• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.278.2-278.2
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• 2014

We have investigated the highly flexible and transparent Si-doped $In_2O_3$(ISO)/Ag/ISO multilayer grown on polyethylene terephthalate (PET) substrates using a roll-to-roll sputtering system. The electrical and optical properties of ISO/Ag/ISO multilayer electrodes depended on the insertion of a nano-size Ag layer. Due to the high conductivity of a nano-size Ag layer, the optimized ISO/Ag/ISO multilayer electrodes showed the lowest resistivity of $3.679{\times}10^{-5}Ohm-cm$, even though the ISO/Ag/ISO multilayer electrodes was sputtered at room temperature. Furthermore, the ISO/Ag/ISO multilayer electrodes exhibited a high transmittance of 86.33%, because of the anti-reflection effect, comparable to Sn-doped $In_2O_3$ (ITO) electrodes. In addition, the ISO/Ag/ISO multilayer electrodes had a very smooth surface morphology without surface defects and showed good flexibility. The flexible OSCs fabricated on ISO(30nm)/Ag(8nm)/ISO(30nm) multilayer electrode showed a power conversion efficiency of 3.272%. This result indicates that the ISO/Ag/ISO multilayer is a promising transparent conducting electrode for flexible OSCs.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.573-574
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• 2013

본 연구에서는 Roll-to-Roll 스퍼터를 이용한 ITO 성막 공정에서 Ar 이온 빔 처리가 플렉시블 ITO 박막의 전기적, 광학적, 구조적 특성에 미치는 효과를 연구하였다. Roll-to-Roll 스퍼터를 이용하여 ITO 박막을 성막할 때 Linear ion source를 이용하여 Ar 이온을 ITO 박막에 직접 조사할 때 일어나는 ITO 박막의 변화를 분석하였다. Ar 이온 빔에 인가되는 DC 파워 변화에 따른 ITO 박막의 전기적, 광학적 특성 변화를 Hall measurement 및 UV/Visible spectrometry 분석법을 통해 확인하였다. 이온 빔 처리 공정 시 인가되는 파워가 DC 100 W일 때 $5.81{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$으로 이온 빔 처리를 하지 않은 $1.14{\times}10^{-3}{\Omega}-cm$에 보다 낮은 비저항을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이온 빔 처리 전/후 ITO 박막의 결정성은 포항 가속기 X-ray scattering법을 이용하여 분석하였으며, 결과를 통해 Ar 이온 빔 처리가 ITO 박막의 표면에서의 국부적인 결정성을 향상을 일으킴을 알 수 있었다. 이러한 결정성 향상이 Roll-to-Roll 스퍼터된 ITO 박막의 전기적 특성을 향상과 매우 밀접한 관계가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 이온 빔 처리 전/후 ITO/CPI의 기판 휨에 따른 기계적 안정성을 알아보기 위해 bending frequency 60 Hz, bending radius 15mm로 bending test를 진행을 통하여 이온 빔 처리 전후 ITO 박막의 특성을 비교 확인하였다. 본 실험 결과를 통해 Ar 이온빔 조사에 의해 상온에서 결정형 ITO 박막을 CPI 기판위에 형성 할 수 있었다. 또한 최적화된 ITO 박막을 이용하여 유기 태양전지를 제작하였으며 이를 통해 Ar 이온빔 처리된 결정형 ITO의 유연 태양전지 응용 가능성을 타진하였다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.11 no.2
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• pp.1-6
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• 2012

In this study, a high performance rotary magnet type magnetron source for roll-to-roll sputter system has been developed. We analyzed the density of magnetic field as a function of size variation of the magnet which are in the center and edge of the target. The target efficiency showed the best result when the width of center magnet, the width of edge magnet, the angle of edge magnet, and the rotation angle of Yoke are 20mm, 10mm, $56^{\circ}$, and $16^{\circ}$, respectively. On the basis of the results of magnet array, Roll-to Roll magnetron source was fabricated and tested. The uniformity of the film thickness and that of the sheet resistance was ${\pm}1.62%$ and ${\pm}4.13%$, and the resistivity was $2.79{\times}10^{-3}W{\cdot}cm$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.181.1-181.1
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• 2016

플렉서블 디스플레이 및 태양전지가 지향하고 있는 저가, 고속의 대량 생산을 위해서는 필름을 기반으로 하는 연속 공정에 의한 대량의 ITO 박막의 증착이 필수적이다. 이로 인해 롤투롤(roll-to-roll) 스퍼터링법을 이용한 ITO 박막의 연속 증착 공정이 차세대 플렉서블 디스플레이 및 태양전지의 대량 생산을 위한 해결책으로 각광받고 있다. 그러나 대부분의 폴리머 필름의 경우 증착 시 발생되는 열 또는 플라즈마에 의해 방출되는 수분과 유기 솔벤트 같은 오염 물질들에 의한 ITO 박막의 특성 저하와, 낮은 열적 안정성을 가지는 기판 특성상 고온(>$200^{\circ}C$)에서 증착이나 후 열처리를 할 수가 없기 때문에, 낮은 저항과 높은 광투과도 특성을 가지는 ITO 필름을 제작하기 위한 공정 최적화가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 롤투롤 스터링법으로 PET 필름 위에 Sn함량이 각각 3, 5, 7.5 10% 도핑된 ITO 타겟을 사용하여 ITO 박막을 증착 하였고, 전기적 광학적 특성을 조사하여 롤투롤 스퍼터링법으로 우수한 전기 전도도와 광투과도 특성을 가지는 ITO/PET 필름의 증착 조건을 최적화 하였다. 또한, ITO 증착 시 필름에서 발생하는 수분에 의한 ITO 박막의 특성 저하 현상에 대하여 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.213-213
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• 2010

We investigated the RF sputtering conditions for the deposition of AZO (Al doped ZnO) transparent conducting film on PET using the roll to roll vacuum coater. AZO thin films, sputtered at the various RF powers and working pressures, were studied for their structural, electrical and optical properties.. From the X-Ray diffraction patterns, we calculated the lattice stress using the Bragg equation. The compressive stress tends to decrease with the increase in film thickness. AZO thin film with the thickness of 152nm (1400W, 0.4Pa) exhibit the resistivity of $3.92*10-3{\Omega}/cm$ and the transmittance of 96.9% at 550nm.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.17 no.10
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• pp.516-520
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• 2007

Indium tin oxide, which is used as transparent conducting layer in flexible device, is deposited on PET film by a magnetron sputtering in 300 mm wide roll-to-roll process (vacuum web coating). Sheet resistance, specific resistance and transmittance is differed by sputtering parameters such as working pressures, oxygen partial pressure, and thickness of ITO layer. ITO layer is deposited about 90 nm at roll speed of 0.24 m/min and its sputtering power is 3 kW. From the XRD spectrum deposited ITO layer is verified as amorphous. Under working pressure varied from $3{\times}10^{-4}\;Torr$ to $2{\times}10^{-3}\;Torr$, sheet resistance is lowest at the working pressure of $1{\times}10^{-3}\;Torr$ and its value is from $110\;{\Omega}/{\square}$ to $260\;{\Omega}/{\square}$ at the thickness of 90 nm. Oxygen partial pressure also varies sheet resistance and is optimized at the regime from 0.2% ($1.8{\times}10^{-6}\;Torr$) to 0.6% ($6{\times}10^{-6}\;Torr$). In this oxygen partial pressure sheet resistance is lower than $150\;{\Omega}/{\square}$. As ITO layer thickness increases, sheet resistance decreases down to $21\;{\Omega}/{\square}$ and specific resistance is about $7.5{\times}10.4{\Omega}cm$ in 340 nm thickness ITO layer. Transmittance is measured at the wavelength of 550 nm and is about 90% for 180 nm thickness ITO/PET.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2005.07b
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• pp.995-997
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• 2005

A plastic substrate for flexible display is developed. The gas barrier and optical properties of the substrate is improved through depositing silicon oxide/nitride layer and coating polymer layer on plastic film by sputtering process and wet coating process. Roll to roll processes will guarantee the productivity in the whole production process of the plastic substrate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.247-247
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• 2012

Plasmon subwavelength nanostructures enable the structurally modulated color due to the resonance conditions for the specific wavelength range of light with the nanoscale hole arrays on a metal layer. While the unique properties offered from a single layer of metal may open up the potential applications of integrated devices to displays and sensors, fabrication requirements in nanoscale, typically on the order of or smaller than the wavelength of light in a corresponding medium can limit the cost-effective implementation of the plasmonic nanostructures. Simpler nanoscale replication technologies based on the soft lithography or roll-to-roll nanoimprinting can introduce economically feasible manufacturing process for these devices. Such replication requires an optimal design of a master template to produce a stamp that can be applied for a roll-to-roll nanoimprinting. In this paper, a master mold with subwavelength nanostructures is fabricated and optimized using focused ion beam for the applications to nanoimprinting process. Au thin film layer is deposited by sputtering on a glass that serves as a dielectric substrate. Focused ion beam milling (FIB, JEOL JIB-4601F) is used to fabricate surface plasmon subwavelength nanostructures made of periodic hole arrays. The light spectrum of the fabricated nanostructures is characterized by using UV-Vis-NIR spectrophotometer (Agilent, Cary 5000) and the surface morphology is measured by using atomic force microscope (AFM, Park System XE-100) and scanning electron microscope (SEM, JEOL JSM-7100F). Relationship between the parameters of the hole arrays and the corresponding spectral characteristics and their potential applications are also discussed.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.27.2-27.2
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• 2011

본 연구에서는 저저항/고투과 플렉시블 투명 전극 개발을 위해 금속 그리드가 적용된 투명 전극을 개발하였다. Lift off 공정을 도입하여 플렉시블 PET 기판 위에 Ag grid를 성막하고 이후 연속 공정이 가능한 Roll-to-Roll sputtering system을 이용하여 최적화된 ITO(40nm)/Ag(12nm)/ITO(40nm) 다층 투명 전극을 성막하였다. 제작된 플렉시블 투명 전극의 전기적, 광학적, 구조적 특성 및 기계적/전기적 안정성 평가를 위해 four-point probe measurement, Hall effect measurement, UV/Vis spectrometer, scanning electron microscopy 및 bending tester를 이용하여 각각의 특성을 분석하였다. Ag grid가 적용된 ITO/Ag/ITO 투명 전극에서 Ag의 배선 간격이 0.75 mm일 때 0.18 ohm/sq. 의 낮은 면 저항과 가시광선 영역에서 80% 이상의 높은 투과율을 나타내었으며, 이러한 저저항 및 고투과율 특성으로 인해 최적화된 배선 간격 0.75 mm에서 $538.11{\times}10^{-3}\;ohm^{-1}$의 매우 높은 figure of merit ($T^{10}/R_{sh}$) 값을 확보할 수 있었다. 기계적 응력에 따른 전기적 안정성 특성 분석 결과 5,000회 이상의 bending cycle 에서도 초기 저항 값과 유사한 전기적 특성을 나타냄으로써 Ag grid가 적용된 ITO/Ag/ITO 플렉시블 투명 전극의 기계적 응력에 따른 전기적 안정성을 확인할 수 있었다. Ag grid가 적용된 ITO/Ag/ITO 투명 전극의 투명 안테나 적용 가능성을 타진하기 위해 low band 및 high band 영역에서의 안테나 효율을 측정하였으며, 모든 영역에서 상용화된 copper 안테나와 유사한 효율을 나타내었다. Ag grid를 이용한 플렉시블 투명 전극의 저저항/고투과율 특성은 플렉시블 광전소자의 투명 안테나로의 적용 가능성을 나타낸다.

• Journal of Information Display
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• v.2 no.1
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• pp.38-42
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• 2001

Thin films of $In_2O_3-SnO_2$(ITO), $SnO_2$, and $SiO_2$ were prepared on the PET substrate by DC magnetron roll sputtering. 135 nm thick ITO film on $SiO_2$/PET substrate has sheet resistance as low as 55 ${\Omega}/square$ and transmittance as high as 85%. $H_2O$gas permeation through the film was 0.35 g/$m^2$ in a day. These properties are enough on optical film for the plastic LCD substrate or touch panel. Both refractive index and sheet resistance of ITO was found to be very sensitive to $O_2$ flow rate. Oxygen flow conditions have been optimized from 4 to 5 SCCM at $10^{-3}$torr. It is also shown that both thickness of $SnO_2$ and refractive index of $SiO_2$ decrease as $O_2$ flow rate increases.