Fabrikasi Prototype Touchscreen Dengan Lapisan Nano Film Seng Oksida Menggunakan Metode Spin Coating
Muhammad Mukri 1 ,FX Kristianta 2 , Hary Sutjahjono 2
1 Alumni Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember, Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember, Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
Email:mmukri92@gmail.com

## ABSTRACT
Touchscreen is  a computer  input device that works with a  touch on the display screen using a finger  or  a  digital  pen.  Materials  used  for  the  manufacture  of  thin  layers  for  prototype touchscreen  that  ZnO  and  SnO.  In  this  study,  focused  on  morphology  and  transparency  in  the prototype touchscreen.Variations used is spin coating, namely 1000, 2000, 3000 and 5000 rpm. Making  the  spin  coating  performed  at  Energy  Conversion  Laboratory  Department  of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Jember while for morphological examination  conducted  in  the  laboratory  of  Pharmaceutical  Pharmacy,  University  of  Jember and  for  transparency  testing  conducted  at  the  Laboratory  of  Bio  Science  Faculty  of  Dentistry, University of Jember. The purpose of this research is to know the effect of the spin coating of the morphology  of  thin  layers  and  determine  the  influence  of  spin  coating  a  thin  layer  to transparency. The result is  the morphology of  the prototype touchscreen  is  the best  there is  in the  round  of  5000  rpm  while  transparency  is  best  gained  at  5000  rpm  rotation  with  a wavelength  of  450  nm  with  the  result  of  79.9%  and  the  worst  round  of  1000  rpm  with  a wavelength  of  450  nm  with  results  of  19.8%,  the  higher  the  spin  coating  rotation  on  the morphological and transparency, the better.
Keywords: ZnO , SnO, Morphological, dan Transparency

## PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  pada  saat  ini  berkembang dengan  sangat  pesat  dibandingkan  dengan  tahun sebelumnya. Semua orang sudah mulai bergantung pada teknologi,  contohnya handphone dan  lain-lain.  Pada zaman  sekarang  sudah  menggunakan  teknologi  yang sangat canggih yaitu dengan touchscreen .
Salah satu bahan yang banyak dikembangkan yaitu zinc oxide (ZnO).  Lapisan  tipis  terbuat  dari  bahan organik,anorganik,  logam,  maupun  non  logam  yang dapat  memiliki  sifat-sifat  konduktor,  semikonduktor, superkonduktor maupun isolator. Dalam teknik material khususnya  lapisan  tipis,  bahan  yang  biasa  digunakan adalah  In 2 O 3, SnO 2, TiO 2, ZnO,  ITO  dan  masih  banyak bahan lainnya.
Zinc  xide (ZnO)  merupakan  salah  satu  bahan pembuatan  lapisan  tipis  yang    mempunyai  sifat semikonduktor  tipe-n  golongan  II-IV  dan  memiliki sifat  konduktivitas  dan  transparansi  yang  tinggi. Bahan ini digunakan sebagai bahan dasar lapisan tipis, karena memiliki beberapa keunggulan dalam aplikasinya,  terutama  dalam  bidang  sensor,  selsurya,
serta nanodevice [1].
Maka  dari  itu  bias  digunakan  untuk  pembuatan lapisan  tipis  pada touchscreen .  Digunakan  sebagai bahan  dasar  lapisan  tipis,        karena  memiliki beberapa  keunggulan  dalam  aplikasinya,  terutama dalam bidang sensor, selsurya, serta nanodevice [1].
Maka  dari  itu  bias  digunakan  untuk  pembuatan lapisan tipis pada touchscreen . Penelitian  mengenai proses      pembuatan thin    film (lapisantipis)    sudah banyak  dilakukan.  Adapun  metode  yang    sering digunakan  seperti,  metode sol-geldip  coating [2], spraypyrolisys [3] ,  RFmagnetronsputtering [4] ,  sol- gel  spin    coating [5].  Penelitians  ebelumnya mengenai  metode spincoating sudah  banyak digunakan,    contohnya  yaitu  proses  pembuatan thinfilm ZnO  untuk solarcell .  Metode  ini  sangat murah  sehingga  banyak  digunakan  untuk  proses pembuatan thinfilm .  Pada  penelitian  sebelumnya untuk pembuatan thin  film ZnO pada putaran 4000 rpm  menghasilkan  tranparansi  yang  bagus  yaitu 92% dan pengaplikasiannya yaitu pada solarcell [6] .
Tujuan  yang  ingin  dicapai  dalam  penelitian  ini  adalah mengetahui  pengaruh  putaran  spin  coating  pada  proses pembuatan  thin  film  ZnO,  mengetahui  morfologi  dan transparansi dari thin film ZnO.

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah metode  eksperimental,  yaitu  suatu  metode  yang digunakan  untuk  menganalisis  karakteristik  termal pembakaran  briket  arang  limbah  serbuk  gergaji  kayu sengon dengan variasi ukuran partikel pada briket. Variabel  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah putaran  S pin  Coating 1000  rpm,  2000  rpm,  3000  rpm dan 5000 rpm dan pencampuran ZnAc dengan Aquades (5gr+92mL) dan pencampuran SnCl 2 , Aquades dan Hcl (5gr+5mL+15mL) [7] selain itu variasi. Pada  peneitian  awal  ini  akan  dilakukan  dengan pemotongan  kaca  preparat  dengan  ukuran  20  mmx    20 mm.  Selanjutnya  proses    pembuatan  matrik  dengan menggunakan  isolasi,    setelah  itu    di    rendam  pada cairan  rinso  kemudian  direndam  pada  cairan  alcohol 70%.
Proses  selanjutnya  dilakukan  pembuatan sol-gel ZnO dan SnO, dalam proses pembuatan sol-gel dalam proses pencampuran  harus  dengan  teliti,    pencampuran dilakukan  pada  gelas  ukur  100mL,  setelah  proses pembuatan sol-gel selesai maka proses selanjutnya yaitu penetesan sol-gel .
Gambar 1 Proses Penetesan sol-gel
Proses      selanjutnya  yaitu  penetesan sol-gel pada substrat kemudian di putar dengan spin coating dengan putaran  1000,  2000,  3000  dan  5000  rpm.  Setelah prototype touchscreen selesai dibuat kemudian dilakukan proses preheating dengan suhu 200 0 C selama 5  menit.  Setelah  proses pre-heating maka  dilakukan proses annealing 450 0 C  selama  180  menit.Setelah proses annealing selesai  maka  dilanjutkan  dengan proses  pengujian  SEM  M3000  di  Laboratorium Farmasetika Farmasi Universias Jember untuk mengetahui morfologi dari thinfilm .
Setelah  proses  pengujian  SEM  M3000  dilanjutkan dengan  proses  pengujian  Spektrofotometer  UV-Vis BOECO di  Laboratorium  Bio  Science  Fakultas Kedokteran Gigi  Universitas Jember untuk mengetahui
transparansi dari thinfilm .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian SEM dapat dilihat pada Gambar 2-5

## Gambar 2 Putaran 1000 rpm
Pada  putaran  1000  rpm  setelah sol-gel diteteskan pada substrat terjadi penggumpalan sol- gel dan terjadinya lubang walaupun sedikit. Hal itu dikarenakan sol-gel pada  putaran  1000  rpm mengalami  gaya  sentrifugal  yang  kecil  sehingga sol-gel tidak  langsung  menyebar  melainkan menggumpal.

## Gambar 3 Putaran 2000 rpm
Pada  putaran  2000    rpm  masih  terdapat  gumpalan tetapi  lebih  kecil  jika  dibandingkan  dengan  putaran 1000  rpm  tetapi  jika  dilihat  dari  segi  lubang,  lebih banyak  lubang  pada  putaran  2000  rpm  jika dibandingkan dengan 1000 rpm. Hal itu dikarenakan pada putaran 2000 rpm gaya sentrifugal yang  diberikan  lebih  besar  jika  dibandingkan  pada putaran 1000 rpm.
Gambar 4 Putaran 3000 rpm
Pada  putaran  3000  rpm  setelah sol-gel diteteskan  pada  substrat  terjadi  penyebaran sol-gel yang hamper merata walaupun masih ada penggumpalan sol-gel dan banyak lubang yang terjadi. Hal  itu  dikarenakan sol-gel pada  putaran  3000    rpm mengalami  gaya  sentrifugal  yang  lumayan  besar, dengan  adanya  gaya  sentrifugal  yang  besar  gaya kohesinya  menjadi  kecil  sedangkan  gaya  adesifnya bertambah besar.

## Gambar 5 Putaran 5000 rpm
Pada    putaran    5000    rpm    setelah sol-gel diteteskan pada  substrat  terjadi  penyebaran sol-gel yang  sangat cepat  mengakibatkan  banyak  lubang-lubang  dan  sudah sedikit  terjadi  gumpalan.  Hal  itu  dikarenakan sol-gel ZnO  pada  putaran  5000    rpm  mengalami  gaya sentrifugal yang besar sehingga gaya adesifnya semakin besar  juga.  Tetapi  gaya  kohesinya  semakin  kecil sehingga dapat menyebakan penggumpalan sol-gel yang sedikit.
Dari    hasil  pengujian  SEM    dapat  dilihat  hasil morfologi  yang  paling  bagus  yaitu  pada  putaran  5000 rpm karena hamper tidak ada penggumpalan sol-gel .
Hasil pengujian Spektrofotometer UV-Vis dapat dilihat pada Tabel 1:
Tabel 1 Hasil Pengujian Spektrofotometer UV-Vis
Panjang Gelombang ( n m ) Spektrofotometer UV-Vis (%) 4 5 0 19,8 4 5 0 47
4
5 0
49
4
5 0 79,7
Setelah  diuji  menggunakan  Spektrofotometer  UV- Vis  pada  putaran  1000  rpm  dengan  menggunakan panjang gelombang 450 nm,  diperoleh cahaya  yang direspon 19,8%.  Jika dibandingkan dengan putaran 5000  rpm  hasil  yang    didapat  lebih  bagus  yang menggunakan 5000 rpm. Hal itu terjadi dikarenakan sol-gel ZnO  pada  putaran  1000    rpm  lebih  banyak jika dibandingkan dengan putaran 5000 rpm. Setelah  diuji  menggunakan  Spektrofotometer  UV- Vis  pada  putaran  2000  rpm  dengan  menggunakan panjang  gelombang  450  nm  diperoleh  hasil  uji sebesar  47,5%.  Hal  itu  terjadi  dikarenakan sol-gel ZnO  pada  putaran  2000  rpm  masih  terjadi gumpalan-gumpalan sol-gel ZnO  yang  banyak sehingga  ketika  diuji  Spektrofotometer  UV-Vis sol- gel yang  dilarutkan  pada  aquades  masih  keruh sehingga cahaya yang dapat diterima sebesar 47,5%. Setelah  dilakukan  pengujian  Spektrofotometer  UV- Vis dengan panjang gelombang 450 nm dan putaran 3000 rpm  yang dapat ditangkap  yaitu sebesar 49 %. Hal itu terjadi karena gaya sentrifugal yang  diterima cukup besar sehingga gumpalan yang  terjadi sedikit, sehingga  ketika sol-gel ZnO  diektraksi  dengan aquades sudah hamper bening.
Setelah  dilakukan  pengujian  Spektrofotometer  UV- Vis  dengan  panjang  gelombang  450  nm  yang  dapat ditangkap yaitu sebesar 79,9%. Hal itu terjadi karena gaya sentrifugal yang diterima besar dan sol-gel ZnO yang dilarutkan pada aquades sudah bening sehingga ketika  diuji  dengan  alat  Spektrofotometer  UV-Vis untuk  mengetahui  cahaya  yang  diserap  diperoleh 79,9%.
Dari hasil pengujian Spektrofotometer UV-Vis untuk mengetahui  transparansi  dari thin    film dengan menggunakan  panjang  gelombang  yang  sama  maka transparansi  yang    paling  bagus  yaitu  pada  putaran 5000  rpm  sebesar  79,7  %,  sedangkan  yang  paling jelek  yaitu  pada  putaran  1000  rpm  dengan  hasil 19,8%.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  perhitungan  dan  analisa  yang telah  dibahas  dapat  disimpulkan  beberapa  hal sebagai berikut :
1. Kondisi morfologi pada prototype touchscreen yang bagus terdapat pada putaran spin coating 5000  rpm  karena  hamper  tidak  terjadi penggumpalan sol-gel ZnO, sedangkan kondisi morfologi yang paling jelek terdapat pada spin coating  1000  rpm  karena  masih  terdapat
gumpalan sol-gel ZnO. 2. Transparansi yang terbaik pada prototype touchscreen berada pada putaran spincoating 5000 rpm  sebesar  79,7  %    dengan  panjang  gelombang 450    nm,    hal  itu  dikarenakan  kandungan sol-gel ZnO  sedikit  sehingga  ketika  dicairkan  kembali dengan  menggunakan  aquades  terlihat  bening. Tetapi  transparansi  yang  paling  jelek  berada diputaran spincoating 1000  rpm  karena  pada putaran  1000  rpm sol-gel ZnO  banyak  sehingga ketika diekstraksi terlihat keruh.

## SARAN
Dari hasil penelitian yang dilakukan dapat diambil saran sebagai berikut:
1. Perlu adanya penelitian lanjutan tentang ZnO.
2. Dalam  melakukan penetesan sol-gel pada substrat harus teliti pada setiap spesimen.
3. Dalam  proses  pembuatan sol-gel harus  benar- benar sesuai dengan referensi yang digunakan.
4. Pada  penimbangan  ZnO  dan  SnCl 2 harus  benar-
benar teliti.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Ahzan  S,  Purwaningsih  S    dan  Darminto. Sintesis Lapisan  ZnO  dengan  Metode  Sol-Gel  Spincoating dan  Karakterisasi  Sifat  Optik .  Surabaya.  Institut Teknologi Sepuluh November.
[2]Kaneva  N.V.&  Dushkin  C.D.  2011. Preparation  of Nanocrystalline  Thin  Film  of  ZnO  by  Sol-gel  Dip Coating .Bulgarian  Chemicaal  Communications, Bulgaria.
[3]Ayouchi, Martin, Leinen dan Barrado. 2002. Growth of  Pure  ZnO  Thin  Film  Prepared  by  Chemical Spray Pyrolysis on Silicon . Spain: Elsevier Journal of Crystal Growth 247(2003) 497-504.
[4]Park  Chang-Kyun  &  Park  Jin-Seok.  2006. Physical Properties of RF-Sputtered ZnO Thin Film: Effects of Two-Step Deposition : Hanyang University.
[5]Kumar  K.  Balachandra  &  Raji  P.  2011. Synthesisand Characterization of Nano Zinc Oxide by  Sol-gel  Spin  Coating .  India:    Department    of Physics,    Kamaraj  College  of  Engineering  and
Technology,  Virudhunagarand  Mepco  Schlenk
Engineering college, Sivakasi.
[6]  Ilican  S.,Cagilar  Y.,dan  Cagilar  M.  2008. Preparation  and  Charaterization  of  ZnO  Thin Films  Deposited  by  Sol-gel  Spin  Coating. Turkey: Anadolu University
[7] Taslimah, Ismail R dan Sumardjo D. Sintesis Garam SnCl 2 Dari  Bahan  Kemasan  Berlapis  Timah.
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Dipenogoro.