[학위논문]스퍼터링법으로 증착한 IZTO 박막의 특성 분석 및 투명발열체 연구 A study on properties analysis of IZTO film and transparent film heater deposited by pulsed DC magnetron sputtering원문보기
투명 전도성 산화물 (TCO : transparent conducting oxide) 은 OLED, flat pannel display, touch screen 등 다양한 디바이스에 이용되고 있는 있다. 이 중 ITO는 우수한 전기적, 광학적 특성으로 가장 많이 사용되어지고 있다. 하지만 ...
투명 전도성 산화물 (TCO : transparent conducting oxide) 은 OLED, flat pannel display, touch screen 등 다양한 디바이스에 이용되고 있는 있다. 이 중 ITO는 우수한 전기적, 광학적 특성으로 가장 많이 사용되어지고 있다. 하지만 인듐의 가격상승, 거친 표면 특성 등의 문제점과 flexible 디바이스에 적용하기가 어려우며, 열 처리 공정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 이러한 이유로 최근 IZTO 박막이 ITO를 대체할 물질로 주목받고 있다. 본 논문에서는 인듐의 비율을 10% 줄이고 박막의 품질을 높이기 위해 IZTO (In2O3 : 80at%, ZnO : 10at%, SnO2 : 10at%) 단일 target을 이용하여 pulsed DC magnetron sputtering 사용하여 두께 50 nm에서 175 nm까지 다양한 두께에서 박막을 제작하고, 구조적, 광학적, 전기적, 기계적 특성을 분석하였다. 175 nm의 샘플에서 광 투과율 85%, 면 저항 29Ω/sq측정이 되었으며, 기계적 유연성 실험에서는 50, 75, 100 nm의 샘플에서 outer bending 곡률반경 4.5 mm, inner bending 곡률반경 3 nm의 유연 성능이 측정 되었다. 투명 박막 heater로 응용 가능함을 검토하기 위해 두께에 따른 면상 발열 히터를 제작하였다. DC 전압 7 V 인가하였을 때, 175 nm의 샘플에서 126 ℃의 우수한 발열 특성을 관찰하였다. 이에 따른 결과를 토대로 두께 175 nm에서 선폭 변화를 1000, 500, 300, 100 um를 주어 패턴드 (strip, meander) 히터를 제작하여 발열 측정을 하였다. strip 패턴 히터에서는 선폭 1000 um의 샘플에서 DC 35 V를 인가 시 365 ℃가 측정이 되었으며, meander 패턴 히터에서는 130 V를 인가 시 294 ℃가 측정이 되어 가장 우수한 발열 특성을 확인하였다. 연구를 통해 IZTO 박막은 투명 heater로서 역할이 가능할 물질로 가능성을 확인하였다.
투명 전도성 산화물 (TCO : transparent conducting oxide) 은 OLED, flat pannel display, touch screen 등 다양한 디바이스에 이용되고 있는 있다. 이 중 ITO는 우수한 전기적, 광학적 특성으로 가장 많이 사용되어지고 있다. 하지만 인듐의 가격상승, 거친 표면 특성 등의 문제점과 flexible 디바이스에 적용하기가 어려우며, 열 처리 공정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 이러한 이유로 최근 IZTO 박막이 ITO를 대체할 물질로 주목받고 있다. 본 논문에서는 인듐의 비율을 10% 줄이고 박막의 품질을 높이기 위해 IZTO (In2O3 : 80at%, ZnO : 10at%, SnO2 : 10at%) 단일 target을 이용하여 pulsed DC magnetron sputtering 사용하여 두께 50 nm에서 175 nm까지 다양한 두께에서 박막을 제작하고, 구조적, 광학적, 전기적, 기계적 특성을 분석하였다. 175 nm의 샘플에서 광 투과율 85%, 면 저항 29Ω/sq측정이 되었으며, 기계적 유연성 실험에서는 50, 75, 100 nm의 샘플에서 outer bending 곡률반경 4.5 mm, inner bending 곡률반경 3 nm의 유연 성능이 측정 되었다. 투명 박막 heater로 응용 가능함을 검토하기 위해 두께에 따른 면상 발열 히터를 제작하였다. DC 전압 7 V 인가하였을 때, 175 nm의 샘플에서 126 ℃의 우수한 발열 특성을 관찰하였다. 이에 따른 결과를 토대로 두께 175 nm에서 선폭 변화를 1000, 500, 300, 100 um를 주어 패턴드 (strip, meander) 히터를 제작하여 발열 측정을 하였다. strip 패턴 히터에서는 선폭 1000 um의 샘플에서 DC 35 V를 인가 시 365 ℃가 측정이 되었으며, meander 패턴 히터에서는 130 V를 인가 시 294 ℃가 측정이 되어 가장 우수한 발열 특성을 확인하였다. 연구를 통해 IZTO 박막은 투명 heater로서 역할이 가능할 물질로 가능성을 확인하였다.
Transparent conducting oxide (TCO), ITO, IZTO, AgNW, CNT, is used in various devices such as OLED, flat panel display and touch screen. Among those TCO, ITO is most widely used for its excellent electrical and optical properties. However, the conventional ITO has several problems such as rough surfa...
Transparent conducting oxide (TCO), ITO, IZTO, AgNW, CNT, is used in various devices such as OLED, flat panel display and touch screen. Among those TCO, ITO is most widely used for its excellent electrical and optical properties. However, the conventional ITO has several problems such as rough surface with low work function and the high cost for indium. Therefore, in this dissertation, the conventional ITO is replaced by a IZTO to overcome those problems. With the IZTO target composition, 80at% In203, 10at% ZnO, and 10at% SnO2, which has 10% less Indium than the conventional ITO target, the films are fabricated with various thickness from 50 nm to 175 nm using pulsed DC magnetron sputtering to analyze the structural, electrical, optical and mechanical flexibility properties of the fabricated IZTO films. The 175 nm film sample shows the best properties with low sheet resistance of 29 Ω/sq and high optical transmittance of 85% and the samples of 50, 75, 100 nm show the best flexibility with outer bending radius 4.5 mm and inner bending radius 3 mm. Based on analyzed properties of the fabricated IZTO films, surface film heaters have been designed with various film thickness from 50 nm to 175 nm. When voltage of 7 V is applied, excellent heating property of 126 ℃ is obtained at thin film of 175 nm. Based on the heating test, patterned heaters with the thickness of 175 nm are designed with varying width to measure the level of heat generation. When voltage of 35 V is applied, strip pattern heaters are measured up to 365 ℃. When voltage of 130 V is applied, meander pattern heaters are measured up to 294 ℃. Therefore, the IZTO thin film has confirmed that it can be utilized as a transparent heating element in this dissertation.
Transparent conducting oxide (TCO), ITO, IZTO, AgNW, CNT, is used in various devices such as OLED, flat panel display and touch screen. Among those TCO, ITO is most widely used for its excellent electrical and optical properties. However, the conventional ITO has several problems such as rough surface with low work function and the high cost for indium. Therefore, in this dissertation, the conventional ITO is replaced by a IZTO to overcome those problems. With the IZTO target composition, 80at% In203, 10at% ZnO, and 10at% SnO2, which has 10% less Indium than the conventional ITO target, the films are fabricated with various thickness from 50 nm to 175 nm using pulsed DC magnetron sputtering to analyze the structural, electrical, optical and mechanical flexibility properties of the fabricated IZTO films. The 175 nm film sample shows the best properties with low sheet resistance of 29 Ω/sq and high optical transmittance of 85% and the samples of 50, 75, 100 nm show the best flexibility with outer bending radius 4.5 mm and inner bending radius 3 mm. Based on analyzed properties of the fabricated IZTO films, surface film heaters have been designed with various film thickness from 50 nm to 175 nm. When voltage of 7 V is applied, excellent heating property of 126 ℃ is obtained at thin film of 175 nm. Based on the heating test, patterned heaters with the thickness of 175 nm are designed with varying width to measure the level of heat generation. When voltage of 35 V is applied, strip pattern heaters are measured up to 365 ℃. When voltage of 130 V is applied, meander pattern heaters are measured up to 294 ℃. Therefore, the IZTO thin film has confirmed that it can be utilized as a transparent heating element in this dissertation.
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