현재 플렉시블 폴리머를 이용한 MEMS (Microelectromechanical Systems) 기술이 빠르게 발전하고 있다. 그 중에서 Polycarbonate (PC), Poly Methyl Methacrylate (PMMA)와 같은 플렉시블 폴리머 재료는 광학적 특성이 우수하고 인체 친화적이며 미세 패턴 제조 공정이 용이하다는 등의 많은 장점을 가지고 있다. 본 연구는 반응성 이온 식각 기술을 이용하여 $O_2$, $SF_6$ 그리고 $CH_4$의 삼성분계 가스의 혼합 비율에 따른 PC와 PMMA의 건식 식각 결과 및 특성 평가에 관한 것이다. 준비한 각각의 기판에 포토리소그래피 방법으로 마스크를 형성하여 샘플을 만들었다. RF 척 파워를 100 W, 총 가스 유량을 10 sccm으로 고정시켜 플라즈마 식각 실험을 실시하였다. 그 결과에 의하면 전체적으로 PMMA의 식각율이 PC보다는 약 2배 정도 높았다. 그 결과는 PC는 PMMA 보다 상대적으로 높은 녹는점을 가지고 있다는 사실과 관계가 있다고 생각한다. 또한 $O_2/SF_6/CH_4$의 삼성분계 가스와 $SF_6/CH_4$, $O_2/SF_6$, $O_3/CH_4$로 나누었을 때 $O_2/SF_6$의 혼합 가스에서 PMMA와 PC의 식각 속도가 가장 높았다 (PC: 5 sccm $O_2$/5 sccm $SF_6$에서 약 350 nm/min, PMMA: 2.5 sccm $O_2$/7.5 sccm $SF_6$에서 약 570 nm/min). SEM을 활용하여 식각된 표면을 분석한 결과 PC는 PMMA보다 상대적으로 식각 표면이 더 매끈하였다. 또한 표면 거칠기 분석결과 PC의 표면 거칠기는 1.9$\sim$3.88 nm이었지만 PMMA의 표면 거칠기는 17.3$\sim$26.1 nm로 현저하게 높았음을 확인할 수 있었다.
$Y_2O_3:Eu^{3+}$는 우수한 적색 발광 특성을 가지고 있는 형광체로 최근 고화질 디스플레이에 대한 수요가 증가함에 따라 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 RF 열플라즈마 합성법과 고상법을 이용하여 $Y_2O_3:Eu^{3+}$ 적색 형광체를 합성하였으며, 합성 방법에 따른 $Y_2O_3:Eu^{3+}$ 적색 형광체의 결정 구조, 미세 구조, 발광 특성의 차이를 XRD, TEM, PL 분석을 통해 비교하였다. 고상법으로 합성된 $Y_2O_3:Eu^{3+}$ 적색 형광체의 입자는 약 $10{\sim}20{\mu}m$ 크기를 가지는 반면, RF 열플라즈마 합성법을 통해 합성된 적색 형광체는 반응부는 약 100 nm, 필터부는 약 30 nm의 크기를 갖는 나노 형광체로 확인되었다. 합성된 모든 분말들은 PL 측정결과 611 nm($^5D_0{\rightarrow}^7F_2$)에서 발광하는 것을 확인하였으며, 결정 크기와 입도가 증가할수록 PL intensity가 증가하였다. 또한, 추가 열처리 공정이 필요 없는 one-step 공정의 RF 열플라즈마 공정을 통해 합성된 $Y_2O_3:Eu^{3+}$ 적색 나노 형광체는 고상법으로 합성된 적색 형광체와 비슷한 발광 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
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.
We describe fabrication of superhydrophobic surface on non-woven fabric (NWF) having nano-hairy structures and a hydrophobic surface coating. Oxygen plasma was irradiated on NWF for nano-texuring and a precursor of HMDSO (Hexamethydisiloxane) was introduced as a surface chemical modification for obtaining superhydrophobicity using 13.56 MHz radio frequency-Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (rf-PECVD). O2 plasma treatment time was varied from 1 min to 60 min at a bias voltage of 400V, which fabricated pillar-like structures with diameter of 30 nm and height of 150 nm on NWF. Subsequently, hydrophobic coating using hexamethyldisiloxane vapor was deposited with 10 nm thickness on NWF substrate at a bias voltage of 400 V. We evaluate superhydrophobicity of the modified NWF with sessile drop using goniometer and high speed camera, in which aspect ratio of nanohairy structures, contact angle and contact angle hysteresis of the surfaces were measured. With the increase of aspect ratio, the wetting angle increased from $103^{\circ}$ to $163^{\circ}$, and the contact angle hysteresis decreased dramatically below $5^{\circ}$. In addition, we had conducted experiment for nucleation and condensation of water via E-SEM. During increasing vapor pressure inside E-SEM from 3.7 Torr to over 6 Torr which is beyond saturation point at $2^{\circ}C$, we observed condensation of water droplet on the superhydropobic NWF. While the condensation of water on oxygen plasma treated NWF (superhydrophilic) occurred easily and rapidly, superhydrophobic NWF which was fabricated by oxygen and HMDSO was hardly wet even under supersaturation condition. From the result of wetting experiment and water condensation via E-SEM, it is confirmed that superhydrophobic NWF shows the grate water repellent abilities.
메탄, 아세틸렌, hexamethyldisiloxane(HMDSO) 및 HMDSO+산소를 플라스마 중합시켜 식품포장용으로 사용되고 있는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름의 표면에 얇은 박막을 코팅하여 LDPE 필름의 차단성을 향상시키고자 하였다. 산소에 대한 차단성은 HMDSO+산소(유량 : 0.6+9.0 SCCM) 플라스마로 40 W에서 10분간 코팅할 경우 가장 크게 향상되어 산소 투과도가 18.6배까지 감소되었으며, 이산화탄소와 수분에 대한 차단성은 아세틸렌(유량 : 0.75 SCCM) 플라스마로 10 W에서 10분간 코팅할 경우 가장 크게 향상되어 이산화탄소와 수분 투과도가 각각 12.0배와 3.0배까지 감소되었다. 또한, 이렇게 코팅된 필름을 사용하여 방울토마토, 오이, 팽이버섯 등을 포장할 경우, 신선도 유지기간이 코팅 전에 비하여 $1.5{\sim}3.0$배까지 연장되었다.
The GaN thin film on the 8 periods InGaN/GaN multi-quantum well structure was grown on the sapphire substrate using metal-organic chemical vapor deposition. The nano-scaled triangular-lattice holes with the diameter of 150 nm were patterned on a polymethylmethacrylate blocking film using an electron beam nano-lithography system. The thin slab and two-dimensional photonic crystals with the thickness of 28 nm were fabricated on the GaN layer for the blue light diffraction sources. The photonic crystal with the lattice parameter of 460 nm enhances spectral intensity of photoluminescence indicating that the photonic crystals provides the source of nano-diffraction for the blue light of the 450-nm wavelength.
한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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pp.613-616
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2008
We report on electrical and optical properties of flexible ITO electrode grown on PET substrate using a specially designed roll-to-roll facing target sputtering (R2R FTS) system at room temperature without conventional cooling drum. Due to effective confinement of high density plasma between ITO targets, we can grow a flexible ITO electrode without cooling drum at room temperature.
The film is prepared by electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECRCVD) employing CH$_4$ and H$_2$ gases. It is deposited by the control of microwave plasma power, gas flow ratio, deposition pressure, and In-situ thermal treatment temperature. The structure of a-C:H (hydrogenated amorphous carbon) thin film is analysed by FT-IR spectroscopy. The fraction sp$^3$ versus sp$^2$ bonding is very important to clear up the surface and interrace of a-C:H film properties such as nano-scale friction behavior. The sp$^3$ versus sp$^2$ bonding of a-C:H thin film is dependent on the deposition conditions, therefore. nano-scale friction behavior is dependent on the deposition conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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