• Title/Summary/Keyword: TCO System

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TCO 박막의 결정 구조 및 표면 특성에 따른 OLED 소자의 특성

  • Lee, Bong-Geun;Lee, Yu-Rim;Lee, Gyu-Man
    • 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.

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AZO Films Prepared by Facing Target Sputtering System

  • Kim, Kyung-Hwan
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • v.7 no.5
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    • pp.271-275
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    • 2006
  • Al oped zinc oxide (AZO) films were prepared by Facing Targets Sputtering (FTS) system for TCO applications. The electrical, optical and structural properties of AZO thin films have been investigated with input current, oxygen gas flow ratio and substrate temperature. Deposition was carried out at room temperature and $200^{\circ}C$. Working gas pressures were fixed at 1mTorr. As a result, AZO thin film deposited with an optical transmittance over 80 % and a resistivity about $10^{-4}{Omega}{\cdot}cm$.

이중구조 투명전극을 이용한 실리콘 박막 태양전지 효율향상 기법

  • Kim, Hyeon-Yeop;Kim, Min-Geon;Choe, Jae-U;Lee, Jun-Sin;Kim, Jun-Dong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.591-591
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    • 2012
  • 본 연구는 Transparent conducting oxide (TCO, 산화물투명전극)를 이용한 박막태양전지 효율향상에 관한 것으로, 이중의 TCO층(Double-stacked TCO layer)의 효과적인 광학 및 전기적 설계에 관한 것이다. 기존 박막 태양전지에서는 투명전극 TCO layer로서, ITO (Indium-Tin-Oxide), FTO (Fluorine- Tin-Oxide), 및 AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide) 등을 사용해 왔다. 각 TCO layer마다 장점이 있지만 단점 또한 존재한다. ITO의 경우 높은 전기적 특성을 가지는 반면 수소 플라즈마에 취약하고 기계적 강도에 취약해 ITO 단일층만으로 박막 태양전지에 적용하는 것에 제한을 받는다. 한편, AZO의 경우 전기적 특성도 우수할 뿐만 아니라 수소 플라즈마에도 내구성이 강한 장점이 있지만, 일함수가 p형 반도체보다 낮아 Schottky junction이 되어, 높은 전위장벽이 형성된다. 이는 정공의 이동을 방해하고, 정공의 축적이 일어나서 순방향 전압을 인가할 때 많은 전류의 감소를 가져온다. 또한, AZO와 p형 반도체 사이의 높은 직렬저항으로 인해 광전압(Voc, Open circuit voltage)와 충실률 (FF, Fill factor)가 떨어진다는 단점이 있다. 본 실험에서는 ITO/AZO 2중구조의 TCO층을 적용하여 상기의 문제점을 해결하고자 한다. 이중 구조 TCO층은 Magnetron sputter system을 이용하여, 단계적으로 증착되었다. 빛이 입사하는 유리에 ITO를 제1전도층으로 증착하였는데, ITO는 입사광의 투과도와 전기전도성이 우수하다. 제2전도층으로는 AZO층을 이용하였으며, 실리콘 반도체층과 접하게 된다. AZO는 실리콘 증착시 발생하는 수소 플라즈마에 안정적이고, 물리적 강도 또한 우수한 장점이 있다. 이중 구조층위에 실리콘 광흡수층(Si absorber)을 증착하였으며, pin 구조를 가진다. 기존, 단일막 TCO층과 2중구조 TCO층을 이용하여, 실리콘 박막 태양전지를 구성하였다. 이때, ITO/AZO의 2중구조를 적용하였을 때 태양 전지 특성이 크게 향상된 결과를 얻을 수가 있었다. 특히, 전류밀도의 경우 ITO, FTO, AZO 각각 14.5 mA/cm2, 11.2 mA/cm2, 8.18 mA/cm2를 나타낸 반면 ITO/AZO 2중구조의 경우 약 17mA/cm2 로 크게 향상 되었고, 태양전지 변환 효율도 각각 7.5%, 6.9%, 4%에서 ITO/AZO 2중 구조의 경우 8.05%로 크게 향상되었다. 본 발표에서는 2중구조 TCO를 이용한 현공정에 적용 가능한 박막태양전지 효율향상 기법에 대해 논의하고자 한다.

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UmTco1, a Hybrid Histidine Kinase Gene, Is Essential for the Sexual Development and Virulence of Ustilago maydis

  • Yun, Yeo Hong;Oh, Man Hwan;Kim, Jun Young;Kim, Seong Hwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • v.27 no.5
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    • pp.1010-1022
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    • 2017
  • Hybrid histidine kinase is part of a two-component system that is required for various stress responses and pathogenesis of pathogenic fungi. The Tco1 gene in human pathogen Cryptococcus neoformans encodes a hybrid histidine kinase and is important for pathogenesis. In this study, we identified a Tco1 homolog, UmTco1, in the maize pathogen Ustilago maydis by bioinformatics analysis. To explore the role of UmTco1 in the survival of U. maydis under environmental stresses and its pathogenesis, ${\Delta}umtco1$ mutants were constructed by allelic exchange. The growth of ${\Delta}umtco1$ mutants was significantly impaired when they were cultured under hyperosmotic stress. The ${\Delta}umtco1$ mutants exhibited increased resistance to antifungal agent fludioxonil. In particular, the ${\Delta}umtco1$ mutants were unable to produce cytokinesis or conjugation tubes, and to develop fuzzy filaments, resulting in impaired mating between compatible strains. The expression levels of Prf1, Pra1, and Mfa1, which are involved in the pheromone pathway, were significantly decreased in the ${\Delta}umtco1$ mutants. In inoculation tests to the host plant, the ${\Delta}umtco1$ mutants showed significantly reduced ability in the production of anthocyanin pigments and tumor development on maize leaves. Overall, the combined results indicated that UmTco1 plays important roles in the survival under hyperosmotic stress, and contributes to cytokinesis, sexual development, and virulence of U. maydis by regulating the expression of the genes involved in the pheromone pathway.

A Study on the Estimation of Heating Energy and CO2 Reduction depending on a Indoor Set Temperature and Clo value (착의량과 실내설정온도 관계에 따른 난방에너지 및 온실가스저감량 평가 연구)

  • Lee, Chul-Sung;Yoon, Jong-Ho
    • Journal of the Korean Solar Energy Society
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    • v.30 no.4
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    • pp.49-54
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    • 2010
  • Most energy using in building part is mainly consumed for heating and cooling to meet occupancy's comfort temperature. Generally, heating energy consumption show high value than cooling energy in Korea because of high temperature difference in winter season as compared with summer in apartment building. The efforts to develope mechanical performance have been studied to reduce energy consumption in building energy field until now. However, the energy consumption in building is impacted by not only system performance but also PMV particularly at temperature and Clo value. This means that energy consumption can be changed by occupancy's comfort setting temperature in apartment building. This study investigated the passibility of overheating in apartment building by occupant' slow Clo and its setting temperature from preceding research and then the heating energy consumption by setting temperature was calculated with ESP-r. The effects of heating energy and $CO_2$ reduction are also evaluated quantitatively with Clo value. The results showed that keeping ISO-7730 standards can reduce heating energy up to 21% in compared with option 2; also, wearing underclothes with ISO-7730 standard can considerably reduce heating energy consumption up to 50%. As compared with option 2, the reduction of $CO_2$ emission for option 3 showed 0.63TCO2 of kerosene, 0.49TCO2 of LNG and 1.09TCO2 of electricity. The option 4 can be reduced by 1.48TCO2 of kerosene, 1.16TCO2 of LNG and 2.57TCO2 of electricity respectively.

Optical properties of the $O_2$ plasma treatment on BZO (ZnO:B) thin films for TCO of a-Si solar cells

  • Yoo, Ha-Jin;Son, Chang-Gil;Cho, Won-Tea;Park, Sang-Gi;Choi, Eun-Ha;Kwon, Gi-Chung
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.454-454
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    • 2010
  • In order to achieve a high efficient a-Si solar cell, the TCO (transparent conductive oxide) substrates are required to be a low sheet resistivity, a high transparency, and a textured surface with light trapping effect. Recently, a zinc oxide (ZnO) thin film attracts our attention as new coating material having a good transparent and conductive for TCO of solar cells. In this paper the optical properties of $H_2$ post-treated BZO (boron doped ZnO, ZnO:B) thin film are investigated with $O_2$-plasma treatment. The BZO thin films by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) are investigated and the samples of $H_2$ post-treated BZO thin film are tested with $O_2$-plasma treatment by plasma treatment system with 13.56 MHz as RIE (Reactive Ion Etching) type. We measured the optical properties and surface morphology of BZO thin film with and without $O_2$-plasma treatment. The optical properties such as transmittance, reflectance and haze are measured with integrating sphere and ellipsometer. This result of the BZO thin film with and without $O_2$-plasma treatment is application to the TCO for solar cells.

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A study on the simplification of the Nd:YAG laser system for scribing the transparent conductive oxide of the dye-sensitized solar cell by using SMPS (SMPS 기술을 이용한 염료감응형 태양전지 투명 전극 식각용 Nd:YAG 레이저 시스템 간략화 연구)

  • Son, Min-Kyu;Kim, Jin-Kyoung;Choi, Jin-Ho;Choi, Seok-Won;Kim, Byung-Man;Kwon, Min-Jae;Kim, Hee-Je
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.1528.1-1529
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    • 2011
  • Scribing the transparent conductive oxide(TCO) is an essential technology for the large scaled dye-sensitized solar cell(DSC) and the commercialization of the DSC. Laser systems are most used for scribing technology due to their precision. However, it is difficult to generalize systems because most systems are large and heavy. In this study, we tried to simplificate the Nd:YAG laser system for scribing TCO of the DSC by using switched mode power supply(SMPS) technique. The continuous conduction mode booster converter topology is applied and MC34262 power factor controller is used for the variable frequency control. Finally, SMPS circuit which specifications are 400W of capacity, 400V DC output and 98% of efficiency is fabricated. And it is demonstrated that the scribing TCO is completed by the Nd:YAG laser using this SMPS circuit.

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Performance of OLED devices with the surface characteristics of TCO thin films (투명전도성 박막의 표면 특성에 따른 OLED 소자의 특성)

  • Lee, Bong-Kun;Lee, Yu-Lim;Lee, Kyu-Mann
    • 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.

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Characterization of AZO thin films grown on various substrates by using facing target sputtering system

  • Lee, Chang-Hyeon;Son, Seon-Yeong;Bae, Gang;Lee, Chang-Gyu;Kim, Hwa-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.123-123
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    • 2015
  • Al doped ZnO(AZO) films as a transparent conductive oxide (TCO) electrode were deposited on glass, polyethylene naphthalate (PEN) and polyethylene terephthalate (PET) at room temperature by a conventional rf-magneton sputtering (CMS) and a facing target sputtering (FTS) using Al2O3 and ZnO targets. In order to investigation of AZO properties, the structural, surface morphology, electrical, and optical characteristics of AZO films were respectively analyzed. The resistivities of AZO films using FTS system were $6.50{\times}10-4{\Omega}{\cdot}cm$ on glass, $7.0{\times}10-4{\Omega}{\cdot}cm$ on PEN, and $7.4{\times}10-4{\Omega}{\cdot}cm$ on PET substrates, while the values of AZO films using CMS system were $7.6{\times}10-4{\Omega}{\cdot}cm$ on glass, $1.20{\times}10-3{\Omega}{\cdot}cm$ on PEN, and $1.58{\times}10-3{\Omega}{\cdot}cm$ on PET substrates. The AZO-films deposited by FTS system showed uniform surface compared to those of the films by CMS system. We thought that the films deposited by FTS system had low stress due to bombardment of high energetic particles during CMS process, resulted in enhanced electrical conductivity and crystalline quality by highly c-axis preferred orientation and closely packed nano-crystalline of AZO films using FTS system.

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A Hybrid Approach to Information System Sizing and Selection using Simulation and Genetic Algorithm (시뮬레이션과 유전 알고리즘의 하이브리드 기법을 이용한 정보시스템 용량 산정 및 선택 방안)

  • Min, Jae-H.;Chang, Sung-Woo;Shin, Kyung-Shik
    • Korean Management Science Review
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    • v.24 no.2
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    • pp.143-155
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    • 2007
  • The purpose of this paper is to develop a new method for information system sizing and selection based on a hybrid mixture of simulation and genetic algorithm, and to show its cost-effectiveness by applying it to a real world problem. To serve this purpose, we propose an operational model which identifies a set of system alternatives using simulation, and determines the optimal one using genetic algorithm. Specifically, with simulation, we generate probability distributions describing real data gathered from actual system, which can overcome the major weakness of the existing methodology that normally employs point estimates of the actual data and constant correction factors without theoretical rationale. We next search for the optimal combination of H/W, the number of CPUs, and S/W, which meets both of our business goals of incurring low TCO(total cost of ownership) and maintaining a good level of transaction processing performance. Experimental result shows the proposed method in this paper saves the cost while it preserves the system's capacity within allowable performance range.