KR101089566B1 - 안티모니 주석 산화물 투명 전도성 박막의 제조방법 - Google Patents
안티모니 주석 산화물 투명 전도성 박막의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 안티모니 주석 산화물(antimony tin oxide, ATO) 투명 전도성 박막의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용액공정이 가능한 ATO 투명 전도성 박막의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 투명 전도성 박막, 투명전극과 상기 투명전극을 적용한 전자 소자에 관한 것이다.
본 발명에 따른 ATO 투명 전도성 박막은 용매저항성이 우수하며, 다층구조의 유기 전계 발광 다이오드 제작시 층간 용액공정이 가능하고, 광투과도가 우수하며 면저항이 낮아 평판 디스플레이 소자 제작시 우수한 휘도와 발광 효율 및 높은 색순도를 나타내기 때문에, 유연 디스플레이용 투명전극으로도 유용하게 이용될 수 있다.
평판 디스플레이, 안티모니 주석 산화물, 용액공정, 투명전극
Description
본 발명은 안티모니 주석 산화물(antimony tin oxide, ATO) 투명 전도성 박막의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용액공정이 가능한 ATO 투명 전도성 박막의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 투명 전도성 박막, 투명전극과 상기 투명전극을 적용한 전자 소자에 관한 것이다.
가시광영역(380~780 ㎚의 파장영역)에 대해 80% 이상의 광투과도를 보이고, 비저항이 10-3 Ω㎝ 이하의 전도도를 가지는 박막을 투명 전도막(transparent conducting oxide(TCO) film)이라 부른다.
TCO는 대전방지막, 열반사막, 유기태양전지(organic photovoltaic cells, OPVs), 유기박막트랜지스터(organic thin film transistor, OTFT), 액정표시장치(liquid crystal display, LCD) 및 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED) 등 각종 평판 디스플레이의 투명전극으로 사용되어 왔다.
이에 따라 현재 많이 연구가 되고 있는 물질들로는 카드뮴(cadmium), 주 석(tin), 인듐(indium), 아연(zinc) 등이 있으며, 이들을 적용한 투명전극으로는 플루오린이 도핑된 주석 산화물(fluorine-doped tin oxide, FTO), 카드뮴 주석산(cadmium stannate, CTO), 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 등이 있다. 이 중에서도 인듐 산화물(In2O3)에 주석을 도핑시킨 ITO 박막은 저항값이 낮고 투명하여 투명전극 재료로 주로 사용된다.
상기와 같은 박막을 제작하는데 사용되는 방법은 스퍼터링법(sputtering method)이 주로 이용되고, 그 외에 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD), 열 증착법(thermal evaporation), 이온빔(e-beam) 증착법, 분무열분해법(spray pyrosis) 등이 사용된다.
그러나, 광-전자소자 시장이 폭발적으로 성장함에 따라 ITO의 수요가 늘어났으나 희유금속인 인듐의 매장량은 제한되어 있어 매년 큰 폭으로 가격이 상승하고 있다. 또한, 스퍼터링법 등의 진공증착 공정으로 ITO 박막을 형성시 비싼 장비가격과 공정단가, 연속공정(roll-to-roll process) 적용이 불가능하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로 희유금속인 인듐 대신 안티모니(antimony)를 사용하여 용액공정이 가능한 안티모니 주석 산화물(ATO) 용액을 제조하고, 종래 고진공 분위기에서 스퍼터링 공정으로 제작 해 왔 던 ITO 박막을 포토리소그래피 방법으로 형상화하는 과정 없이 단순 공정으로 형상화가 가능하며, 대면적화가 용이한 ATO 투명전극을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
결국, 본 발명은 ATO 투명 전도성 박막을 제조하는 방법을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 ATO 투명 전도성 박막 및 ATO 투명전극을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기의 ATO 투명전극을 이용한 전자 소자를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 안티모니-주석 산화물(ATO) 투명 전도성 박막을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, ATO 투명 전도성 박막의 제조방법은 (1) 기판을 세정하는 단계; (2) 상기 세정된 기판 위에 안티모니-주석 산화물(ATO) 용액을 코팅하여 코팅막을 형성하는 단계; 및 (3) 상기 코팅막을 소성하여 도전성을 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 ATO 투명 전도성 박막 및 ATO 투명전극을 제공한다.
본 발명에 따른 ATO 투명전극은 디스플레이, 박막 트랜지스터, 태양전지, 반도체 메모리, 전기 차폐막 등에 사용될 수 있으며, 특히 디스플레이의 경우 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기 전계 발광 디스플레이, 필드 에미션 디스플레이를 포함한 투명전극이 사용되는 모든 디스플레이에 적용이 가능한 특징이 있다.
또한, 본 발명은 상기 ATO 투명전극을 이용한 전기 소자를 제공한다.
본 발명은 종래의 고비용이고, 연속공정이 불가능하며, 기판 크기에 제약이 있는 ITO 투명전극과 비교하여 매장량이 풍부하고 가격이 저렴한 안티모니를 사용하여 용액공정이 가능한 ATO 투명 전도성 박막의 제조방법을 제공함으로써 저비용으로 제조할 수 있으며, 잉크젯 프린팅 및 스크린 프린팅 등의 간단한 공정으로 ATO 전극의 형상화가 가능하고, 대면적의 투명전극의 제조가 가능한 방법을 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 ATO 투명 전도성 박막은 용매저항성을 우수하며, 다층구조의 유기 전계 발광 다이오드 제작시 층간 용액공정이 가능하고, 광투과도가 우수하며 면저항이 낮아 평판 디스플레이 소자 제작시 우수한 휘도와 발광 효율 및 높은 색순도를 나타내기 때문에, 유연 디스플레이용 투명전극으로도 유용하게 이용될 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 (1) 기판을 세정하는 단계; (2) 상기 세정된 기판 위에 안티모니-주석 산화물(ATO) 용액을 코팅하여 코팅막을 형성하는 단계; 및 (3) 상기 코팅막을 소성하여 도전성을 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 ATO 투명 전도성 박막을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 기판은 유리 또는 플렉서블 기판을 선택하여 세정제, 아세톤, 이소프로판올(IPA)로 순차적으로 세정한 다음 수분 제거를 위해 가열판에서 100~150℃로 1~30분간, 바람직하게는 110℃에서 10분간 건조하고, 기판이 완전히 세정되면 기판 표면을 친수성으로 개질하는 것이 좋다.
상기와 같은 표면 개질을 통해 접합표면 전위를 정공수송층의 표면 전위에 적합한 수준으로 유지할 수 있으며, 개질 시 박막의 형성이 용이해지고, 박막의 품질이 향상된다. 이를 위한 전처리 기술로는 a) 평행평판형 방전을 이용한 표면 산화법, b) 진공상태에서 UV 자외선을 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법, 및 c) 플라즈마에 의해 생성된 산소 라디칼을 이용하여 표면을 산화하는 방법 등이 있으며, 기판의 상태에 따라 상기 방법 중 한 가지를 선택하게 되는데 어느 방법을 이용하든지 공통적으로 기판 표면의 산소 이탈을 방지하고 수분 및 유기물의 잔류를 최대한 억제해야 전처리의 실질적인 효과를 기대할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 UV 자외선을 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법을 사용하였으며, 초음파 세정 후 기판을 오븐에서 소성(baking)하여 잘 건조시킨 다음 챔버에 투입하고 UV 램프를 작동시켜 산소 가스가 UV광과 반응하여 발생하는 오존에 의해 기판을 세정하게 된다.
그러나, 본 발명에 있어서의 기판 표면의 개질 방법은 특별히 한정시킬 필요는 없으며, 기판을 산화시키는 방법이라면 어떠한 방법도 무방하다.
또한, 본 발명의 ATO 용액은 염화 제3안티모니, 염화 제5안티모니, 불화 제3안티모니, 요오드화 제3안티모니 및 안티모니아세테이프로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 안티모니 염을 염화 제4주석, 염화 제2주석, 아세테이트 제2주석, 아세테이트 제4주석, 브롬화 제2주석 및 브롬화 제4주석으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 주석염에 5~50%(w/w)의 함유율을 갖도록 용제로 용해시켜 제조하는 것이 바람직하고, 이때 용제는 물, 에탄올, 노말부탄올, 이소부탄올, 노말프로판올, 이소프로판올, 메틸이소부틸카비놀, 사이클로 헥사놀, 2-에틸헥사놀, 에틸카비톨 및 에틸셀로솔브로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 용제를 사용하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 SnO2/Sb2O3가 물 또는 알코올에 콜로이드 분산(colloidal dispersion) 되어있는 나노 크기의 입자 금속 산화물(nano-sized particle metal oxide)을 사용하여 Sb2O3가 15~30%(w/w) 함유되도록 물에 용해시켜 제조하는 것이 좋으며, 이때 미결정(crystallite)의 크기는 약 2~10 ㎚이고, 일함수는 5.0~5.2 eV이며 광학적 밴드갭은 3.8eV 이상이다.
상기와 같이 제조된 ATO 용액은 담금법, 스핀코팅법, 스프레이법 등을 이용하여 기판의 표면에 투명 코팅막을 형성시키고, 일정한 온도로 가열한 후 소성시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서 도전성을 얻기 위해 소성하는 온도는 100~1,200℃가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 150~500℃가 좋고, 바람직하게는 10~60분, 더욱 바람직하게는 20~50분 동안 열처리하는 것이 좋다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 코팅막의 두께는 100~2,500 ㎚, 바람직하게는 350~2,200 ㎚인 것이 좋으며, 코팅 회수는 1~10회인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 방법으로 제조된 ATO 투명 전도성 박막, ATO 투명전극 및 상기 ATO 투명전극을 이용한 전자 소자를 제공한다.
본 발명에 따른 ATO 투명전극을 이용한 전자 소자는 ATO가 코팅된 기판 위에 정공의 주입 및 수송을 돕기 위한 PEDOT:PSS를 스핀 코팅하여 열처리 한 후 발광층으로 사용하고자 하는 고분자를 스핀 코팅하여 열처리한 다음 불화바륨(BaF2)과 바륨(Ba), 알루미늄(Al)을 각각 진공 증착하여 소자를 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 ATO 투명전극을 이용한 전자 소자는 ATO 투명전극 위에 정공주입층을 더 포함할 수 있는데, 이때 상기 정공주입층은 스핀코팅에 의하여 형성될 수 있고, 그 두께는 10~10,000 Å의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 정공주입층은 특별히 제한되지는 않으나, 바람직하게는 열경화가 가능한 트리플루오로비닐에테르(trifluorovinyl)가 도입된 트리페닐아민(triphenylamine, TPA) 또는 트리페닐디아민(triphenyldiamine, TDA)을 사용하는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 AedotronTM C를 사용하는 것이 좋다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 기판 세정
코닝1737(Corning1737, Samsung Corning, 한국) 유리 기판의 표면을 세정하기 위하여 세정제(Alconox, Aldrich, 미국), 아세톤, 이소프로판올 순서로 각각 20분간 초음파세정을 실시한 후 질소로 물기를 완전히 불어내고, 가열판에서 110℃로 10분간 건조하여 수분을 제거하였다.
유리 기판이 완전히 세정되면, UVO 세정기(UVO cleaner, Ahtech LTS, 한국)에서 10분 동안 표면을 친수성으로 개질하였다.
실시예 2. 안티모니-주석 산화물(ATO) 용액 제조
본 발명에 따른 ATO 용액은 SnO2/Sb2O3가 물에 콜로이드 분산된 2~10 ㎚ 크기의 금속 산화물(KEELING&WALKER LTD, 영국)을 사용하여 Sb2O3가 물에 15~30wt%의 비율로 혼합되도록 제조하였다.
실시예 3. ATO 투명 전도성 박막의 제조
본 발명에 따른 ATO 투명 전도성 박막을 제조하기 위해 상기 실시예 1에서 세정한 기판을 사용하였으며, 상기 실시예 2에서 제조한 ATO 용액은 고르게 분산을 위하여 진탕기로 24시간 동안 교반해 주었다.
고품질의 박막을 형성하기 위해 교반된 ATO 용액과 세정된 기판을 질소분위 기 하의 글로브박스로 이송하였으며, 용액 내의 불순물을 제거해 주기 위해 0.5 ㎛ PTFE 실린지 필터로 여과한 상기의 ATO 용액을 기판위에 도포한 후, 1,000 rpm의 속도로 스핀코팅한 후 소성하였다.
실험예 1. ATO 투명 전도성 박막의 용매 저항성 확인
상기 실시예 3과 동일한 방법으로 투명 전도성 박막을 제조하되, 350 ㎚의 코팅막 두께로 ATO 박막을 형성한 후 300℃에서 3시간 동안 소성하였다.
이렇게 제조된 ATO 박막은 탈이온수(deionized water), 클로로벤젠(chlorobenzen), 메틸클로라이드(methyl chloride), 클로로포름(chloroform) 등의 유기용매로 세척하고, UV-visible spectroscopy(Agilent 8453, Agilent Technology, 미국)로 세척 전 후 ATO 박막의 흡광도 변화를 관찰하여 용매저항성을 확인하였으며, 그 결과는 도 2a 내지 도 2d에 나타내었다.
실험예 2. ATO 투명 전도성 박막의 두께 및 광투과도 확인
상기 실시예 3의 방법으로 투명 전도성 박막을 제조하되, 스핀코팅 회수와 코팅막의 두께를 달리하면서 박막을 제조하였다.
스핀코팅 회수가 2회 이상인 경우에는 처음 코팅 후 110℃에서 10분 동안 건조하여 상온으로 냉각한 다음 코팅을 반복하였으며, 단차 측정장비(alpha step surface profiler; alpha step 500, KLA-Tencor, 미국)를 이용하여 두께를 측정하였다.
또한, UV-visible spectroscopy로 박막의 광투과도를 측정하여 도 3 및 하기의 표 1에 그 결과를 나타내었다.
코팅회수 | 박막두께(㎚) | 광투과도(%) | ||
at 480 ㎚ | at 520 ㎚ | at 550 ㎚ | ||
1 | 350 | 94.5 | 94.4 | 94.8 |
2 | 720 | 90.3 | 91.7 | 91.6 |
3 | 1,000 | 87.8 | 88.2 | 87.4 |
4 | 1,350 | 85.5 | 85.2 | 84.6 |
5 | 1,720 | 83.2 | 82.9 | 82.6 |
6 | 2,200 | 81.8 | 81.0 | 79.8 |
실험예 3. ATO 투명 전도성 박막 두께 및 열처리 온도 변화에 따른 면저항 확인
상기 실시예 3의 방법으로 투명 전도성 박막을 제조하되, 코팅막 두께는 각각 350 ㎚ 및 720 ㎚로 하여 열처리 온도를 달리하면서 면저항을 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
온도(℃) | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 두께 |
면저항(Ω/sq) | 130K | 15K | 2K | 250 | 30 | 75 | 350 ㎚ |
180K | 13K | 5K | 612 | 55 | 102 | 720 ㎚ |
본 발명에 따르면, 가장 작은 면저항값은 코팅막 두께가 350 ㎚이고, 500℃로 열처리 했을 경우로 30 Ω/sq이었다.
실시예 4. ATO 투명전극을 이용한 전자소자의 제조
면저항이 30 Ω/sq인 ATO 투명전극을 이용하여 다음과 같은 조건으로 전자소자인 고분자 발광 다이오드를 제조하였다.
구체적으로, PEDOT:PSS는 0.45 ㎛ PTFE 실린지 필터로 여과(filtering)하여 24시간 동안 교반하였으며, 발광층으로 사용되는 고분자는 클로로벤젠(chlorobenzen)에 0.5wt%의 농도로 용해시켜 24시간 교반한 후, 5 ㎛ PTFE 실린지 필터를 이용하여 여과하였다.
소자는 ATO(350 ㎚)/PEDOT:PSS(25 ㎚)/Polymer(80 ㎚)/BaF2(2 ㎚)/Ba(2 ㎚)/Al(200 ㎚)의 구조로 제조하였다.
PEDOT:PSS는 110℃에서 20분, 고분자는 90℃에서 1시간동안 열처리하여 잔류용매를 제거하였으며, 열증착기(thermal evaporator)의 고진공 챔버(1×10-6 torr 이하)로 이송하였으며, 모두 BaF2(0.1 Å/s, 2 ㎚)/Ba(0.2 Å/s, 2 ㎚)/Al(5 Å/s, 200 ㎚) 순으로 전극을 증착하였다.
상기와 같이 제조된 소자는 수분과 산소로부터 유기층과 전극층을 보호하기 위해 글래스 커버로 봉지한 후, 키슬리 2400(Keithley 2400, Keithley, 미국)과 포토-리서치 670(Photo-Research 670, Photo research INC, 미국)을 사용하여 특성을 평가하였으며, 소자의 박막 표면은 원자간력 현미경(atomic force microscope; AFM, XE-150, PSIA, 한국) 및 투과형 전자현미경(transmission electron microscope, TEM; JEM 1010, P&H Tech, 일본)으로 관찰하였다.
실험예 4. 고분자 발광 다이오드 특성 평가
본 발명에 따른 고분자 발광 다이오드의 휘도, 전압, 및 발광효율을 측정하여 도 4 및 도 5에 각각 휘도-전압 특성과 발광효율-휘도 특성을 나타내었다.
또한, 도 6에는 상기 고분자 발광 다이오드의 전기발광(Electroluminescence) 스펙트럼을, 도 7에는 에너지 밴드 그림을 나타냈으며, 원자간력 현미경과 투과형 전자현미경으로 관찰한 ATO 투명 전도성 박막의 표면특성을 도 8과 도 9에 나타내었다.
그 결과, 최대 휘도는 3637 cd/㎠, 턴온(turn on) 전압은 3V, 최대효율은 1.03 cd/A, 최대발광피크는 588 ㎚인 것으로 확인되었다.
실시예 5. Aedotron
TM
C를 정공주입층으로 도입한 소자 제조
상기 실시예 4와 동일한 방법으로 면저항이 30 Ω/sq인 ATO 투명전극을 이용하여 소자를 제조하되, AedotronTMC를 정공주입층으로 ATO와 PEDOR:PSS층 사이에 더 포함하는 소자(고분자 발광 다이오드)를 제조하였다.
구체적으로 PEDOT:PSS는 0.45 ㎛ PTFE 실린지 필터로 여과(filtering)하여 24시간 동안 교반하였으며, AedotronTMC는 5 ㎛ PTFE 실린지 필터를 이용하여 여과하고 24시간 동안 교반하였다. 고분자는 클로로벤젠(chlorobenzene)에 0.5wt%의 농도로 용해시켜 24시간 교반한 후 5 ㎛ PTFE 실린지 필터로 여과하였다.
소자는 ATO(350 ㎚)/AedotronTMC(45 ㎚)/PEDOT:PSS(25 ㎚)/Polymer(80 ㎚)/BaF2(2 ㎚)/Ba(2 ㎚)/Al(200 ㎚)의 구조로 제조하였다.
PEDOT:PSS는 110℃에서 20분, AedotronTMC는 140℃에서 20분, 및 고분자는 90℃에서 1시간동안 열처리하여 잔류용매를 제거하였으며, 열증착기(thermal evaporator)의 고진공 챔버(1×10-6 torr 이하)로 이송하였으며, 모두 BaF2(0.1 Å/s, 2 ㎚)/Ba(0.2 Å/s, 2 ㎚)/Al(5 Å/s, 200 ㎚) 순으로 전극을 증착하였다.
상기와 같이 제조된 소자는 수분과 산소로부터 유기층과 전극층을 보호하기 위해 글래스 커버로 봉지한 후, 키슬리 2400(Keithley 2400, Keithley, 미국)과 포토-리서치 670(Photo-Research 670, Photo research INC, 미국)을 사용하여 특성을 평가하였으며, 소자의 박막 표면은 원자간력 현미경(atomic force microscope, AFM; XE-150, PSIA, 한국) 및 투과형 전자현미경(transmission electron microscope, TEM; JEM 1010, P&H Tech, 일본)으로 관찰하였다.
실험예
5.
Aedotron
TM
C를
정공주입층으로
도입한 고분자 발광 다이오드 특성 평가
상기 실시예 5에서 제조한 AedotronTM C를 정공주입층으로 도입한 고분자 발광 다이오드의 휘도, 전압, 및 발광효율을 측정하여 도 10 및 도 11에 각각 휘도-전압 특성과 발광효율-휘도 특성을 나타내었다.
또한, 도 12에는 상기 소자의 전기발광(Electroluminescence) 스펙트럼을, 도 13에는 에너지 밴드 그림을 나타냈으며, 원자간력 현미경으로 관찰한 ATO 투명전극 박막의 표면특성은 도 14a(ATO/AedotronTM C) 및 도 14b(ATO/AedotronTM C/PEDOT:PSS)에 나타내었다.
그 결과, 최대 휘도는 5477 cd/㎠로 확인되어 AedotronTM C를 정공주입층으로 도입하기 전보다 약 34% 향상되었으며, 턴온전압은 5V, 최대효율은 0.84 cd/A 및 최대발광피크는 590 ㎚인 것으로 확인되었다.
도 1a 및 본 발명에 따른 ATO 투명전극을 이용하여 제조한 소자의 구조의 단면도이며, 도 1b는 본 발명에 따른 ATO 투명전극 및 AedotronTMC를 정공주입층으로 더 포함하여 제조한 소자의 구조의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 ATO 투명 전도성 박막의 용매저항성을 확인한 UV 흡수 스펙트럼이다(a: 탈이온수; b: 클로로벤젠; c: 메틸클로라이드; 및 d: 클로로포름).
도 3은 본 발명에 따른 ATO 투명 전도성 박막의 코팅 회수에 따른 두께 및 광투과도 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 ATO 투명전극을 이용하여 제조한 소자의 휘도-전압 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 ATO 투명전극을 이용하여 제조한 소자의 효율-휘도 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 ATO 투명전극을 이용하여 제조한 소자의 전기발광 스펙트럼이다.
도 7은 본 발명에 따른 ATO 투명전극을 이용하여 제조한 소자의 에너지 밴드 그림이다.
도 8은 본 발명에 따른 ATO 투명전극의 표면특성을 원자간력 현미경으로 관찰한 그림이다.
도 9는 본 발명에 따른 ATO 투명전극의 표면특성을 투과형 전자현미경으로 관찰한 그림이다.
도 11은 본 발명에 따른 ATO 투명전극 및 AedotronTMC를 정공주입층으로 더 포함하여 제조한 소자의 휘도-전압 그래프이다.
도 12는 본 발명에 따른 ATO 투명전극 및 AedotronTMC를 정공주입층으로 더 포함하여 제조한 소자의 효율-휘도 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따른 ATO 투명전극 및 AedotronTMC를 정공주입층으로 더 포함하여 제조한 소자의 에너지 밴드 그림이다.
도 14a는 본 발명에 따른 ATO 투명전극 및 AedotronTMC를 정공주입층으로 더 포함하여 제조한 소자의 ATO/AedotronTMC 박막의 표면특성을 원자간력 현미경으로 관찰한 그림이며, 도 14b는 ATO/AedotronTMC/PEDOT:PSS 박막의 표면특성을 원자간력 현미경으로 관찰한 그림이다.
Claims (14)
- (1) 기판을 세정하는 단계;(2) 상기 세정된 기판 위에 안티모니-주석 산화물(ATO) 용액을 코팅하여 코팅막을 형성하는 단계; 및(3) 상기 코팅막을 소성하여 도전성을 얻는 단계;를 포함하되,상기 (1) 단계에서 유리 또는 플렉서블 기판을 선택하여 세정제, 아세톤, 이소프로판올(IPA)로 순차적으로 세정한 다음 수분 제거를 위해 가열판에서 100~150℃로 1~30분간하고, 기판이 완전히 세정되면 기판 표면을 친수성으로 개질하는 것을 특징으로 하고,상기 기판 표면 개질은 진공상태에서 UV 자외선을 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 것을 특징으로 하는 ATO 투명 전도성 박막을 제조하는 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 (2) 단계에서 ATO 용액은 SnO2/Sb2O3가 물에 콜로이드 분산(colloidal dispersion) 되어있는 나노 크기의 입자 금속 산화물(nano-sized particle metal oxide)을 사용하여 Sb2O3가 15~30%(w/w) 함유되도록 물에 용해시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 (2) 단계에서 코팅막은 담금법, 스핀코팅법, 또는 스프레이법을 이용하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 (2) 단계에서 코팅막의 두께는 100~2,500 ㎚인 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 (2) 단계에서 코팅회수는 1~10회인 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 (3) 단계의 소성은 100~1,200℃의 온도범위에서 10~60분간 실시하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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KR20150042057A (ko) | 2013-10-10 | 2015-04-20 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | 전기분무법에 의한 용액 공정 기반의 ato 박막 제조방법 |
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