유기태양전지는 간단한 제조공정, 낮은 제조단가, 가벼운 무게 및 우수한 유연성의 장점을 가지고 있기 때문에 모바일 기기의 응용에 많은 관심을 가지고 있다. 그러나 이종접합 유기태양전지의 광전 변환효율이 낮기 때문에 유기태양전지를 상용화하기 위해서는 광전변환 효율을 높이기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 태양전지의 광전 변환효율을 증진하기 위하여 열처리 시간 변화에 따른 이종접합 유기 태양전지의 특성에 미치는 효과를 조사하였다. 전자 주게 물질인 P3HT와 전자 받게 물질인 PCBM 물질을 특정용매에 녹여 패턴화된 ITO를 코팅한 glass 기판 위에 스핀 코팅 방법을 이용하여 glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al 구조를 가진 이종접합 유기태양전지를 제작하였다. UV-Vis 분광학, X-선 광전자 분광학 및 원자힘 현미경 측정을 하여 제작한 소자의 광학적 및 구조적 특성을 분석하였다. 이종접합 유기태양전지의 우수한 광흡수율과 평탄한 표면을 가지는 최적화 조건을 열처리 시간에 따라 비교 분석하였다. 제작한 소자들을 열처리를 하지 않은 소자와 다양한 시간 동안 열처리를 한 소자의 특성을 비교하였다. 제작한 이종접합 태양전지의 전류-전압 측정 결과를 분석하여 최대의 광전 변환효율을 가지는 최적의 열처리 조건을 결정하였다. 열처리를 할 경우 열처리를 하지 않은 소자보다 광전 변환효율이 증가함을 알 수 있었다.
ITO는 투명하면서도 전도성이 매우 높은 물질로 디스플레이 분야에서 전극으로 많이 사용된다. 하지만 ITO는 세라믹 물질이기 때문에 공정 단가가 높고, 유연성이 낮아 구부릴 경우 전도성이 파괴되며 충격에도 약하여 flexible한 소자에 적용할 수 없다. 또한 metal diffusion이 잘 일어나는 물질이기 때문에 OLED 소자의 특성을 저해한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 ITO를 대체하여 graphene을 이용한 투명전극 연구개발이 활발히 진행되고 있다. Graphene은 높은 mobility와 전도도를 가지고 있으며, 높은 열전도성, Young's modulus, 그리고 mechanical flexibility를 가진 물질이다. 최근에 이러한 장점들로 인해 ITO를 대체하는 물질로서 각광을 받고 있지만 graphene은 Cu, Ni과 같은 금속표면에 한정되어 성장하는 문제점을 가지고 있다. 이 graphene 합성방법은 전사과정을 필요로 하며, 이로 인해 낮은 생산성과 낮은 수율을 야기한다. 최근 높은 생산성을 가지는 graphene 전극을 만들기 위해 Reduced Graphene Oxide (rGO) 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 rGO는 산화환원 과정에서 전기전도도와 electron mobility가 완벽히 회복되지 못한다는 문제점을 가지고 있다. 그리하여 본 연구에서는 높은 투과도와 높은 전도도를 갖는 graphene 전극을 얻기 위해서 powdered graphene flake를 사용하였다. Graphene flake를 IPA solvent에 분산시키기 위해 sonicator과 homogenizer를 이용하여 Graphene flake solution을 제작하였다. 그리고 uniform한 전극을 만들기 위해 Spray Coating 방법을 이용하여 PET 기판 위에 graphene flake를 증착시켰다. graphene flake를 이용하여 높은 투과도와 낮은 면저항을 갖는 투명전극을 제작하고, 그 특성을 UV-visible spectrophotometer과 four point probe를 이용하여 확인하였다.
A ZnO nanowire-based FET is fabricated m this study on a flexible substrate of PES. For the flat and bent flexible substrates, the current ($I_D$) versus drain-source bias voltage ($V_{DS}$) and $I_D$ versus gate voltage ($V_G$) results are compared. The flat band was Ion/Ioff ratio of ${\sim}10^7$, a transconductance of 179 nS and a mobility of ~10.104 cm2/Vs at $V_{DS}$ =1 V. Also bent to a radius curvature of 0.15cm and experienced by an approximately strain of 0.77 % are exhibited an Ion/Ioff ratio of ${\sim}10^7$, a transconductance of ~179 nS and a mobility of ${\sim}10.10 cm^2/Vs$ at $V_{DS}$ = 1V. The electrical characteristics of the FET are not changed very much. although the large strain is given on the device m the bent state.
리드프레임의 우수한 열적/전기적 특성을 유지하면서 많은 I/O수를 수용할 수 있는 구조, 그리고 라미네이트의 디자인 팬인(Fan-in) 및 팬아웃(Fan-out) 설계 유연성을 유지하면서 가격경쟁력을 향상 시킬 수 있는 몰딩기판(Molded substrate)을 기반으로 한 RtMLF(Routable Molded Lead Frame) 패키지를 개발하였다. 개발된 패키지의 구조적 특징을 이용하여, 열적 전기적 성능의 우수성을 시뮬레이션을 통해서 확인하였으며, 제조 및 신뢰성 분석을 수행하여 생산 적용 가능성을 확인하였다.
Cadmium sulfide (CdS) thin film for flexible optical device applications were prepared at $H_2(Ar+H_2)$ flow ratios on polyethersulfon(PES) flexible polymer substrates at room temperature by radio frequency magnetron sputtering technique. The CdS thin films deposited at room temperature showed a (002) preferred orientation and the smooth surface morphologies. Films deposited at a hydrogen flow ratio of 25% exhibited a photo- and dark-sheet resistance of about 50 and $2.7{\times}10^5{\Omega}$/square, respectively. From the result of the bending test, CdS films exhibit a strong adhesion with the PES polymer substrates and the $Al_2O_3$ passivation layer deposited on the CdS films only shows an increase of the resistance of 8.4% after exposure for 120 h in air atmosphere.
We report on the effect of PET substrate preheating on the characteristics of the flexible and transparent indium tin oxide (ITO) electrode grown by a specially designed roll-to-roll sputtering system for touch panel applications. It was found that electrical and optical properties of the roll-to-roll sputter grown ITO film were critically dependent on the preheating of the PET substrate. In addition, the roll-to-roll sputter-grown ITO film after post annealing test at $140^{\circ}C$ for 90 min showed stable electrical and optical properties. The low sheet resistance and high optical transmittance of the ITO film grown on the preheated PET substrate demonstrate that the preheating process before ITO sputtering is one of the effective way to improve the characteristics of ITO/PET film. Furthermore, the superior flexibility of the ITO electrode grown on the preheated PET substrate indicates that the preheating treatment is a promising technique to obtain robust ITO/PET sample for touch panel applications.
본 논문에서는 하나의 단말기로 다수의 서비스를 제공할 수 있는 5밴드 폴디드 모노폴 안테나를 설계 제작하였다. 폴디드 모노폴 안테나의 접힌 구조를 통한 직렬 커패시턴스 보상과 물리적인 길이를 조절하여 이득을 높일 수 있는 특성을 이용하였다. 이 안테나는 CDMA/GSM/DCS/USPCS/WCDMA 5밴드 대역 특성을 만족하고 있으며, 제작에 있어서도 기존의 프레스 제작 형태가 아닌 유연성 기판(flexible PCB) 기술을 이용함으로써 낮은 생산 가격을 실현하였다 정합단을 적용한 안테나는 5밴드 대역에서 최대 이득 $-2.51{\sim}+1.82 dBi$ 결과가 나왔고, 방사 패턴 또한 전방향성 특성을 얻었다.
본 논문에서는 LDD 소자의 최적화의 물리적 의미를 수치 씨뮬레이션을 통해 다루었으며 관련 실험을 통하여 최적화된 LDD 구조를 해석해 보았다. 첫째, 수치해석에 의하면 최적화 조건시에 드레인 n-영역에서의 전계는 고르며 낮은 분포를 보이고 있고, 전류는 이 영역에서 넓게 퍼져 흘렀다. 아울러 이때 최적점은 모든 공정 및 전기조건을 고려하여 총체적으로 최적화하여 얻어져야함이 발견되었다. 둘째, 실험에 의하면 최적 조건의 경우 기판전류와 드레인 전류비에 의해 n-영역의 최대전계는 극소화되었다. 이때 소자의 수명은 최대가 되었으며 n-영역의 저항은 channel 저항에서 $n^+$ 접합 저항으로 유연하게 변환이 되었다.
본 연구에서는 Electrohydrodynamic (EHD) 젯 프린팅 시스템을 이용하여 graphene이 올려져 있는 유연성 있는 PET 기판 위에 Ag 용액을 그리드로 간격에 따라 타진하였다. Ag 그리드 간격을 200 um, 300 um, 400 um, 500 um로 증가시켰으며, 이때 UV/Vis spectrometry, four-point probe를 이용하여 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. Graphene/Ag-grid 하이브리드 투명전극은 그리드 간격 400 um에서 21Ohm/sq.의 면저항과 550 nm에서 84.08%의 투과도를 확인하였다. 또한, graphene/Ag-grid 하이브리드 투명전극의 기계적 응력에 따른 전기적 안정성을 알아보기 위해 radius에 따른 bending, fatigue test와 twist bending, rolling test를 진행하였다. Fatigue bending은 speed 30 mm/s, outer bending radius 20 mm, inner bending radius 22.5 mm로 bending test를 5000번 진행하였으며, twist bending, rolling test를 각각 10000번 진행하였다. 이 결과를 통해 bending-release cycle 조건에서도 초기저항 대비 5% 이내의 매우 우수한 전기적 안정성을 나타냄을 확인하였다. 이러한 graphene/Ag-grid 하이브리드 투명전극의 우수한 특성을 얻음으로써, graphene 박막의 플렉시블 투명전극으로서의 적용가능성을 타진할 수 있었다.
본 연구에서는 고출력, 고휘도를 위해서 개발되고 있는 수직형 LED소자의 광출력향상을 위한 나노 패터닝 공정을 진행하였다. 수직형 LED는 기존 측면형 LED에 비해서 열방출 특성이 우수하고 대면적 칩으로 제작이 가능하기 때문에 높은 광출력이 필요한 조명 분야로의 적용이 가능하다. 하지만 수직형 LED 역시 기존 측면형 LED와 마찬가지로 질화갈륨 및 외부 공기와의 계면에서 전반사가 심하기 때문에 광추출효율이 낮은 문제점이 있으며 이를 해결하는 것이 큰 이슈가 되고 있다. 이를 해결하기 위해서 광결정 패턴을 LED 소자에 형성하여 광추출효율을 향상시키려는 연구가 활발히 진행되고 있으나 아직까지 수직형 LED 웨이퍼 전면적에 균일한 패턴을 형성할 수 있는 기술 개발이 미진한 상황이다. 본 연구에서는 유연 고분자 몰드를 이용한 대면적 나노 임프린팅 및 나노 프린팅 기술을 통해서 2 inch 수직형 LED 웨이퍼 전면적에 균일한 패턴을 전사하는 공정을 진행하였다. 구체적으로는 나노임프린트 및 건식식각 공정을 통해서 수직형 LED의 n형 질화갈륨 층에 높은 가로세로비의 광결정 패턴을 형성하였으며 이를 통해서 약 40% 정도의 광출력이 향상되었다. 또한 고 굴절률의 산화아연 나노 패턴 형성공정을 대면적 LED 기판에 시도하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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