• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.182.2-182.2
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• 2015

최근 학계나 산업계에서 투명 전자 소자에 대하여 활발한 연구가 진행되면서, 투명 전 도성 산화물(TCO: transparent conductive oxide)에 대한 관심이 높아지고 있다. 대표적인 TCO 물질인 Indium Tin Oxide (ITO)는 가시 광 영역에서의 높은 투과 및 높은 도전성을 가져 전압을 인가하면 발열이 가능하므로 이를 투명 면상 발열체에 적용시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, ITO는 발열 테스트 결과 온도가 상승함에 따라 발열이 일부분에 집중되는 현상이 있으며, 전도성을 높이기 위하여 추가공정이 필요하다. 또한, 글라스의 곡면 부분에서 ITO를 사용하면 유연성이 부족하므로 크랙이 발생한다는 단점이 있다. 따라서, 최근 Silver nanowire (AgNW), Single-walled Carbon nanotube (SWCNT), ITO를 기반으로 한 AgNW에 ITO를 증착 하거나 SWCNT를 코팅하여 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌 하이브리드 전극이 투명 면상 발열체 재료로서 사용되고 있다. 하지만 대체된 재료들도 다양한 문제점을 가지고 있다. 예를 들어 고온에서 발열을 유지하지 못하고 끊어지거나 가시광영역의 투과율이 낮은 점 등이 있다. 이런 다양한 문제점들을 보완 할 수 있는 새로운 투명 면상 발열체에 적용한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 GZO/Ag/GZO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일 성, 발열 유지 안정도를 확인하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 Non-alkali glass (삼성코닝 E2000) 기판 상에 DC마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 상온에서 GZO, Ag, GZO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 50 W, RF (GZO) power 200 W로 하였으며 GZO박막두께는 45 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 5~20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 GZO 세라믹 타깃 (2.27 wt. % Ga2O3) 과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, Ar을 40 sccm 주입 후 Working pressure는 고 순도 Ar을 사용하여 1.0 Pa로 고정하며 10분간 Pre-sputtering을하고 증착을 진행하였다. 앞선 실험을 통해 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, Shimadzu)를 사용해 측정 되었으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 FESEM으로 관찰하였다. 또한 표면온도 측정기infrared camera (IR camera)를 이용하여 4~12 V/cm의 전압을 인가 시 시간에 따른 투명 면상 발열체의 표면 온도변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.366-366
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• 2012

현재 사용되고 있는 투명전극재료 중에 ITO(Indium Tin Oxide)가 가장 투명하면서 전기도 잘 통하고 생산성도 좋다. 투명전극은 비저항이 $1{\times}10^{-3}{\Omega}/cm$이하, 면 저항이 $10^3{\Omega}/sq$이하로 전기전도성이 우수하고 380에서 780 nm의 가시광선 영역에서의 투과율이 80%이상이라는 두 가지 성질을 만족시키는 박막이다. 본 연구에서 X-ray Film을 제작하기 위하여 상용화된 ITO Glass 전극 기판에 X-ray가 조사되면 직접 전자 전공 쌍(electron-hole pair)을 발생시켜 전기적 신호를 발생하는 광도전체 물질(Photoconductor)인 PbO, $PbI_2$, $HgI_2$를 스크린 프린팅(Screen Printing)법을 이용하여 각각 제작하였다. 상부 전극으로 마그네틱 스퍼터링(Magnetic Sputtering) 진공 증착 장치를 사용하여 전류, 전압, 아르곤 및 산소 유입량등을 조절하면서 상부 전극을 증착하였다. 이때 타켓으로 $In_2O_3;SnO_2$ (조성비:90:10wt%)를 사용 하였고, base pressure는 $9{\times}10^{-7}torr$, deposition pressure는 $3{\times}10^5torr$를 고정하였다. 또한 전류와 전압은 각각 0.4A, 800V로 유지하고, $O_2$:0.3 ppm, Ar의 경우 4.9 ppm에서 70 ppm까지 올려 플라즈마를 활성화 시킨 후 90초 동안 ITO를 증착하였다. 본 실험에 제작된 박막으로 X-ray을 조사하여 검출기로써 특성 평가를 실시하였으며, 실험결과 X-선 투과와 전도성 등 두가지 특성이 동시에 만족 될 만한 성능을 가질 수 있음을 확인 할 수 있었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• 제14권4호
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• pp.37-42
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• 2007

We fabricated the polymer light emitting diodes (PLEDs) with ITO/PEDOT:PSS/PVK/PFO:MEH-PPV/LiF/Al structures. The effect of the thickness of PEDOT:PSS hole injection layer(HIL) on the electrical and optical properties of PLEDs was investigated. In addition, PVK hole transport layer(HTL) was introduced in the PLED device, and compared the properties of the PLEDS with and without PVX layer. All organic film layers were prepared by the spin coating method on the plasma treated ITO/glass substrates. As the thickness of PEDOT:PSS film layer decreased from about 80 nm to 50 nm, the luminance of PLED device increased from $220cd/m^2$에서 $450cd/m^2$. This may be ascribed to the increased transportation efficiency of the holes into the emission layer of PLED. The maximum current density and luminance were obtained fir the PLED device with PVX hole transport layer, showing that the current density and luminance were $268mA/cm^2\;and\;540cd/m^2$ at 12V, respectively. This values were improved by about 14% and 22% in current density and luminance compared with the PLED device without PVK layer.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• 제12권2호
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• pp.155-159
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• 2005

In this report, Polymer light emitting diodes (PLEDs) with an ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Al structure were prepared by spin coating method on the glass substrate patterned ITO (indium tin oxide), using PEDOT:PSS(poly(3,4=ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfolnate)) as the hole transfer material and MEH-PPV(poly(2-methoxy-5-(2-ethyhexoxy)-1,4-phenylenvinylene)) having a different concentration (0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.5 wt$\%$) as the emitting material. The electrical and optical properties of the prepared PLED samples were investigated. The good electrical and optical properties were observed for the PLED samples with a MEH-PPV concentration ranging from 0.5 to $0.9 wt\%$. However, the current and luminance values for PLED sample with $1.5 wt\%$ of MEH-PPV decreased greatly. The maximum luminance and light efficiency for the PLEDs with concentration of $0.5 wt\%$ MEH-PPV were $409 cd/m^2$ and 4.90 Im/W at 9 V, respectively. The emission spectrums were found to be $560{\~}585 nm$ in wavelength showing orange color.

• Analytical Science and Technology
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• 제5권1호
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• pp.135-142
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• 1992

Indium tin oxide(ITO) films coated on the window glass selectively transmit the solar energy and infrared. We call this system passive solar collectors. Selectively absorbing properties of sol gel dip coated ITO films were characterized by UV-VIS-NIR spectroscopy. The effects of heat treating temperature, time, atmosphere, substrate and barrier layers are concerned. Indium tin oxide films heat-treated at $500^{\circ}C$ in a reducing atmosphere show intrinsic properties. Efficiency of solar energy transmittance was enhanced by coating of $SiO_2-ZrO_2$ as an alkali ion barrier layer. Energy was saved by the double layers of $SiO_2-ZrO_2$ and ITO since solar energy is transmitted and heat generated inside(${\lambda}$ > 2700nm) is reflected.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.249-249
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• 2011

투명전도성산화물(transparent conducting oxides, TCOs) 박막은 전기 전도성과 광투과성이 우수하여 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 태양전지(solar cell), 발광다이오드(LED) 등의 광전자 소자에 널리 응용되고 있다. 특히 LED에서 p-GaN층에서 전류가 층안에서 충분하게 확산되지 않기 때문에, TCO는 균일하게 전류를 흘려보내기 위해서 전류확산층(current spreading layer)으로 사용된다. 그 중 널리 쓰이는 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO)은 고가의 indium가격과 인체에 유해한 독성 등이 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 indium의 함량을 저감하거나 함유하지 않은 새로운 조성의 친환경적 대체 TCO 개발에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 반도체 재료 중 하나인 AZO (Al-doped zinc oxide, Al2O3 : 2wt.%)는 3.3 eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지며, 가시광선 및 근적외선 파장영역에서 높은 투과율을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 GaN기반 LED 응용을 위한 전류확산층으로 ITO 대신 AZO의 특성을 연구하였다. 박막 증착율이 높고, 제작과정의 조정이 용이한 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 glass기판 위에 AZO, Ni/AZO, NiOx/AZO를 증착하였다. 이어서 $N_2$ 분위기에서 다양한 온도 조건에서 열처리(rapid thermal annealing, RTA)하여 전기적 광학적 특성에 대하여 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.78.1-78.1
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• 2012

비 휘발성 저항 메모리소자인 resistance random access memory (ReRAM)는 빠른 동작특성과 저 전압 특성을 나타내고 비교적 간단한 소자구조로 고집적화에 유리하여 기존의 DRAM과 flash 메모리, SRAM 등이 갖고 있는 한계를 극복할 수 있는 차세대 메모리소자로써 각광받고 있다. 현재, 이성분계 산화물, 페로브스카이트 산화물, 고체 전해질 물질, 유기재료 등을 응용한 저항 메모리소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO 를 기반으로 하는 amorphous InGaZnO (a-IGZO) 박막은 저온에서 대면적 증착이 가능하며 다른 비정질 재료에 비해 높은 전하 이동도를 갖기 때문에 박막트랜지스터 적용 시 우수한 전기적 특성을 나타낸다. 또한 빠른 동작특성과 높은 저항 변화율을 보이기 때문에 ReRAM에 응용 가능한 재료로써 기대되고 있다. 본 연구에서는 MOM(metal/oxide/metal) 구조를 기반한 TiN/a-IGZO/ITO 구조의 소자를 제작하여 저항 메모리 특성을 평가하였다. IGZO 박막은 radio frequency (RF) sputter 를 이용하여 ITO/glass 기판 위에 증착하였다. MOM 구조를 위한 상부 TiN 전극은 e-beam evaporation 을 이용하여 증착하였다. 제작된 저항 메모리소자는 안정적인 unipolar resistive switching 특성을 나타내었으며, TiN 상부전극과 IGZO 계면 간의 Transmission Electron Microscopy (TEM) 분석을 통해 전압 인가 후 전극 금속 물질의 박막 내 삽입으로 인한 금속 필라멘트의 형성을 관찰 할 수 있었다. 합성된 박막의 형태와 결정성은 Scanning electron microscope (SEM)와 X-ray Diffraction (XRD)을 통해 평가 하였으며, 제작된 소자의 전기적 특성은 HP-4145 를 이용하여 측정하고 비교 분석하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 1부
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• pp.363-365
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• 2010

고분자 발광다이오드(polymer light emitting diode, PLED)는 초박막화, 초경량화가 가능하며 간단한 용액공정 으로 향후 휨성(flexible) 디스플레이로의 응용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 녹색 고분자 유기 발광다이오드를 제작하고, 효율을 향상 시키고자 이중 발광층을 두어 전기 광학적 특성을 평가하였다. ITO/Glass기판 위에 정공주입층으로 PEDOT:PSS [poly(3,4-ethylenedio xythiophene):poly(styrene sulfolnate)]를 발광물질로는 형광 발광물질인 PVK(poly-vinylcarbazole)와 인광 발광 물질인 Ir(ppy)$_3$[tris(2-phenylpyridine) iridium(III)]를 각각 host와 dopant로 사용하였다. 정공 차단층 및 전자 수송층 두 개의 역할로 사용 가능한 TPBI(1,3,5-tris(2-N-phenylbenzimidazolyl) benzene)를 진공 열증착법으로 막을 형성하였다. 전자주입층으로 LiF(lithium flouride)와 음극으로 Al(aluminum)을 증착하여 최종적으로 ITO/PEDOT:PSS/PVK:Ir(ppy)$_3$/TPBI/LiF/Al 구조를 갖는 녹색 형광:인광 혼합 유기 발광 다이오드를 제작하였다.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2005년도 추계 학술대회
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• pp.142-146
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• 2005

패턴화된 ITO (indium tin oxide)/Glass 기판 위에 정공수송층인 PEDOT:PSS [poly(3,4-othylenedioxythiophene):poly(styrene sulfolnate)]와 발광층인 MEH-PPV [poly(2-methoxy-5-(2-ethyhexoxy)-1,4phenylenvinylene)]를 사용하여 ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/AI 구조를 갖는 고분자 유기 발광다이오드 (polymer light emitting diode: PLED)를 제작하였다. PLED 제작시 MEH-PPV 의 농도를 ($0.1\;wt\%\;{\~}\;0.9\;wt\%$) 변수로 하여 박막의 표면 거칠기와 박막 층의 마찰재수(friction coefficient) 측정을 통하여 농도에 따른 특성 변화를 조사하였다. MEH-PP 의 농도를 $0.1\;wt\%$ 에서 $0.9\;wt\%$ 로 증가함에 따라 발광 층의 RMS (root mean square)같은 1.72 nm 에서 1.00 nm 로 감소하여 거칠기가 개선되는 경향을 보여 주었다. 그러나 박막간의 마찰계수는 0.048 에서 0.035 로 감소하여 박막간의 접합상태가 나빠지는 현상을 나타내었다. 소자의 전기, 광학적 특성의 경우 MEH-PPV 농도가 $0.5\;{\~}\;0.9\;wt\%$ 범위에서 약 0.35 mA (at 9V)의 전류밀도를 나타내었으며, 최대 휘도는 $0.5\;wt\%$ 농도에서 $409\;cd/m^2$의 값을 나타내었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• 제10권1호
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• pp.1-5
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• 2003

The multi-layered OELDs(organic electroluminescent devices) were prepared on the patterened ITO (indium tin oxide)/glass substrates by the vacuum thermal evaporation method. The $Alq_3$ (tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum) low molecule compound was used as the light emission layer. TPD(triphenyl-diamine) and $\alpha-NPD$ were used as the hole transport layer. CuPc (Copper phthalocyanine) was also used as the hole injection layers. In addition, QD2 (quinacridone2) organic material with $10\AA$ thickness was deposited in the $Alq_3$ emission layer to improve the luminance efficiency. The threshold voltage was about 7V for all devices. The luminance and efficiency of devices was improved by substitution the $\alpha-NPD$ for TPD as the hole as the hole transport layer. The luminance efficiency of the OELD sample with QD2 thin film in the $Alq_3$ emission layer was found to be 1.55 lm/W, which is about 8 times larger value compared to the sample without QD2 thin layer.