공정은 일반적으로 습식 세정 공정이 낮은 공정비용을 바탕으로 널리 적용되어 왔으나, 기판의 대형화와 패턴의 미세화에 따라 정밀한 세정 스펙이 요구되며 더불어 막대한 양의 초순수와 화학액의 사용으로 인한 공정비용 증가와 환경 규제 강화에 따른 폐수 처리의 문제에 직면하고 있다. 이에 따라 폐수의 양을 줄이며 건조공정을 필요로 하지 않아 공정비용을 줄일 수 있는 건식 세정 공정에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. $CO_2$ snow jet 세정 기술은 건식 공정으로써 $CO_2$ 가스를 특수하게 제작된 분사 노즐에서 고압으로 가스를 분사하여 이 때 발생되는 순간적인 감압에 의한 단열 팽창으로 생성된 $CO_2$ snow 입자가 기판 표면의 오염물과 물리적 충돌을 하어 세정이 이루어지는 기술이다. 특히 $CO_2$ 세정은 환경과 인체에 무해하며 공정 후 바로 승화하기 때문에 추가적인 폐수처리 공정 등이 필요하지 않고, 건식 공정으로써 수세(Rinse) 공정을 필요로 하지 않기 때문에, 공정비용을 크게 줄일 수 있으며 물반점 발생을 방지 할 수 있는 친환경 건식 공정으로써의 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 자체적으로 개발한 $CO_2$ snow jet을 바탕으로 하여 다양한 공정조건을 변화시켜 세정효율을 측정하는 한편, 최적화 하기 위한 연구를 진행하였으며 더불어 $CO_2$ snow의 세정력을 정량적으로 평가하기 위한 연구를 진행하였다. 실험을 통해 가장 효과적으로 $CO_2$ snow 입자를 배출 할 수 있는 공정 조건으로써 5 bar의 캐리어 가스 압력을 사용하여, 세정력에 가장 큰 영향을 줄 수 있는 분사 노즐과 기판 사이의 거리 및 분사 노즐의 각도 등을 변화시켜 각 조건에 따른 세정효율을 평가하였다. 세정 오염물은 Silica, PSL 표준 입자(Duke scientific, USA)를 정량적으로 웨이퍼에 오염 시킨 후, 파티클 스캐너(Surfscan 6500, KLA-Tencor, USA)를 이용하여 세정 전 후의 오염입자 개수 변화를 통해 정량적으로 세정효율을 평가하였다. 본 연구를 통하여 $CO_2$ snow jet를 이용한 친환경 고효율 건식 세정 공정 메커니즘을 분석하였으며, 노즐과 기판 사이의 간격 및 분사 노즐의 각도 등을 최적화 한 세정 공정을 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제28권6호
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• pp.356-360
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• 2017

ITO는 높은 전기 전도도와 가시광선, 근적외선 영역에서 투명성을 가진다. LCD, OLED 등을 포함한 광학에 적용되는 부품들의 제조에 투명전극으로 ITO가 사용되고 있다. 가시광선 영역에서의 투명성과 높은 전도도 때문에 다양한 전기, 디스플레이 센서의 전극으로 이용되었다. 한 가지 사안은 기판의 특성에 충격없이 ITO, 금속 필름같은 특정한 영역의 층을 제거하는 부분이다. 레이저를 사용한 유리 위의 ITO 제거는 기존 방법에 비해 친환경적이다. 본 연구는 펨토초 레이저와 나노초 레이저를 사용하여 ITO를 제거하는 비교분석이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.394-400
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• 2014

본 연구에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링 법으로 상온에서 RF 파워를 30 에서 60W 로 변화시켜가며 유리기판 위에 ITZO 박막을 제작하여 전기적, 광학적, 구조적 특성을 조사하였다. RF 파워 50W 에서 증착한 ITZO 박막이 $10.52{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$의 제일 큰 재료평가지수를 나타내었으며, 이때 $3.08{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$의 비저항과 $11.41{\Omega}/sq.$의 면저항으로 가장 우수한 전기적 특성을 보였다. 광학적 특성을 측정한 결과, 가시광 영역 (400~800 nm) 에서의 평균 투과도는 모든 ITZO 박막에서 80 % 이상으로 나타났다. XRD 측정을 통해 RF 파워에 상관없이 모든 ITZO 박막이 비정질 구조를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. FESEM 과 AFM 으로 ITZO 박막의 표면 형상을 관찰한 결과, 모든 ITZO 박막이 핀홀이나 크랙 같은 결함이 없는 매우 부드러운 표면을 가지며, RF 파워 50W 에서 증착한 박막이 0.254 nm의 가장 작은 표면 거칠기를 나타내었다. 본 연구를 통해 비정질 ITZO 박막이 유기발광다이오드와 같은 차세대 디스플레이 소자에서 ITO 박막을 대체할 매우 유망한 재료라는 것을 알 수 있었다.