차세대 유연 광전소자 적용을 위한 금속-산화물 샌드위치 구조인 ZnO/Al/ZnO 박막의 유연투명전극 기초연구를 수행하였다. 모든 증착은 유연성을 가지는 PET 기판 상에서 이루어졌으며, 상 하부 ZnO층의 두께가 광 투과도에 미치는 영향을 확인하기 위하여 Al 층의 두께는 모두 8 nm로 고정시킨 채 상부 ZnO 층의 두께는 5-70 nm, 하부 ZnO 층의 두께는 2.5-20 nm까지 변화를 주었다. 가시광선영역(380 nm-770 nm) 파장대를 가지는 광원의 투과도에 대하여 측정한 결과, 상부 ZnO 층의 두께가 30 nm이며 하부 ZnO 층의 경우 2.5 nm 일 때 가장 높은 투과도를 보였다. 400 nm 파장기준 투과도 62%, 면저항 $19{\Omega}/{\Box}$, 그리고 곡률반경 5 mm 조건에서의 휨 테스트 후 면저항과 투과도의 변화가 발생하지 않는 ZnO/Al/ZnO 유연투명전극 결과를 보고한다.
Si Nanowire (NW) field effect transistors (FETs) were fabricated on hard Si and flexible polyimide (PI) substrates, and their electrical characteristics were compared. Si NWs used as channels were synthesized by electroless etching method at low temperature, and these NWs were refined using a centrifugation method to get the NWs to have an optimal diameter and length for FETs. The gate insulator was poly(4-vinylphenol) (PVP), prepared using a spin-coating method on the PI substrate. Gold was used as electrodes whose gap was 8 ${\mu}m$. These gold electrodes were deposited using a thermal evaporator. Current-voltage (I-V) characteristics of the device were measured using a semiconductor analyzer, HP-4145B. The electrical properties of the device were characterized through hole mobility, $I_{on}/I_{off}$ ratio and threshold voltage. The results showed that the electrical properties of the TFTs on PVP were similar to those of TFTs on $SiO_2$. The bending durability of SiNWs TFTs on PI substrate was also studied with increasing bending times. The results showed that the electrical properties were maintained until the sample was folded about 500 times. But, after more than 1000 bending tests, drain current showed a rapid decrease due to the defects caused by the roughness of the surface of the Si NWs and mismatches of the Si NWs with electrodes.
Graphene is a monolayer of carbon atoms (approximately 0.34 nm), arranged in a honeycomb network. It has been hailed as a next-generation flexible and transparent material because it has high electrical and thermal conductivities, excellent mechanical properties, as well as flexible and transparent properties. The wettability of graphene alters its adhesion or surface energy, and it is therefore an important parameter influencing its application in the fabrication of next-generation flexible and transparent electronics. Studies on the wettability of graphene are numerous and various opinions exist. However, almost all of these studies use the wet transfer method to transfer the graphene. In this study, therefore, we investigated the effect of wet and dry transfer methods on water contact angles of graphene on a substrate. The contact angles of substrates vary depending on the type of substrate. It was found that after graphene is transferred to the substrate, regardless of transfer method, the graphene/substrate contact angle increases to a value. The contact angle of graphene transferred using the dry transfer method is higher than the contact angle of graphene transferred using wet transfer methods. The wet transferred graphene is affected by the poly(methyl methacrylate) (PMMA) residue and the polar surface of substrate. The dry transferred graphene is influenced by the conformal contact between graphene and substrate.
Interest in flexible transparent conducting films (TCFs) has been growing recently mainly due to the demand for electrodes incorporated in flexible or wearable displays in the future. Indium tin oxide (ITO) thin films, which have been traditionally used as the TCFs, have a serious obstacle in TCFs applications. SWNTs are the most appropriate materials for conductive films for displays due to their excellent high mechanical strength and electrical conductivity. In this work, the fabrication by the spraying process of transparent SWNT films and reduction of its sheet resistance on PET substrates is researched Arc-discharge SWNTs were dispersed in deionized water by adding sodium dodecyl sulfate (SDS) as surfactant and sonicated, followed by the centrifugation. The dispersed SWNT was spray-coated on PET substrate and dried on a hotplate. When the spray process was terminated, the TCF was immersed into deionized water to remove the surfactant and then it was dried on hotplate. The TCF film was then was doped with Au-ionic doping treatment, rinsed with deionized water and dried. The surface morphology of TCF was characterized by field emission scanning electron microscopy. The sheet resistance and optical transmission properties of the TCF were measured with a four-point probe method and a UV-visible spectrometry, respectively. This was confirmed and discussed on the XPS and UPS studies. We show that 87 ${\Omega}/{\Box}$ sheet resistances with 81% transmittance at the wavelength of 550nm. The changes in electrical and optical conductivity of SWNT film before and after Au-ionic doping treatments were discussed. The effect of Au-ion treatment on the electronic structure change of SWNT films was investigated by Raman and XPS.
Kim, Na-Rae;Lee, Yang-Doo;Kim, Jai-Kyeong;Hwang, Sung-Woo;Ju, Byeong-Kwon
Journal of Information Display
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제7권3호
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pp.13-18
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2006
Currently, the flexible organic light emitting devices (OLEDs) are investigated. They are very vulnerable to moisture, and thus have been found to show some problems. Thus, an effective barrier layer is needed to protect from moisture in air. We deposited thin films with magnesium oxide (MgO) and silicon oxide $(SiO_{2})$ compounds mixed at various mixture ratios on flexible polyether sulfone (PES) substrates by an electron-beam evaporator to investigate their applizability for transparent barrier applications. In this study, we found that as the MgO fraction increased, thin films comprised of MgO and $(SiO_{2})$ compounds became more amorphous and their surface morphologies become smoother and denser. In addition, zirconium oxide $(ZrO_{2})$ was added to the above-mentioned compound mixtures. $ZrO_{2}$ made thin mixture films more amorphous and made the surface morphology denser and more uniform. The water vapor transmission rates (WVTRs) of the whole films decreased rapidly. The best WVTR was obtained by depositing thin films of Mg-Si-Zr-O compound among the whole thin films. As the thin mixture films became more amorphous, and the surface morphology become denser and more uniform, the WVTRs decreased. Therefore, the thin mixture films became more suitable for flexible OLED applications as transparent passivation layers against moisture in air.
OLED 소자를 용액공정으로 제작함에 있어 음극 전극의 용액공정화가 기술적인 난제이므로 별도의 기판에 음극 전극을 형성하고 PEI 층을 접합층으로 사용하여 이를 다른 기판의 소자와 물리적, 전기적으로 연결하는 연구를 진행하였다. PEI 용액의 농도, PEI 층의 두께 및 첨가제 혼합 등을 변수로 하였으며 접착력 측정기와 EOD 소자 제작을 통하여 특성을 확인한 결과는 다음과 같다. PEI 용액의 농도가 높을수록 접착강도가 증가하였으나 막 두께의 증가로 전류 밀도가 감소하였다. 0.1 wt% PEI 용액에 첨가제로서 조비톨과 PEG를 혼합한 결과 PEG를 0.5 wt%의 농도로 혼합한 조건에서 900 mA/cm2 의 최대 전류 밀도를 얻었으며 양호한 접착 상태와 소자의 점등도 확인되었다.
최근, 유연하며 몸에 부착 가능한 소자들에 대한 관심이 늘어나고 있다. 이런 관심을 뒷받침 하여 이와 관련된 다양한 연구들이 진행되고 있는데, 기존 딱딱한 성질을 가진 소자에 사용되던 무기물 기반의 재료의 경우 유연 소자로 만들기에 여러 가지 제약이 있어 유연하게 제작할 수 있는 유기물 반도체나 탄소 나노튜브 필름 등을 이용한 소자들이 주로 연구되고 개발되어 왔다. 하지만 이런 재료들을 이용한 소자의 경우 유기물 분자와 분자 사이 또는 탄소 나노튜브와 나노튜브 사이에서 전하들이 산란되는 등 재료 자체의 한계로 인해 기존의 재료를 사용한 소자들보다 전기적 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이런 단점들을 해결하기 위하여 이 연구에서는 수직 정렬된 반도체 결정 어레이를 투명 유연한 폴리머와 결합하는 방법을 이용, 고품질 나노/마이크로 반도체 결정을 유연한 기판으로 전사 시킬 수 있는 방법을 제시한다. 위와 같은 구조는 재료에 가해지는 힘을 완화 시켜줄 수 있으며, 이로 인해 큰 변형에도 재료의 손상이 없는 소자 제작이 가능하다. 이런 구조를 구현하기 위해 위치 및 크기가 정교하게 제어된 ZnO 나노막대 단결정을 저온에서 용액공정을 통하여 합성시킨다. 이후 성장시킨 ZnO 단결정 어레이와 polydimethylsiloxane (PDMS) 폴리머를 결합시킨 후 단단한 기판에서 기계적으로 박리시켜 ZnO/폴리머 복합체를 분리해 낸다. 추가적으로 전사된 ZnO의 결정성을 확인하기 위하여 photoluminescent 분석을 진행하였으며, ZnO/폴리머 복합체를 이용한 외부 힘에 반응하는 압력 센서를 제작하였다.
금속 나노 입자의 플래시 램프 어닐링 공정은 빠른 가공 속도(밀리초 단위), 저온 공정, 롤투롤 공정과의 호환성 등 이유로 유연한 기판 위에 고성능 전극을 제조하기 위한 강력한 솔루션으로 제공되어 왔다. 그러나 금속 나노 입자[예를 들면, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등]는 저온 공정을 위한 미세 금속 나노 입자(직경 10 nm 미만)의 제조가 어렵고, 고가이며, 잉크보관 및 플래시 램프 어닐링 과정에서 산화가 발생하는 등의 한계가 존재했다. 이러한 이유로 유기금속화합물 잉크는 금속 나노 입자를 대체할 수 있는 재료로서 저렴한 가격(기존 금속 나노 잉크 대비 1/100의 가격)과 저온 공정성, 높은 재료 안정성으로 인해 제안되었다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고, 유기금속화합물의 플래시 램프 어닐링 처리를 통한 유연한 전극의 제조는 광범위하게 연구되지 않고 있다. 본 논문에서는 사전 경험 없이 은 유기금속화합물을 플래시 램프 어닐링하는 과정에서 발생할 수 있는 어려움을 최소화하기 위해 재료 매개변수와 플래시광 처리 매개변수(에너지 밀도, 펄스 지속시간 등)를 고려하여 유연 기판에 전극을 제조하기 위한 최적의 조건을 결정하는 방법을 실험적으로 가이드하고자 한다.
Kim, Yong-Hae;Chung, Choong-Heui;Moon, Jae-Hyun;Lee, Su-Jae;Kim, Gi-Heon;Song, Yoon-Ho
ETRI Journal
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제30권2호
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pp.308-314
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2008
In this paper, we describe the fabrication of 3.5-inch QCIF active matrix organic light emitting display (AMOLED) panels driven by thin film transistors, which are produced by an ultra-low-temperature polycrystalline silicon process on plastic substrates. The over all processing scheme and technical details are discussed from the viewpoint of mechanical stability and display performance. New ideas, such as a new triple-layered metal gate structure to lower leakage current and organic layers for electrical passivation and stress reduction are highlighted. The operation of a 3.5-inch QCIF AMOLED is also demonstrated.
TIO thin films were deposited on the poly-carbonate substrates with RF magnetron sputtering under different sputtering power condition to investigate the influence of deposition rate on the electrical and optical properties of the films. Although, all films have the similar carrier concentration, the films prepared at a lower deposition rate of 4 nm/min show a higher mobility of $5.96cm^2\;V^{-1}S^{-1}$ due to the low surface roughness. In addition, optical transmittance is also influenced by a deposition rate. Based on the figure of merit, it can be concluded that the lower deposition rate effectively enhances the opto-electrical performance of IGZO films for use as transparent conducting oxides in flexible display applications.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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