• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.6-6
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• 2010

Indium Tin Oxide (ITO)를 포함한 Transparent Conduction Oxide (TCO)는 LCD, OLED와 같은 Display, 그리고 Solar Cell 등 광신호와 전기신호간 변환이 필요한 모든 Device에 반드시 필요한 핵심 물질로, 특히 고특성 Display의 투명전극에서 요청되는 95% 이상의 투과도와 $15\;{\Omega}/{\square}$ 이하의 면저항 특성을 동시에 만족할 수 있는 기술은 현재까지 Plasma Sputtering 공정으로 $160^{\circ}C$ 이상에서 증착된 ITO 박막이 유일하다. 그러나, 최근 차세대 기술로서 Plastic Film을 기반으로 하는 Flexible Display 및 Flexible Solar Cell 구현에 대한 요구가 급증하면서, Plastic Film 기판위에 Plasma Damage이 없이 상온에 가까운 저온 ($100^{\circ}C$ 이하)에서 특성이 우수한 ITO 투명전극을 형성 할 수 있는 기술의 확보가 중요한 현안이 되고 있다. 지난 10년 동안 $100^{\circ}C$이하 저온에서 고특성의 ITO 또는 TCO 박막을 얻기위한 다양한 연구와 구체적인 공정이 활발히 연구되어 왔으나, ITO의 결정화 온도 (통상 $150{\sim}180^{\circ}C$)이하에서 증착된 ITO박막은 비정질 상태의 물성적 특성을 보여 원하는 전기적, 광학적 특성확보가 어려웠다. 본 논문에선 기본적으로 절연체 특성을 가져야 하는 산화물인 TCO가 반도체 또는 도체의 물리적 특성을 보여주는 기본원리의 고찰을 토대로, 재료학적 특성상 Crystalline 구조를 보여야 하는 ITO (Complex Cubic Bixbyte Structure)가 Plasma Sputtering 공정으로 저온에서 증착될 때 비정질 구조를 갖게 되는 원인을 규명하고, 이를 바탕으로 저온에서 증착된 ITO가 Crystalline 구조를 유지 할 수 있게 하고, Stress Control에 유리한 Nano-Crystalline 박막을 형성하면서 Crystallinity를 임의로 조절 할 수 있는 새로운 기술인 Magnetic Field Shielding Sputtering (MFSS) 공정과 최근 성과를 소개한다. 한편, 또 다른 새로운 저온 TCO 박막형성 기술로서, 유기반도체와 같은 Process Damage에 매우 취약한 유기물 위에 Plasma Damage 없이 TCO 박막을 직접 형성할 수 있는 Neutral Beam Assisted Sputtering (NBAS) 기술의 원리를 설명하고, 본 공정을 적용한 Top Emission OLED 소자의 결과를 소개한다. 또한, 고온공정이 수반되는 Solar Cell용 투명전극의 경우, 통상의 TCO박막이 고온공정을 거치면서 전기적 특성이 열화되는 원인을 규명하고, 이에 대한 근본적 해결 방법으로 ITO 박막의 Dopant인 Tin (Sn) 원자의 활성화를 증가시킨 Inductively Coupled Plasma Assisted DC Magnetron Sputtering (ICPDMS)의 원리와 박막의 물성적 특성과 내열 특성을 소개한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.167-167
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• 2010

Indium tin oxide (ITO) has been widely used as transparent conductive oxides (TCOs) for transparent electrodes of various optoelectronic devices, such as liquid crystal displays (LCD) and organic light emitting diodes (OLED). However, indium has become increasingly expensive and rare because of its limited resources. In addition, ITO thin films have some problems for OLED and flexible displays, such as imperfect work function, chemical instability, and high deposition temperature. Therefore, multi-component TCO materials have been reported as anode materials. Among the various materials, IZTO thin films have been gained much attention as anode materials due to their high work function, good conductivity, high transparency and low deposition temperature. IZTO thin films with a thickness of 200nm were deposited on Corning glass substrate at different substrate temperature by pulsed DC magnetron sputtering with a sintered ceramic target of IZTO (In2O3 70 wt%, ZnO 15 wt%, SnO2 15 wt%). We investigated the electrical, optical, structural properties of IZTO thin films. As the substrate temperature is increased, the electrical properties of IZTO are improved. All IZTO thin films have good optical properties, which showed an average of transmittance over 80%. These IZTO thin films were used to fabricate organic light emitting diodes (OLEDs) as anode and the device performances studied. As a result, IZTO has utility value of TCO electrode although it reduced indium and we expect it is possible for the IZTO to apply to flexible display due to the low processing temperature.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.27 no.2
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• pp.19-26
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• 2020

Flexible displays have been evolved into curved, foldable, and rollable as the degree of bending increases. Due to the presence of brittle electrodes (e.g. indium-tin oxide (ITO)) that easily cracked and delaminated under severe bending deformation, lowering mechanical stress of the electrodes has been critical issue. Because of this, mechanical stress of brittle electrode in flexible displays has been analyzed mostly in terms of bending radius. On the other hand, in order to make rollable display, various mechanical components such as roller and spring are needed to roll-up or extend the screen for the rollable display apparatus. By these mechanical components, brittle electrode in the rollable display is subjected to the excessive tensile stress due to the retracting force as well as the bending stress by the roller. In this study, mechanical deformation of rollable OLED display was modeled considering boundary conditions of the apparatus. An analytical modeling based on the classical beam theory was introduced in order to investigate the mechanical behavior of the rollable display. In addition, finite element analysis (FEA) was used to analyze the effect of mechanical components in the apparatus on the brittle electrode. Furthermore, a strategy for improving the mechanical reliability of the rollable display was suggested through controlling the stiffness of adhesives in the display panel.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.27 no.5
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• pp.610-620
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• 2023

The interest in the aircraft interior market is gradually growing due to technological development based on the 4th industrial revolution and competition for airlines to attract customers, and as part of that, Cabin Display System (CDS) for FAA Part.25 civil aircraft is being developed in Korea. The CDS is a system that provides various multimedia services to passengers by utilizing Flexible and Transparent Organic Light Emitting Diodes (OLED) with Integrated Display Processing Module (IDPM). This paper presents a new method for efficient Data Load Process of large-sized files and deals with their implementation and performance. The results of this study are expected to be applied to Data Load Process development of avionics that require reliable large-capacity file transmission along with reducing the costs of development compared to existing ARINC-615A.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.381-382
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• 2007

IZO/Ag/IZO (IAI) anode films for flexible organic light emitting diodes (OLEDs) were grown on PC (polycarbonate) substrate using DC sputter (IZO) and thermal evaporator (Ag) systems as a function of Ag thickness. To investigate electrical and optical properties of IAI stacked films, 4-point probe and UV/Vis spectrometer were used, respectively. From a IAI stacked film with 12nm-thick Ag, sheet resistance of $6.9\;{\Omega}/{\square}$ and transmittance of above 82 % at a range of 500-550 nm wavelength were obtained. In addition, structural and surface properties of IAI stacked films were analyzed by XRD (X-ray diffraction) and SEM (scanning electron microscopy), respectively. Moreover, IAI stacked films showed dramatically improved mechanical properties when subjected to bending both as a function of number of cycles to a fixed radius. Finally, OLEDs fabricated on both flexible IAI stacked anode and conventional ITO/Glass were fabricated and, J-V-L characteristics of those OLEDs were compared by Keithley 2400.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.24 no.1
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• pp.49-55
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• 2015

This paper reports solution-processed, high-efficiency organic light-emitting diodes (OLEDs) fabricated by a knife coating method under ambient air conditions. In addition, indium tin oxide (ITO), traditionally used as the anode, was substituted by optimizing the conductivity enhancement treatment of poly(3,4-ethylene dioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) films on a polyethylene terephthalate (PET) substrate. The transmittance and sheet resistance of the optimized PEDOT:PSS anode were 83.4% and $27.8{\Omega}/sq$., respectively. The root mean square surface roughness of the PEDOT:PSS anode, measured by atomic force microscopy, was only 2.95 nm. The optimized OLED device showed a maximum current efficiency and maximum luminous density of 5.44 cd/A and $8,356cd/m^2$, respectively. As a result, the OLEDs created using the PEDOT:PSS anode possessed highly comparable characteristics to those created using ITO anodes.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1412-1413
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• 2006

In this research, an organic thin 13 passivation layer was newly adopted to prefect the organic layer from ambient moisture and oxygen. As the organic thin film passivation layer, poly methyl methacrylate thin films (ppMMA) were deposited using a plasma polymerization technique. In order to their passivation performance for OLEDs, water vapor transmission rate (WVTR) of the ppMMAs were analyzed and luminance-current-voltage (L-I-V)/luminance-time (L-T) characteristics of the OLEDs with and without ppMMA passivation layer were investigated. The OLEDs had a structure of ITO/TPD (HTL)/Alq3(EML&ETL)/Al. The OLED with ppMMA passivation layer showed improved L-T performance than that of without ppMMA passivation layer.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.63 no.10
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• pp.1412-1416
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• 2014

We report thin-film organic moisture barriers based on polystyrene(PS) laminates deposition by PECVD for an encapsulation of OLEDs. The organic polystyrene thin-film has the benzene ring structure and high hydrophobic characteristics and it was polymerized by PECVD in dry process. Life time properties of Ca test were obtained 32 minutes at the RF 100W process conditions. From the AFM test, the roughness of multi-layer thin-film was more excellent rather than that of a single-layer thin-film. In addition, 5 layers of the multi-layer film properties were obtained 45 minutes. So that the optical and electrical properties were not affected with these plasma polymerized organic thin-film encapsulation. For life time improvement, the inorganic $Al_2O_3$ thin-film were deposited 5nm using ALD atomic layer deposition. The WVTR(Water Vaper Transmission Rate) value of hybrid thin-film encapsulation in the optimum process conditions was resulted by less than $10-3g/m^2/day$. From the results of experiment, plasma polymerized hybrid encapsulation was suggested as the flexible display applications.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.237.1-237.1
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• 2015

OLED의 낮은 외부 광자 효율 문제를 해결하기 위해서는 발광층은 물론 전극 재료에 대한 연구가 함께 진행되어야 한다. 최근 플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 분야에서 투명전극(Transparent Electrode)은 큰 주목을 받고 있다. 기존 전자소자의 투명전극으로는 인듐산화물(ITO, Indium Tin Oxide)이 널리 사용되어 왔으나, ITO의 주원료인 인듐(Indium)은 희소성으로 인해 앞으로 30년 후에 고갈될 것으로 예상되어 ITO를 대체할만한 투명전극 재료가 필요하게 되었다. 인듐이 포함되지 않은(Indium-free) 투명전극을 개발하려는 많은 연구들이 진행 중인데, 본 연구에서는 PEN(Polyethylene Naphthalate) 유연기판 상에 그래핀(Graphene)을 투명전극으로 구현하여 OLED의 효율을 높이는데 이용하고자 하였다. 화학 기상 증착(CVD, Chemical Vapor Deposition) 방법을 이용하여 Cu 호일 위에 그래핀을 성장시킨 후 PEN 유연기판에 전사하여 그래핀 투명전극을 구현하면서 그래핀 성장층을 단층 또는 다층으로 구분하여 성장시켜 각각의 투명전극을 구현해보았다. 유연기판 상의 그래핀의 상태를 확인하기 위해 라만 분광(Raman Spectroscopy) 분석을 이용하여 그래핀 고유의 라만 꼭지점(Raman peak)인 G 꼭지점(G peak: 1580 cm-1), 2D 꼭지점(2D peak: ~2700 cm-1)을 확인하였는데 그래핀 전사 상태가 양호하여 D 꼭지점(D peak: ~1360 cm-1)은 나타나지 않았다. 원자힘 현미경(AFM, Atomic Force Microscope) 분석을 통해 다층 및 단층 그래핀 표면의 거칠기(Roughness) 및 두께(Thickness)를 각각 확인할 수 있었고 자외선-가시광선 분광법(UV-Visible Spectroscopy) 분석으로 그래핀 투명전극과 유연기판의 투과도(Transmittance)를 분석하였으며, 단층 그래핀 투과도가 90%수준의 높은 값이 나타나 ITO보다 개선됨을 확인하였다. 그래핀 면저항은 TLM(Transmission Line Measurement)법을 통해 측정하였는데, 단층 그래핀의 경우 $800{\Omega}/{\square}$ 내외 수준임을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 근자외선 영역에서 높은 투과도와 우수한 전기적 특성을 가지는 그래핀 투명 전도성 전극 구조를 제안하고, 나아가 가시영역에서 ITO를 대체할 수 있는 투명 전도성 전극 물질을 개발함으로써 발광다이오드의 광효율을 높일 수 있는 투명 전도성 전극을 구현하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.55-55
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• 2008

압전폴리머 PVDF(polyvinylidene difluoride)의 기판소재를 기반으로 한 디스플레이 소자를 연구하였다. 압전 폴리머 PVDF의 양면은 두께 300nm정도의 ITO(Indium Tin Oxide)를 TCO(Transparent conducting oxide)로 R2R(roll to roll)증착하였으며, 이를 적외선 계열 Pulsed Laser로 상온 건식 에칭을 통해 패턴해내고, 이후 고진공 환경에서 Alq3 를 기반의 유기발광소자를 제작하였다. 전기적 신호에 대해서 기계적인 작동이 가능한 투명 압전 폴리머 재료를 디스플레이 발광소자의 기판 소재로 사용함으로써, 궁극적으로 발광기능과 더불어 압전효과에 의한 스피커 기능이 한 개의 개체내에서 독립적으로 구현될 수 있도록 설계하고, 기술적으로 실현시켰다는 점이 본 연구의 의의라고 할 수 있다. 이를 위해서, 섭씨 80도 이상의 온도에서 압전 성질을 상실하는 것으로 알려진 PVDF에 대해서 투명산화전극을 레이져를 이용한 비가열식 승화방법을 통해 패턴화하는 것을 사용했으며, 밀리미터 단위에서 수십 마이크로미터 수준까지 패턴화할 수 있었다. 제작된 복합형 유연 OLED소자는 기계적으로 휘어진 상태에서도 발광 성능과 스피커 성능을 각각 독립적으로 보였으며, Alq3에 의한 녹색발광을 보임을 확인하였고, 이 경우 양자효율은 약 3%이하의 값을 보였다. 또한 각주파수별 음압(SPL: Sound Pressure Level)측정 결과는 압번폴리머가 가청주파수 영역에서 작동함을 보였으며, 고주파영역에서의 SPL값이 증가하는 전형적인 PVDF사용 필름 스피커의 특성을 보였다. 이로부터 제작된 복합형 소자는 본 연구에서 제안된 목적에서 보인 것과 같이, 두 개의 기능이 서로간의 간섭없이 독립적으로 한 개의 개체 내에서 작동함을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과로부터 새로운 유연 전자 소자에 대한 디자인 개념을 제시하고, 기타 다른 기능이 접합된 형태의 신개념 전자 소자를 제안하는 것도 가능할 것으로 기대된다.