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문제 정의
- 본 연구는 중소기업청의 기술혁신개발사업의 일환으로 수행하였음[S2316467,신규 Multi-buffer layer 개발을 위한 ALD 공정용 박막 재료 개발 및 분석 평가] .
제안 방법
- MOCON Acuatron 2는 5x10-5 g/m2/day 의 측정 한계를 가지고 있고 포인트를 넘어선 특성은 검출할 수 없다. 30nm/5nm/30nm 및 50nm/5nm/50nm의 Al2O3/TiO2/Al2O3 적층도 측정 하였는데, 두 적층막 모두 필름이 나타낼 수 있는 WVTR의 검출 한계 값인 5x10-5 g/m2/day 를 나타내었다. 그러나 Fig.
- 유리와 실리콘기판은 15분간 오존 처리를 한 후, 아세톤과 IPA, 그리고 DI Water를 사용하여 세척했다. ALD 공정은 WVTR과 TEM를 측정하기 위해 PEN 기판으로 진행하였다. PEN 기판은 초기에 정전기로 인한 미세 파티클 부착을 방지하기 위해 글로브 박스에서 제작 되었다.
- 코팅된 층의 단면도는 전계 방출 투과 전자 현미경(FETEM)으로 검사하였다. TEM으로 분석하기 전에 Helios nanolab사의 집속 이온빔(FIB)를 사용하여 코팅된 샘플을 절개하였다. 수증기 투과도(WVTR)는 MOCON Aquatran 2를 사용하여 40oC, 100%의 습도에서 측정하였다.
- OLED 산업의 경우, 봉지 필름에 필요한 산업 표준의 기준은 10-6 g/m2/day 미만이다. WVTR는 광 투과도 측정에 사용된 샘플의 봉지 능력을 시험하기 위해 측정 하였다. Fig.
- 광 투과도 스펙트럼은 Optizen 2120UV를 이용 300~800nm의 파장 범위에서 조사하였다. 코팅된 층의 단면도는 전계 방출 투과 전자 현미경(FETEM)으로 검사하였다.
- TEM으로 분석하기 전에 Helios nanolab사의 집속 이온빔(FIB)를 사용하여 코팅된 샘플을 절개하였다. 수증기 투과도(WVTR)는 MOCON Aquatran 2를 사용하여 40oC, 100%의 습도에서 측정하였다.
- 4(b)에서, 적층 필름의 각 요소는 각각 다른 색으로 도시화 되었다. 알루미늄, 티타늄, 산소와 탄소 원소를 검출하였고 각각 도시화 되었다. 앞의 그림에서 볼 수 있듯이 본 연구에 사용된 ALD 기술은 매우 정확한 방식으로 수행되었음을 확인할 수 있었다.
- 이번 연구에서는 폴리머 물질 상단이나 하단에서 침투하는 환경적 공격에 대항하여 서로 다른 봉지 구조로 접근하였다. 얇은 단일 Al2O3 층은 상부 봉지 층을, Al2O3/TiO2/Al2O3 적층은 폴리머기판으로부터의 하부 봉지 층으로 조사하였다. 상단의 단일 Al2O3 층은 OLED에서의 빛 투과도를 고려하여 단일층으로 선택하였다.
- 4(a)에 보면 적층의 필름 두께가 Table 1에 나와 있는 증착 속도에 기초하여 계획된 목표 두께로 정확히 일치하는 것을 알 수 있다. 원소 성분 분석 또한 FETEM 장비에 부착 된 에너지 분산 분광기(EDS)를 이용하여 측정하였다. Fig.
- /day 이하의 수증기 투과도(WVTR)를 유지하는 무기 코팅 층을 얻을 수 있다 [10,11]. 이번 연구에서는 폴리머 물질 상단이나 하단에서 침투하는 환경적 공격에 대항하여 서로 다른 봉지 구조로 접근하였다. 얇은 단일 Al2O3 층은 상부 봉지 층을, Al2O3/TiO2/Al2O3 적층은 폴리머기판으로부터의 하부 봉지 층으로 조사하였다.
- 광 투과도 스펙트럼은 Optizen 2120UV를 이용 300~800nm의 파장 범위에서 조사하였다. 코팅된 층의 단면도는 전계 방출 투과 전자 현미경(FETEM)으로 검사하였다. TEM으로 분석하기 전에 Helios nanolab사의 집속 이온빔(FIB)를 사용하여 코팅된 샘플을 절개하였다.
대상 데이터
- ALD 공정은 WVTR과 TEM를 측정하기 위해 PEN 기판으로 진행하였다. PEN 기판은 초기에 정전기로 인한 미세 파티클 부착을 방지하기 위해 글로브 박스에서 제작 되었다. 트리메틸-알루미늄(TMA,Al(CH3)3)은 Al2O3 증착 을 위해, 그리고 티타늄 염화탄소(TiCl4)는 TiO2 증착을 위해 각각의 증착 소스로 사용하였다.
- 얇은 단일 Al2O3 층은 상부 봉지 층을, Al2O3/TiO2/Al2O3 적층은 폴리머기판으로부터의 하부 봉지 층으로 조사하였다. 상단의 단일 Al2O3 층은 OLED에서의 빛 투과도를 고려하여 단일층으로 선택하였다.
- 세 개의 다른 기판이 이 연구에 사용 되었다. 실리콘기판은 ALD의 사이클 당 증착 속도를 알아내기 위해, 유리 기판은 광 투과율을 위해 사용 되었다. 유리와 실리콘기판은 15분간 오존 처리를 한 후, 아세톤과 IPA, 그리고 DI Water를 사용하여 세척했다.
- N2 퍼지 시간은 10초로 유지하였다. 실험한 Al2O3와 Al2O3/TiO2/Al2O3는 NCD㈜에서 만든 Lucida GD-600 장비로 수행하였다. 증착 된 층의 두께는 Woollan M2000D 분광 엘립소미터를 사용하여 측정하였다.
- 실험한 Al2O3와 Al2O3/TiO2/Al2O3는 NCD㈜에서 만든 Lucida GD-600 장비로 수행하였다. 증착 된 층의 두께는 Woollan M2000D 분광 엘립소미터를 사용하여 측정하였다. 증착속도는 펄스 시간을 0.
- PEN 기판은 초기에 정전기로 인한 미세 파티클 부착을 방지하기 위해 글로브 박스에서 제작 되었다. 트리메틸-알루미늄(TMA,Al(CH3)3)은 Al2O3 증착 을 위해, 그리고 티타늄 염화탄소(TiCl4)는 TiO2 증착을 위해 각각의 증착 소스로 사용하였다. 그리고 H2O 가 반응 가스로 사용되었다.
성능/효과
- 1은 Al2O3와 TiO2 박막의 펄스 시간에 따른 계산된 굴절률을 보여준다. 0.5초의 펄스 시간일 때 굴절률이 가장 크고 이 결과는 0.5초의 퍼지 시간이 농축된 박막을 위한 최적의 공정 조건이라는 것을 보여준다.
- Al2O3와 TiO2의 각 사이클에 대한 증착 속도가 필름의 굴절률과 관련이 있었다. Al2O3 필름이 모든 가시 파장 범위에서 90%이상의 높은 광 투과율 특성을 보여주었다. 그러나 TiO2 필름은 400nm 파장 대에서 낮은 투과율 특성을 가졌다.
- 그러나 TiO2 필름은 400nm 파장 대에서 낮은 투과율 특성을 가졌다. 결과적으로 Al2O3/TiO2/Al2O3 적층 필름은 400nm 의 파장 범위 아래에서 낮은 투과율 특성을 보였다. Al2O3/TiO2/Al2O3 적층을 직접적인 광 진행 경로가 아닌 하부 봉지막으로 사용할 수 있다.
- 알루미늄, 티타늄, 산소와 탄소 원소를 검출하였고 각각 도시화 되었다. 앞의 그림에서 볼 수 있듯이 본 연구에 사용된 ALD 기술은 매우 정확한 방식으로 수행되었음을 확인할 수 있었다.
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