• Title/Summary/Keyword: flexible substrates

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The Impact of Thermal Stress, Mechanical Stress and Environment on Dimensional Reproducibility of Polyester Film during Flexible Electronics Processing

  • MacDonald, William A.;Eveson, Robert;MacKerron, Duncan;Adam, Raymond;Rollins, Keith;Rustin, Robert;Looney, M. Kieran;Stewart, John;Hashimoto, Katsuyuki
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권1호
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    • pp.448-451
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    • 2007
  • DuPont Teijin $Films^{TM}$ (DTF) have developed engineered substrates specifically for the flexible electronics market. $Teonex^{(R)}$ Q65, $Melinex^{(R)}$ ST506 and ST504 are biaxially oriented crystalline polyesters with the option of planarised surfaces. These films are emerging as competitive materials for the base substrate in OLED displays and active matrix backplanes. Given the demanding dimensional reproducibility requirements in the display applications, it is critical to control the several factors that can influence the film distortion in order to achieve the ultimate performance. This paper will discuss the impact of thermal stress, mechanical stress and the processing environment on dimensional reproducibility of polyester film and give examples of how this impacts on the film in device manufacture.

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유한요소해석을 이용한 CIGS 박막 태양전지용 Fe-Ni 합금 기판재 열적 거동 연구 (Study on Thermal behavior of Flexible CIGS Thin Film Solar Cell on Fe-Ni Alloy Substrates using Finite Element Analysis)

  • 한윤호;이민수;김동환;임태홍
    • 한국표면공학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.23-26
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    • 2015
  • What causes the transformation of a solar cell is the behavior difference of thermal expansion occurred between the substrate and the layer of semiconductor used in the solar cell. Therefore, the substrate has to possess a behavior of thermal expansion that is similar with that of semiconductor layer. This study employed electroforming to manufacture Fe-Ni alloy materials of different compositions. To verify the result from a finite element analysis, a two-dimensional Mo substrate was calculated and its verification experiment was conducted. The absolute values from the finite element analysis of Mo/substrate structure and its verification experiment showed a difference. However, the size of residual stress of individual substrate compositions had a similar tendency. Two-dimensional CIGS/Mo/$SiO_2$/substrate was modeled. Looking into the residual stress of CIGS layer occurred while the temperature declined from $550^{\circ}C$ to room temperature, the smallest residual stress was found with the use of Fe-52 wt%Ni substrate material.

이온빔 플라즈마 처리된 플라스틱 기판에 의한 OLED의 광추출 효율 향상 (Improvement of Out-coupling Efficiency of Organic Light Emitting Device by Ion-beam Plasma-treated Plastic Substrate)

  • 김현우;송태민;이형준;전용민;권정현
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.7-10
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    • 2022
  • A functional polyethylene terephthalate substrate to increase light extraction efficiency of organic light-emitting diodes is studied. We formed nano-structured PET surfaces by controlling the power, gas, and exposure time of the linear ion-beam. The haze of the polyethylene terephthalate can be controlled from 0.2% to 76.0% by changing the peak-to-valley roughness of nano structure by adjusting the exposure cycle. The treated polyethylene terephthalate shows average haze of 76.0%, average total transmittance of 86.6%. The functional PET increases the current efficiency of organic light-emitting diodes by 47% compared to that of organic light-emitting diode on bare polyethylene terephthalate. In addition to polyethylene terephthalate with light extraction performance, by conducting additional research on the development of functional PET with anti-reflection and barrier performance, it will be possible to develop flexible substrates suitable for organic light-emitting diodes lighting and transparent flexible displays.

태양전지 응용을 위한 플렉시블 기판 위에 스퍼터 증착된 CdTe 박막의 구조적, 광학적 특성 연구 (A Study on the Structural and Optical Properties of Sputtered CdTe Thin Films Deposited on Flexible Substrates for Solar Cell Application)

  • 서문수;정학기;이재형
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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    • pp.734-736
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    • 2012
  • II-VI족 화합물반도체인 CdTe는 태양광을 전기로 변화하는데 있어서 이상적인 1.45eV의 직접천이형 에너지 band gap을 가지고 있으며, $1{\mu}m$ 내외의 두께로도 가시광의 99%이상을 흡수하는 높은 광흡수 계수를 가지므로 얇은 두께로도 태양전지 제작이 가능하다. 현재 CdTe를 이용한 태양전지는 최고 16.5%의 변환효율을 보이고 있으며, 대면적의 module에서는 10% 이상의 효율을 나타내고 있다. CdTe 박막의 제작 방법으로는 스크린 프린팅법(screen printing), 스퍼터링법(sputtering), 근접승화법(CSS:close space sublimation) 등이 있는데, 이중 마그네트론 스퍼터법의 경우, 대면적으로 균일하게 증착이 가능하기 때문에 양산화에 적합하고, 증착 온도를 낮출 수 있으며, 성장 중 도핑 제어가 용이한 장점을 갖고 있다. 특히, 필름 형태의 polyimide (PI), molybdenum (Mo) 기판의 경우, 유리기판에 비해 가벼우면서 깨지지 않아 취급이 용이하다는 장점이 있다. 또한 필름 형태로 제작할 경우 유연성이 있는 태양전지 제작이 가능하여 그 응용 범위를 넓힐 수 있다. 본 연구에서는 PI 및 Mo, 유리 기판 위에 마그네트론 스퍼터법으로 CdTe 박막을 증착하고, 제조 조건에 따른 박막의 구조적, 광학적 물성을 조사하였다.

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Optimization of Amorphous Indium Gallium Zinc Oxide Thin Film for Transparent Thin Film Transistor Applications

  • Shin, Han Jae;Lee, Dong Ic;Yeom, Se-Hyuk;Seo, Chang Tae
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.352.1-352.1
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    • 2014
  • Indium Tin Oxide (ITO) films are the most extensively studied and commonly used as ones of TCO films. The ITO films having a high electric conductivity and high transparency are easily fabricated on glass substrate at a substrate temperature over $250^{\circ}C$. However, glass substrates are somewhat heavy and brittle, whereas plastic substrates are lightweight, unbreakable, and so on. For these reasons, it has been recently suggested to use plastic substrates for flexible display application instead of glass. Many reaearchers have tried to produce high quality thin films at rood temperatures by using several methods. Therefore, amorphous ITO films excluding thermal process exhibit a decrease in electrical conductivity and optical transparency with time and a very poor chemical stability. However the amorphous Indium Gallium Zinc Oxide (IGZO) offers several advantages. For typical instance, unlike either crystalline or amorphous ITO, same and higher than a-IGZO resistivity is found when no reactive oxygen is added to the sputter chamber, this greatly simplifies the deposition. We reported on the characteristics of a-IGZO thin films were fabricated by RF-magnetron sputtering method on the PEN substrate at room temperature using 3inch sputtering targets different rate of Zn. The homogeneous and stable targets were prepared by calcine and sintering process. Furthermore, two types of IGZO TFT design, a- IGZO source/drain material in TFT and the other a- ITO source/drain material, have been fabricated for comparison with each other. The experimental results reveal that the a- IGZO source/drain electrode in IGZO TFT is shown to be superior TFT performances, compared with a- ITO source/drain electrode in IGZO TFT.

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Ti (10 nm)-buffered 기판들 위에 저온에서 직접 성장된 무 전사, 대 면적, 고 품질 단층 그래핀 특성 (Transfer-Free, Large-Scale, High-Quality Monolayer Graphene Grown Directly onto the Ti (10 nm)-buffered Substrates at Low Temperatures)

  • 한이레;박병주;엄지호;윤순길
    • 한국재료학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.142-148
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    • 2020
  • Graphene has attracted the interest of many researchers due to various its advantages such as high mobility, high transparency, and strong mechanical strength. However, large-area graphene is grown at high temperatures of about 1,000 ℃ and must be transferred to various substrates for various applications. As a result, transferred graphene shows many defects such as wrinkles/ripples and cracks that happen during the transfer process. In this study, we address transfer-free, large-scale, and high-quality monolayer graphene. Monolayer graphene was grown at low temperatures on Ti (10nm)-buffered Si (001) and PET substrates via plasma-assisted thermal chemical vapor deposition (PATCVD). The graphene area is small at low mTorr range of operating pressure, while 4 × 4 ㎠ scale graphene is grown at high working pressures from 1.5 to 1.8 Torr. Four-inch wafer scale graphene growth is achieved at growth conditions of 1.8 Torr working pressure and 150 ℃ growth temperature. The monolayer graphene that is grown directly on the Ti-buffer layer reveals a transparency of 97.4 % at a wavelength of 550 nm, a carrier mobility of about 7,000 ㎠/V×s, and a sheet resistance of 98 W/□. Transfer-free, large-scale, high-quality monolayer graphene can be applied to flexible and stretchable electronic devices.

나노섬모의 자연모사 기술 (Biomimetics of Nano-pillar)

  • 허신;최홍수;이규항;김완두
    • Elastomers and Composites
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    • 제44권2호
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    • pp.98-105
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    • 2009
  • 내이의 달팽이관은 기저막(basilar membrane)과 유모세포(hair cells)라는 두 가지 중요한 요소로 이루어져 있다. 기저막은 귀로 들어오는 소리를 주파수에 따라 분리하는 기능을 가지고 있으며, 기저막 위에 있는 유모세포는 생체전기 신호를 발생시키는 기계적 감각 수용기관이다. 인간의 생체청각기구를 모사한 인공와우와 신개념의 인공감각기관을 개발하기 위해서, 본 논문에서는 ZnO 압전 나노필라를 사용하여 인공유모세포(artificial hair cell)를 구현할 수 있는 핵심 기반 기술인 생체모사 기술을 연구하였다. 그 구체적인 방법으로 ZnO 나노필라를 저온성장법으로 유연기판에, 고온성장법으로 실리콘 웨이퍼에 성장시켰다. 유연기판과 실리콘 웨이퍼 위에 ZnO 나노필라를 성장 전에 미리 패턴을 만들었고, 기판에 선택적으로 ZnO 나노필라를 성장시켰다. 또한 ZnO 나노필라의 동적 정적 거동을 이해하기 위해 다중 물리 해석기법을 사용하여 ZnO 나노필라의 electric potential, von Mises stress, 변형량 등을 분석하였다. 본 연구에서는 ZnO 나노필라를 제작 및 패터닝하는 기술과 최적화하는 다중 물리 해석기술을 이용하여 인공 유모세포를 구현하는 핵심기술을 개발하였다.

Polyethersulfone(PES) 및 유리 기판위에 제작된 PVP 게이트 절연막의 전기적 특성 (Electrical Properties of PVP Gate Insulation Film on Polyethersulfone(PES) and Glass Substrates)

  • 신익섭;공수철;임현승;박형호;장호정
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.27-31
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    • 2007
  • 휨성 유기박막트랜지스터(organic thin film transistor, OTFT)를 제작하기 위하여 게이트 절연막으로 PVP(poly-4-vinylphenol) 유기막을 이용하여 MIM (metal-insulator-metal) 구조의 캐패시터 소자를 제작하였다. 유기 절연층의 형성은 Al/PES (polyethersulfone) 기판과 ITO/Glass 기판 위에 PVP를 용질로, PGMEA(propylene glycol monomethyl ether acetate)를 용매로 사용하였다 또한 열경화성 수지인 poly(melamine-co-(ormaldehyde)를 사용하여 cross-linked PVP 절연막을 합성하여 스핀코팅법으로 소자를 형성하였다. 제작된 소자에 대해 절연막 두께와 기판 종류에 따른 전기적 특성을 조사한 결과 Al/PES 기판을 사용하였을때 누설전류는 1.3 nA로 ITO/glass 기판을 사용했을때의 27.5 nA보다 크게 개선되었다. 또한 제작된 모든 캐패시터 소자의 정전용량은 $1.0{\sim}1.2nF/cm^2$ 범위로 나타났으며 계산값과 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

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Polymide와 Polyacryl을 게이트 절연층으로 이용한 pentacene TFT의 제작과 전기적 특성에 관한 연구 (The Fabrication and Electrical Characteristics of Pentacene TFT using Polyimide and Polyacryl as a Gate Dielectric Layer)

  • 김윤명;김옥병;김영관;김정수
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제50권4호
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    • pp.161-168
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    • 2001
  • Organic thin film transitors(TFTs) are of interest for use in broad area electronic applications. For example, in active matrix liquid crystal displays(AMLCDs), organic TFTs would allow the use of inexpensive, light-weight, flexible, and mechanically rugged plastic substrates as an alternative to the glass substrates needed for commonly used hydrogenated amorphous silicon(a-Si:H). Recently pentacene TFTs with carrier field effect, mobility as large as 2 $cm^2V^{-1}s^{-1}$ have been reported for TFTs fabricated on silicon substrates, and it is higher than that of a-Si:H. But these TFTs are fabricated on silicon wafer and $SiO_2$ was used as a gate insulator. $SiO_2$ deposition process requires a high insulator which is polyimide and photo acryl. We investigated trasfer and output characteristics of the thin film transistors having active layer of pentacene. We calculated field effect mobility and on/off ratio from transfer characteristics of pentacene thin film transistor, and measured IR absorption spectrum of polymide used as the gate dielectric layer. It was found that using the photo acryl as a gate insulator, threshold voltage decreased from -12.5 V to -7 V, field effect mobility increased from 0.012 $cm^2V^{-1}s^{-1}$ to 0.039 $cm^2V^{-1}s^{-1}$ , and on/off current ratio increased from $10^5\;to\;10^6$. It seems that TFTs using photo acryl gate insulator is apt to form channel than TFTs using polyimide gate insulator.

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유연 기판상 ITO 전극의 굽힘변형 및 굽힘피로에 따른 전기적 신뢰성 연구 (Electrical Reliability of ITO Film on Flexible Substrate During bending Deformations and Bending Fatigue)

  • 설재근;김병준
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.47-52
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    • 2017
  • 휘거나 구부릴 수 있는 유연 전자 소자(flexible electronics) 개발을 위해 이러한 변형 조건에서 사용이 가능한 유연한 투명전극재료에 대한 많은 관심이 기울여 지고 있다. 본 연구에서는 현재 투명 전극 소재로 가장 널리 사용 중인 ITO 박막을 이용하여 굽힘 실험 및 반복 피로 실험을 진행하며 전기적 특성 변화를 연구 하였다. 응력 상태에 따른 차이를 보기 위해, ITO 필름의 상대적 위치에 따라 외측 및 내측 굽힘 두 조건으로 실험을 진행하였으며, 외측 굽힘보다 보다 내측 굽힘 조건에서 굽힘 실험 및 피로 실험 모두 우수한 전기적 안정성을 보였다. 외측 굽힘 및 내측 굽힘 시 응력 상태가 각각 인장 응력, 압축 응력이 ITO 필름에 가해지게 되며 이에 따라 균열 형성 및 전파 거동에 차이가 나타나는 것을 FE-SEM 표면 관찰을 통해 확인하였다. 이는 결국 전기적 안정성과도 밀접히 연관된 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 가장 대표적인 투명전극재료인 ITO 필름의 다양한 기계적변형에 대한 신뢰성을 이해하고, 이를 통해 향후 고신뢰성 유연전자소자용 전극을 위한 디자인에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.