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

• 공업화학
• /
• 제27권4호
• /
• pp.402-406
• /
• 2016

전도성 고분자인 PEDOT/PSS의 열적 안정성을 검토하기 위하여 바인딩 물질 없이 캐스팅하는 방법에 의해서 필름을 제조하고, $200^{\circ}C$에서 annealing하면서 표면저항의 변화를 검토하였다. PEDOT/PSS 필름은 열처리에 의해서 전기적 특성이 향상되었으며, 2 h 정도에서 최대 전도도값($540S{\cdot}m^{-1}$)을 나타내어 초기 값($180S{\cdot}m^{-1}$)에 비해서 3배 정도 높아졌다. 그러나 시간이 지남에 따라 전기전도도가 떨어지고, 24 h이 지난 이후에는 거의 전기적 특성을 나타내지 않았다. 한편, 산화 그래핀(GO)과 복합화한 PEDOT/PSS 필름에서는 열처리에 의한 전기적 특성의 향상이 더 뚜렷하였으며, $200^{\circ}C$에서 30 h 이상 보관하더라도 전기전도도가 $600S{\cdot}m^{-1}$ 정도를 유지하는 것으로 나타나, GO와의 복합화가 PEDOT/PSS의 열적 안정성을 현저하게 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
• /
• 제22권1호
• /
• pp.104-108
• /
• 2011

소형 반도체 접착에 쓰이는 비전도성 고분자 접착제에서 발생하는 문제점으로는 접착소재와 칩 또는 기판 간의 열팽창계수 차이에 의한 박리, 크래킹 및 접착력 부족 등이 있다. 이러한 결점의 보완을 위하여 실리카, 나노클레이 등의 무기입자를 첨가한 고분자 복합소재를 통해 접착제의 열팽창계수를 낮추거나, 접착소재에 유연성 첨가제를 첨가하는 방법 등이 사용되고 있다. 본 연구에서는 양 말단에 아민기를 가지는 아미노 변성 실록산(AMS)을 유연제로 활용하기 위한 실험으로서, 다른 당량을 갖는 두 종류의 AMS의 함량을 1, 3, 5, 7, 9, 10 phr로 변화시켜 AMS/에폭시 복합체를 제조하였다. 그 결과, 당량이 작은 AMS인 KF-8010과 에폭시 복합체의 유리전이 온도는 148에서 $122^{\circ}C$까지, 당량이 큰 AMS인 X-22-161A와 에폭시의 복합체의 유리전이 온도는 148에서 $121^{\circ}C$까지 감소하여 AMS의 당량 변화에 대한 영향이 크지 않음을 확인하였다. KF-8010/에폭시 복합체의 모듈러스는 2648에서 2143 MPa까지 X-22-161A/에폭시 복합체는 2648에서 2015 MPa까지 감소하여 큰 당량의 AMS를 첨가한 에폭시 복합체가 적은당량의 AMS를 첨가한 에폭시 복합체보다 더 큰 폭의 모듈러스 감소율을 확인하였다.

• 전기화학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.139-145
• /
• 2005

전자싸이크로트론공명(ECR: Electro Cyclotron Resonance)상온화학증착법에 의해 PET 폴리머기판위에 $SnO_x$ 박막을 제조하고, Sn의 전구체인 TMT(Tetra-methyl Tin)에 대한 산소와 수소의 몰 비 변화가 박막의 특성에 미치는 영향을 조사하였다 비화학양론적인 결합에 의해 성장된 투명 주석 산화막은 주입되는 산소/TMT, 수소/TMT몰 비에 의하여 조성비가 결정되고, 결정된 조성비에 의해 전기적 성질이 결정되는 것을 확인할 수 있었다. 산소/TMT의 몰 비 변화에 대하여 PET(polyethylene terephthalate)에 증착된 $SnO_x$ 박막의 최적 조성비는 1:2.4이다. 조성비는 반응에 참가하는 산소의 양이 증가할수록 점차적으로 증가하고, 과량의 몰 비로 산소가 주입될 경우 박막내의 Sn과 결합하지 않고 잉여 산소전하밀도를 증가시켜 bulk한 박막을 형성해 전기 비저항을 증가시키는 주요 원인이 된다. 수소/TMT의 몰 비는 산소 몰 비와 같이 증착되는 $SnO_x$의 몰 비에 영향을 주어 조성비를 변화시킴으로서 전기비저항을 결정하는데 크게 기여한다. 반응기내에 공급되는 수소량이 적으면 TMT의 불완전한 분해를 초래하여 반응에 필요한 $Sn^+$ 이온농도가 낮아지게 되고,상대적으로 잉여 산소함량이 증가하면서 높은 저항을 나타낸다. 임계값 이상으로 많은 양의 수소를 공급하면 플라즈마 내에 존재하는 $O^-$ 이온을 환원시켜 주석 산화막의 형성에 필요한 $O^-$ 이온의 감소로 전기저항이 오히려 증가하게 된다. 따라서 박막의 Sn:O의 조성비는 주입되는 산소량이 증가할수록 더욱 큰 값을 갖게 되고, 주입되는 수소량이 증가할수록 작은 값을 갖게 된다. 본 연구범위에서 TMP에 대한 산소의 몰 비는 80배, 수소의 몰 비는 40배일 때 가장 투명도와 전기전도도를 지니는 박막 특성을 나타내었다.