• 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.

• 융합정보논문지
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• 제10권9호
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• pp.28-34
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• 2020

본 논문에서는 투과도가 높은 OHP 필름상에 AZO 반도체 물질을 기반으로 한 광센서를 제작하여 광소자 특성 및 이를 구성하고 있는 반도체 소재의 물성에 대해 설명한다. 최근 전자소자 분야에서 주요 이슈가 되고 있는 플렉서블 광소자를 구현하기 위해서 최초로 투명하고 굽힘성이 있는 OHP 필름을 기판으로 사용하였다. 또한, 투명 전극 및 반도체 물질로 양산에 사용되고 있는 ITO는 인듐의 희소성 때문에 가격이 높다. 따라서 이 물질을 대체할 수 있는 소재를 발굴해야 하며, AZO 소재가 가능성이 있는지 Au/Al/AZO/OHP 필름 구조의 광센서 소자를 구현하여 광학 및 전기적인 특성을 평가하였다. 소자 및 이를 구성하는 소재들은 벤딩(굽힘)에 의한 물성 변화가 없었으며, 이와 같은 결과들은 차세대 소자로의 적용에 대한 가능성을 제공한다. 하지만, 양산을 위해서는 OHP 필름 표면의 미세한 스크래치를 제거해야 하며, 뿐만 아니라 광전류를 향상시킬 수 있는 재료, 구조 기반으로 최적화된 소자를 연구해야 할 것이다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제44권2호
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• pp.8-13
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• 2007

본 논문에서는 고효율의 유기발광소자 제작을 위해 플라즈마 조건 변화에 따른 ITO 특성을 분석하였다. $N_2$와 $O_2$ 가스로 RF 플라즈마 출력은 100 W, 200 W, 400 W로 가스압력은 12 mTorr, 120 mTorr로 변화실험을 하였다. $N_2$ 가스를 이용하여 플라즈마 처리한 ITO의 일함수는 $4.88{\sim}5.07$ eV의 값을 나타내었고 $O_2$ 가스를 이용하여 플라즈마 처리한 ITO는 $4.85{\sim}4.97$ eV의 일함수를 나타내었다. $N_2$ 가스에서 가스의 압력이 120 mTorr이면서 플라스마 출력이 200 W의 조건에서 RF 플라즈마 처리한 ITO의 특성이 우수하였다. ITO 표면의 rms roughness는 AFM 이미지에서 계산하여 나타낸 수치로써 $N_2$와 $O_2$ 가스가 주입된 플라즈마로 처리된 ITO는 플라즈마 출력이 200 W일 때 각각 $25.2\;{\AA}$과 $30.5\;{\AA}$로 나타났으며 플라즈마 처리되지 않은 ITO는 $44.5\;{\AA}$이었다. ITO 박막의 투과율 측정에서는 $N_2$와 $O_2$ 가스의 압력을 변화시켜도 ITO의 투과율은 거의 변동이 없었다.

• 멤브레인
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• 제17권3호
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• pp.219-232
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• 2007

침지침강 상변환법으로 폴리에테르설폰$(PES)-TiO_2$ 복합막을 제조하였다. 14 wt% 및 20 wt%의 PES/NMP 기준 고분자 용액에 $TiO_2$ 나노입자를 PES에 대해 $0{\sim}60$ wt%로 첨가량을 달리하여 복합막 제조에 사용될 캐스팅 용액을 준비하였다. 제조된 $PES-TiO_2$ 복합막의 막 특성과 몰폴로지를 $TiO_2$ 첨가량에 따른 캐스팅 용액의 점도, coagulation value, 광투과도와 복합막의 인장강도, 세공크기 및 접촉각, 표면 및 단면 SEM 사진, BSA 용액의 한외여과 실험을 통해 규명하였다. 캐스팅 용액에 첨가시킨 $TiO_2$ 입자의 함유량이 증가함에 따라 점도는 증가하고 coagulation value는 낮아져 캐스팅 용액의 열역학적 불안정성이 증가하였다. $TiO_2$ 입자의 첨가량이 증가함에 따라 1) 순간분리의 침강형식을 유지하면서 침강속도가 빨라졌으며, 2) 순수투과량, 세공크기 및 압밀화 안정성이 증가하며, 3) 인장강도와 접촉각은 감소하였다. $PES-TiO_2$ 복합막의 BSA 용액에 대한 전량여과식 한외여과 실험결과 $TiO_2$ 입자의 함유량이 증가함에 따라 막의 친수화 특성이 증가하여 투과플럭스가 증가하였으며, $TiO_2$가 첨가되지 않은 막과 비교하여 최대 7배까지 투과 플럭스가 향상되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권5호
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• pp.246-254
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• 2013

LED 조명등의 내구성 문제를 개선할 목적으로 광 확산판에 사용되는 폴리카보네이트 소재를 대체하기 위하여 반투명 유백유리를 제조하였다. 유백유리의 유백제로서 인산칼슘을 사용하였고, $1550^{\circ}C$ 전기로에서 2시간 용융하였다. 유백유리는 용융유리가 성형된 후 냉각 열처리 과정에서 상분리 및 유백입자의 성장에 의해 만들어진다. 따라서 성형 및 냉각온도를 상온, $850^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$ 및 $1200^{\circ}C$ 로 변화시키면서 유백특성의 영향을 확인하였다. 결과적으로 가장 고온인 $1200^{\circ}C$에서 성형 및 냉각을 한 샘플에서 가장 양호한 특성을 갖는 유백유리가 얻어졌다. 이 유리는 82 % 이상의 높은 Haze 값과 10 % 미만의 낮은 평행광 투과도에 의해 직사광 투과에 의한 눈부심이 없이 LED 조명용 광확산판으로서 우수한 광특성을 나타내었다. 또한 열적특성으로서 $6.309{\times}10^{-6}/^{\circ}C$의 열팽창 계수와 $839^{\circ}C$의 연화점을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.320-326
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• 2013

본 연구에서는 저온경화 공정으로 합성한 다양한 폴리이미드의 물성 변화를 이해하기 위하여 4,4'-oxydianiline (ODA) 단일 다이아민(diamine)에 여러 가지 주쇄(backbone)를 가지는 산무수물(dianhydride)들을 [4,4'-oxydiphthalicanhydride (ODPA), 4,4-hexafluoroisopropylidenediphthalic dianhydride (6FDA), 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA)]사용하였다. 폴리아믹산(poly(amic acid); PAA)의 합성 후, 저온경화 촉매인 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO)를 여러 wt%로 첨가하여 폴리이미드 박막을 제작하고 촉매를 넣지 않은 박막과 FT-IR, UV-Vis 투과도, DSC/TGA, WAXD 분석을 통해 그 특성 변화를 비교 분석하였다. 촉매를 이용한 폴리이미드의 저온경화 시 산무수물의 종류에 따라 광학특성 및 열특성 변화량의 차이가 나타났고, 이는 촉매에 의한 mean intermolecular distance의 감소량이 산무수물의 주쇄구조에 따라 다르기 때문으로 확인되었다. 1 wt%의 촉매를 사용 시 광학특성 증가는 최대가 되고 열특성 저하는 최소가 됨을 확인하였다. 이러한 실험결과를 통해 촉매를 이용한 저온경화 폴리이미드 박막의 특성변화는 그 화학구조와 밀접한 관련이 있음을 확인할 수 있다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권4호
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• pp.615-620
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• 2013

본 연구에서는 절임배추의 저장 기간을 연장하기 위해 전해수를 배추의 세척에 이용하였다. 절이는 동안 증가하는 절임배추의 초기 미생물을 제어하기 위하여 절이기 직전에 세척 과정을 추가하였으며, 대조구로는 수도수를 사용하였다. 세척한 후 절여진 배추를 0, 4 및 $10^{\circ}C$에 저장하면서 그 품질특성을 비교하였다. 절임배추의 총 균수는 수도수 처리구가 5.36 log CFU/g, 전해수 처리구가 3.50 log CFU/g으로 전해수로 세척할 경우 대조구보다 낮은 균수를 보였으며 저장기간이 증가하는 동안에도 대조구보다 낮은 균수를 유지하였다. 특히 $0^{\circ}C$에 저장할 경우 초기 균수를 32일 정도 유지하는 것으로 나타났으며, 젖산균의 경우 두 처리구 모두 24일까지 1 log CFU/g 이하의 수준을 유지하였다. 절임배추의 염도는 첨가해 준 염수와의 염 농도 평형에 의해 초기에 다소 감소가 일어났지만 저장 기간 동안 전반적으로 유지되었다. pH, 환원당, 경도 및 염수의 투과도는 시간이 경과함에 따라 감소가 되었으며, 저장 온도가 높을수록 그 속도는 빠르게 일어났다. $0^{\circ}C$에 저장할 경우 초기 미생물의 수가 유지되는 24일째까지 pH, 경도 및 염수투과도의 감소가 서서히 진행되었고 이는 미생물의 증식에 의해 영향을 받은 것으로 사료된다. 따라서 절임배추의 저장 기간을 연장하기 위한 전해수 세척 과정의 첨가는 절임배추의 초기 균수를 낮춰 미생물 증식에 의해 야기되는 품질 변화를 연장시켜줄 수 있을 것으로 판단되며, 전해수가 세척수로서 사용될 경우 농도 및 세척 시간에 관한 추가적인 연구가 요구되는 바이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.335-335
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• 2014

Over the past several years, transparent conducting oxides have been extensively studied in order to replace indium tin oxide (ITO). Here we report on fluorine doped zinc tin oxide (FZTO) films deposited on glass substrates by radio-frequency (RF) magnetron sputtering using a 30 wt% ZnO with 70 wt% SnO2 ceramic targets. The F-doping was carried out by introducing a mixed gas of pure Ar, CF4, and O2 forming gas into the sputtering chamber while sputtering ZTO target. Annealing temperature affects the structural, electrical and optical properties of FZTO thin films. All the as-deposited FZTO films grown at room temperature are found to be amorphous because of the immiscibility of SnO2 and ZnO. Even after the as-deposited FZTO films were annealed from $300{\sim}500^{\circ}C$, there were no significant changes. However, when the sample is annealed temperature up to $600^{\circ}C$, two distinct diffraction peaks appear in XRD spectra at $2{\Theta}=34.0^{\circ}$ and $52.02^{\circ}$, respectively, which correspond to the (101) and (211) planes of rutile phase SnO2. FZTO thin film annealed at $600^{\circ}C$ resulted in decrease of resistivity $5.47{\times}10^{-3}{\Omega}cm$, carrier concentration ~1019 cm-3, mobility~20 cm2 V-1s-1 and increase of optical band gap from 3.41 to 3.60 eV with increasing the annealing temperatures and well explained by Burstein-Moss effect. Change of work function with the annealing temperature was obtained by ultraviolet photoemission spectroscopy. The increase of annealing temperature leads to increase of work function from ${\phi}=3.80eV$ (as-deposited FZTO) to ${\phi}=4.10eV$ ($600^{\circ}C$ annealed FZTO) which are quite smaller than 4.62 eV for Al-ZnO and 4.74 eV for SnO2. Through X-ray photoelectron spectroscopy, incorporation of F atoms was found at around the binding energy of 684.28 eV in the as-deposited and annealed FZTO up to 400oC, but can't be observed in the annealed FZTO at 500oC. This result indicates that F atoms in FZTO films are loosely bound or probably located in the interstitial sites instead of substitutional sites and thus easily diffused into the vacuum from the films by thermal annealing. The optical transmittance of FZTO films was higher than 80% in all specimens and 2-3% higher than ZTO films. FZTO is a possible potential transparent conducting oxide (TCO) alternative for application in optoelectronics.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.575-581
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• 2020

낮은 표면저항값과 높은 투과도가 요구되는 LCD용 대전방지필름에 사용할 수 있는 무색상을 지닌 대전방지제를 개발하였다. 리튬 불소계 화합물과 4차 암모늄염 중에서 전기전도도를 바탕으로 대전방지 물질을 선정하고 대전방지제를 제조하여 표면저항값을 측정하였다. 그 결과 대체적으로 전도도가 높은 물질이 비교적 낮은 표면저항값 즉 상대적으로 양호한 대전방지 성능을 보여주고 있음을 알 수 있었다. 선정된 대전방지 물질을 중심으로 최적의 대전방지제를 제조하는 배합비를 실험계획법을 통하여 수립하고 각 인자들이 미치는 영향을 분석하였다. 대전방지 물질로 사용한 리튬 불소계 화합물의 사용량이 많을수록, 상대적으로 다관능기를 갖는 올리고머의 사용비율이 높을수록 표면저항값이 작게 나타났다. 4차 암모늄염은 리튬 불소계 화합물의 대전방지 성능을 증가시켰으나 사용량에 따른 영향은 상대적으로 크지 않았다. 대전방지용 PET 필름을 제조한 후 특성을 평가한 결과 낮은 표면저항값(<10⁹ Ω/sq.) 및 높은 투과도(>92%), 낮은 헤이즈(<0.5%) 및 높은 백색도(L^⁎>95)를 나타내었다. 또한 고온 고습의 조건하에서도 10% 이내의 안정적인 표면저항 변화율을 보임으로서 대전방지필름의 신뢰도가 아주 우수함을 확인하였다.

• 한국안광학회지
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• 제10권1호
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• pp.27-34
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• 2005

광변색렌즈는 자외선 조사를 받아 무색의 렌즈가 유색의 렌즈로 변하는 렌즈다. 이 렌즈는 백내장의 원인이기도 하는 자외선-B로부터 눈을 보호할 수 있으며 차단율 70~80%를 갖는 선글라스로 이용될 수 있다. 표면코팅기술을 접목하여 광투과율이 70%를 유지하고 색의 변화주기를 5분이내로 하는 청색, 녹색, 갈색, 보라색, 노랑색 등의 여러 색상의 광변색렌즈를 개발하였다. 이 렌즈는 100%의 부착력과, 4~5H의 경도, 탁월한 내약품성, 내마모성 및 내열성을 보였다. 여러 가지 원인으로 눈부심을 호소하는 광시증 환자 65 명을 대상으로 순천향대학병원 안과에서 임상시험을 하였다. 임상시험 한 결과 현저하게 눈부심이 감소하였고 시력보호의 효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 LASIK수술환자에서는 야간의 눈부심 방지효과가 좋았다. 광변색렌즈는 자외선-B와 청색광을 차단하여 백내장과 노인성 황반변성 등의 빛과 관련된 눈의 손상을 줄여 시력보호를 할 수 있으며 임상결과로부터 광시증 환자의 치료와 예방을 위한 새로운 기술이 될 수가 있음을 알 수 있었다.