2013 대면적 TSP 구현을위한최신기술세미나 G2 타입대면적 TSP 기술개발 2013 년 2 월 21 일 정우석 한국전자통신연구원
발표순서 I. 대면적 G2 TSP 개요 II. III. 투명전극형성기술 G2 TSP 공정기술
I. 대면적 G2 TSP 개요
정전용량방식 TSP 종류및시장현황
터치산업의중요성 지식경제부, 터치스크린산업육성전략 (2012.11.5)
터치제품별시장전망 지식경제부, 터치스크린산업육성전략 (2012.11.5)
터치노트북 : TI 중심 UX 대전환 데스크톱중심의 UI 에서터치중심의 User Experience 전환 [ 헤럴드경제, 2012-10-26] 터치스크린노트북이향후 PC 시장을장악할것!
대면적멀티터치가만드는미래의스마트한세상 Smart Mirror Flexible Display Smart Wall-TV Transparent Display
정전용량방식대면적윈도우일체형 (G2) TSP 개발 Our Project RFP 크기및터치가능지점수에의한 Application 변화전망 ( 출처 :Gartner, 대신증권 ) MSI 사 20 급멀티터치시제품 21" 급 TPK 사멀티터치시제품 MS 사 Table PC
II. 투명전극형성기술
투명전극종류및특성 공정 Vacuum Solution / Printing 분류 Oxide Hybrid Metal Mesh Nanowires Carbonbased Conducting Polymer Oxide 재료 Sputtered ITO OMO Ag, Cu, Al Ag CNT, Graphene PEDOT:PSS ITO ink 투과도 전도성 비용 인쇄가능성 휘어짐 내환경성 저온공정
ITO 저온공정이슈 ITO 결정화
ITO 저온공정이슈 ITO 성막평가 유리기판에따른면저항변화 유리기판 XPS 분석 Hard Soda Corning Name At. % At. % At. % Si2p 20.12 21.87 20.82 C1s 9.58 11.4 10.92 K2p 2.74 0.17 0 Rh3d 0.73 0.61 0.2 Ca2p 1.08 1.37 1.24 Sn3d 2.86 0.15 0 O1s 62.9 63.21 66.82 Na1s 1.23 Hard glass Sodalime glass Corning glass 화학강화유리강도는 200 ~260 o C 에서변함.
ITO 성막기술 ITO 비저항기록 ( 최근논문 ) 증착방법증착온도 ( C) 비저항 (Ωcm) 캐리어밀도 (cm -3 ) 이동도 (cm 2 /vs) 가시광투과율 (%) 두께 수행기간 ( 년도 ) 참고문헌 PLD (laser assist) RF 마그네트론스퍼터링 hot-cathode 스퍼터링 RF 마그네트론스퍼터링 DC UBM 스퍼터링 200 C ( 기판온도 ) 1.6x10-6 80% 120nm 2001 500 C (post-annealed) 7.3x10-5 78.90% 400nm 2009 260 C ( 기판온도 ) 150 C ( 기판온도 ) 400 C ( 기판온도 ) 9.7x10-5 2.1x10 21 30 200nm 2009 1.28x10-4 1.89x10 21 25.7 85% 70nm 2009 1.3x10-4 2x10 21 27 85% 550nm 1999 j.phys.d: appl. phys 34 (2001) 2606-2609 characterizati on of thin indium tin oxide films deposited by pulsed xecl laser ablation iran.j.chem.chem.eng 28 (2009) 57 structural propertie s of post annealed ito thin films at different temperat ures vacuum 83 (2009) 548 fabrication of low resistivty tindoped indium oxide films with high electron carrier d ensities by a plasma sputterng method j. phys. D: appl. Phys 43(2010) 055402 high quality ito thin films grown by dc and rf sputtering without oxyg en thin solid films 341 (1999) 225-229 low resistivity indi um tin oxide films deposited by unbalance dc magnet ron sputtering DC 스퍼터링 (PET 기판 ) RT 1.44x10-4 7.94x10 21 6.2 85% 114.5nm 2010 DC 마그네트론스퍼터링 이온빔스퍼터링 DC 마그네트론스퍼터링 in-line DC 마그네트론스퍼터링 200 C ( 기판온도 ) 100 C ( 기판온도 ) 600 C (RTA) 400 C ( 기판온도 ) 1.49x10-4 90% 50nm 1998 1.5x10-4 1.8x10 21 21.9 80% 80nm 2001 1.6x10-4 92% 200nm 2011 1.68x10-4 8.1x10 20 46 540nm 1994 cathodic arc ion plating RT 1.76x10-4 1.08x10 21 33.5 87.30% 63.9nm 2005 school of physics, universti sains malaysia (2010) dep osited indium tin oxide(ito) thin films by dc magnetr on sputtering on polyethylene terephthalate substrat e (PET) Thin solid films 334 (1999) 30-34 low resistivity ITO fil m prepared using the ultra high density ITO target solar energy materials & solar cells 65 (2001) 211-218 tim doped indium oxide(ito) film deposition by ion b eam sputtering applied surface science 257 (2011) 7061-7064 rapid th ermal annealing of ito films thin solid films 238 (1994) 44-50 a microstructural stu dy of low resistivity tin doped indium oxide prepared by dc magnetron sputtering surface & coatings technology 198(2005) 362-366 effe ct of substrate angle on properties of ito films deposi ted by cathodic arc ion plating with in-sn alloy target u 대부분 Lab. Scale data 임, 초저비저항결과는대부분 PLD 임. u 스퍼터의경우는두께가 150nm 이상두껍거나기판온도 200 도이상임 u 초박막상태에서낮은비저항값을얻는것은매우고난위도기술임.
투명전도막기술 박막결정제어기술 스퍼터박막의성장과정 Island 형성및합체후 layer by layer 성장 (a) Volmer - Weber (VW : island formation) (b) Frank - van der Merwe (FM:layer-by-layer) Island of atoms (a) Nucleation (b) Growth (c) Coalescence (d) Continuity 고품질초박막 ITO Island 합체및연결되는임계두께를감소! 새로운증착법 고에너지입자충격저감기술 고밀도플라즈마형성기술 Buffer layer 설계기술
IPVD 제작 ETRI R2R IPVD 개발 World 1 st R2R IPVD equipment 유리 / 필름겸용
인덱스매칭기술 투명전극설계용 Simulator 인덱스매칭시뮬레이션용 SW 프로그램개발 u 다층박막시스템의투과율계산프로그램 (ETRI관리번호: PG20110294). u 분산이고려된다층박막시스템투과율계산프로그램 (ETRI관리번호: PG20110296) u 투명전도막인덱스매칭시뮬레이터 (ETRI관리번호: PG20110297).
인덱스매칭기술 강화유리일체형전극 Index-Matched Window Glass Rs : 90Ω/, T : 90% Transmittance (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 90% 88 % Before annealing 124 ohm/wq After 180C annealing 90 ohm/sq 300 400 500 600 700 800 Wavelength (nm)
하이브리드전극기술 [1] 하이브리드전극 고투과저저항전도막의원리 Ø 가시광선투과율 (400nm~700nm) 80%~90% 이상 (@550nm 의투과율 90%~95% 이상 ) Ø 면저항특성 3~5 Ω/ : 상온증착공정 Ø 면저항특성 2~3 Ω/ : 300 o C 이상공정 Ø 산화물을적용한 OMO 박막의습식각공정개발
하이브리드전극기술 [2] Transmittance (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 #9-1 OMO structure 5.5 ohm/sq 90.1 % @ 550nm 20 10 0 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength (nm)
III. G2 TSP 공정기술
Align Marking 공정 [1]: Laser Marking 적용 강화 Glass Laser Align Marking 1mm 직경 < 소다라임글라스 > 노바테크인더스트리보유 < 강화전마킹 > < 강화후마킹 > 1mm 직경 < 고릴라글라스 > <Laser #1,#2> < 강화전마킹 > < 강화후마킹 >
Align Marking 공정 [2]: AM 후강화 AM 형성후강화 à Distortion 발생 à AM 가마스크와불일치! Island 타입 Contact Hole 타입
Align Marking 공정 [3]: 강화후 AM 강화후 AM 형성 à 약간개선, 반복 AM 공정 à 개선효과큼!
Metal Trace 개발 [1]: Cr/Ag 공정 식각속도가다소느림
Metal Trace 개발 [2]: Al/Ag 공정 2L: Al/Ag 3L: Al/Ag/Al
Sputter 증착법을이용한 G2 TSP 절연층개발
15 G2 TSP 투과도 100 15" panel 88.5% Transmittance (%) 80 60 40 20 0 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength (nm)
일체형 TSP 개발 Core Center 구축 ITO 기술 OMO 기술 ETRI TSP 장비들 대면적고성능고수율저비용 TSP 기술 PR Coater Ag 나노와이어 인쇄방식전극기술 대면적노광기 PR baker Multi-Sputter IPVD 겸용 R2R IPVD 대면적다층 IPVD
감사합니다!