KR101345101B1 - 전도성 금속박막의 제조 방법, 이에 따른 전극, 이를 포함하는 유기광전자소자, 배터리 및 태양전지 - Google Patents
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Abstract
전도성 금속 박막의 제조 방법, 이에 따른 전극, 이를 포함하는 유기광전자소자, 배터리 및 태양전지에 관한 것으로, 기판을 준비하는 단계; 흄(fumed) 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매로 상기 기판의 표면을 처리하는 단계; 상기 표면이 금속 전구체 분해활성화 촉매로 처리된 기판을 금속 전구체를 포함하는 잉크 조성물에 함침(impregnation)시키는 단계; 및 상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계;를 포함하는 전도성 금속 박막을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
Description
전도성 금속박막의 제조 방법, 이에 따른 전극, 이를 포함하는 유기광전자소자, 배터리 및 태양전지에 관한 것이다.
다양한 기술 분야에서 금속 전극이 활용되고 있다. 이러한 금속 전극 중 구체적인 예를 들어, 알루미늄(Al) 전극은 전기전도성 및 일함수와 같은 여러 가지 전기적 특성이 뛰어나고 가격도 경제적이어서 다양한 전자, 전기, 에너지, 환경 소자 등의 핵심 전극소재로 활용되고 있다.
보다 구체적으로, 알루미늄은 은(Ag), 구리(Cu) 및 금(Au) 다음으로 전기 전도성이 좋은 금속이나 가격면에서는 이들 금속들보다 경제적이다.
그러나 알루미늄은 뛰어난 전기특성 및 경제적 장점을 지니고 있으면서도 심각한 산화문제로 활용분야가 지극히 제한적이다. 그러므로 전하전달을 목적으로 하는 전극소재로는 아직까지도 은(Ag)이 사용된다.
내산화 및 전기적 특성이 뛰어나 전극소재로 가장 많이 사용되고 있는 금속소재인 은(Ag)과 금(Au)은 그 가격이 급등하여, 최근 기존 소재보다 값은 싸면서 전기적 특성은 좋은 금속전극 소재를 개발하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다.
알루미늄은 가격이 은의 약 1/500 수준이며 전기적 특성은 매우 뛰어나, 산화제어 기술만 확보된다면 값비싼 은을 대체할 수 있는 좋은 금속전극 소재로 활용될 수 있다. 그러므로 최근 산화제어를 통한 알루미늄 전극형성 기술 개발을 위해 다양한 노력이 진행 중이다.
알루미늄 전극을 사용하는 대표적 소자는 태양전지 및 유기발광소자(OLED) 등을 들 수 있다. Si 태양전지의 경우는 후면전극에 사용되고 있으며 그 후면전극은 1 내지 10㎛ 직경을 지닌 알루미늄 분말 페이스트를 스크린 프린팅 공정과 800℃ 이상의 고온 열처리를 통해 만들어진다.
이 때 사용된 알루미늄 분말 표면에는 산화막이 형성되어 있어 고온에서 열처리를 해야만 산화막 안에 존재하는 알루미늄이 녹고 부피가 증가하여 표면의 산화막을 뚫고 나와 인근에 있는 다른 알루미늄 분말과 소결 접촉되어 전하가 자유롭게 이동한 할 수 있는 전극이 형성되게 된다. 즉 알루미늄 분말 페이스트를 이용하여 전극을 형성하고자 하면 반드시 고온 열처리가 수반되어야 한다.
OLED와 같은 유기광전자소자의 경우는 전하전달 층 및 발광층이 모두 유기물로 구성되어 있어 150℃ 이상의 분위기에서는 유기소자가 지니는 고유한 특성을 잃게되어 소자의 특성을 전혀 발휘하지 못하게 된다. 그러므로 현재는 대부분 진공증착을 통한 상온 공정으로 알루미늄 전극을 형성한다. 진공증착 공정은 저온에서 산화문제를 잘 제어하며 성능 좋은 알루미늄 전극을 제조하는 데 매우 효과적이기는 하나 진공을 유지해야 하는 문제로 시스템 비용 및 공정비용이 많이 소요된다는 것과 70% 이상의 원료소재 손실을 감수해야 하는 문제가 있다.
또한 대면적 전극이 필요할 경우는 그만큼 큰 진공챔버가 필요하고 진공유지에 필요한 비용도 많이 들어 알루미늄 전극 형성에 소용되는 공정비용이 폭발적으로 증가할 수 있다.
이에 효과적으로 전술한 일 예시인 알루미늄 전극과 같은 경제적인 대면적의 다양한 금속 전극을 제조할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
효과적인 알루미늄 금속박막의 제조 방법을 제공하고자 한다. 또한, 이에 따른 전극, 이를 포함하는 유기광전자소자, 배터리 및 태양전지를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서는, 기판을 준비하는 단계; 흄(fumed) 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매로 상기 기판의 표면을 처리하는 단계; 상기 표면이 금속 전구체 분해활성화 촉매로 처리된 기판을 금속 전구체를 포함하는 잉크 조성물에 함침(impregnation)시키는 단계; 및 상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계;를 포함하는 전도성 금속 박막을 제조하는 방법을 제공한다.
상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계; 이후, 상기 표면에 금속 박막이 형성된 기판에 잔류하는 잉크 조성물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계;는, 상온에서 수행될 수 있다.
상기 흄 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매는, 티타늄이소프로폭사이드(Ti(O-i-Pr)4, 티타늄 클로라이드(TiCl4), 백금(Pt)계 촉매, 코발트(Co)계 촉매, 니켈(Ni)계 촉매, 망간(Mn)계 촉매, 아연(Zn)계 촉매 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 금속 전구체는 금속 수소화물(metal hydride);, 금속 수소화물과 에테르 또는 아민 계열 물질의 복합체;, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 금속 전구체의 금속은 알루미늄(Al), 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 금속 전구체는 AlH3, LiH, NaH, KH, RbH, CsH, BeH2, MgH2, CaH2, SrH2, OAlH3(C2H5)2, OAlH3(C3H7)2, OAlH3(C4H9)2, AlH3·NMe3, AlH3·NEt3, AlH3·NEt2Me, AlH3·NMe2Et, AlH3·다이옥세인(dioxane), AlH3{S(C2H5)2}, AlH3{S(C4H9)2}, AlH3{S(C4H9)2}, AlH3C9H12, OLiH(C2H5)2, OLiH(C3H7)2, OLiH(C4H9)2, LiH·NMe3, LiH·NEt3, LiH·NEt2Me, LiH·NMe2Et, LiH·다이옥세인(dioxane), LiH{S(C2H5)2}, LiH{S(C4H9)2}, LiH{S(C4H9)2}, LiHC9H12, ONaH(C2H5)2, ONaH(C3H7)2, ONaH(C4H9)2, NaH·NMe3, NaH·NEt3, NaH·NEt2Me, NaH·NMe2Et, NaH·다이옥세인(dioxane), NaH{S(C2H5)2}, NaH{S(C4H9)2}, NaH{S(C4H9)2}, NaHC9H12, OKH(C2H5)2, OKH(C3H7)2, OKH(C4H9)2, KH·NMe3, KH·NEt3, KH·NEt2Me, KH·NMe2Et, KH·다이옥세인(dioxane), KH{S(C2H5)2}, KH{S(C4H9)2}, KH{S(C4H9)2}, KHC9H12, ORbH(C2H5)2, ORbH(C3H7)2, ORbH(C4H9)2, RbH·NMe3, RbH·NEt3, RbH·NEt2Me, RbH·NMe2Et, RbH·다이옥세인(dioxane), RbH{S(C2H5)2}, RbH{S(C4H9)2}, RbH{S(C4H9)2}, RbHC9H12, OCsH(C2H5)2, OCsH(C3H7)2, OCsH(C4H9)2, CsH·NMe3, CsH·NEt3, CsH·NEt2Me, CsH·NMe2Et, CsH·다이옥세인(dioxane), CsH{S(C2H5)2}, CsH{S(C4H9)2}, CsH{S(C4H9)2}, CsHC9H12, OBeH2(C2H5)2, OBeH2(C3H7)2, OBeH2(C4H9)2, BeH2·NMe3, BeH2·NEt3, BeH2·NEt2Me, BeH2·NMe2Et, BeH2·다이옥세인(dioxane), BeH2{S(C2H5)2}, BeH2{S(C4H9)2}, BeH2{S(C4H9)2}, BeH2C9H12, OMgH2(C2H5)2, OMgH2(C3H7)2, OMgH2(C4H9)2, MgH2·NMe3, MgH2·NEt3, MgH2·NEt2Me, MgH2·NMe2Et, MgH2·다이옥세인(dioxane), MgH2{S(C2H5)2}, MgH2{S(C4H9)2}, MgH2{S(C4H9)2}, MgH2C9H12, OCaH2(C2H5)2, OCaH2(C3H7)2, OCaH2(C4H9)2, CaH2·NMe3, CaH2·NEt3, CaH2·NEt2Me, CaH2·NMe2Et, CaH2·다이옥세인(dioxane), CaH2{S(C2H5)2}, CaH2{S(C4H9)2}, CaH2{S(C4H9)2}, CaH2C9H12, OSrH2(C2H5)2, OSrH2(C3H7)2, OSrH2(C4H9)2, SrH2·NMe3, SrH2·NEt3, SrH2·NEt2Me, SrH2·NMe2Et, SrH2·다이옥세인(dioxane), SrH2{S(C2H5)2}, SrH2{S(C4H9)2}, SrH2{S(C4H9)2}, SrH2C9H12, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 잉크 조성물은 용매 및 금속 전구체를 포함할 수 있다.
상기 잉크 조성물은 용매 50 내지 99 중량%; 및 금속 전구체 1 내지 50 중량%를 포함할 수 있다.
상기 용매는 물, 테트라히드로퓨란(THF), 알코올(alcohol)계 용매, 에테르(ether)계 용매, 설파이드(sulfide)계 용매, 톨루엔(toluene)계 용매, 크실렌(xylene계)계 용매, 벤젠(benzene)계 용매, 알칸(alkane)계 용매, 옥세인(oxane)계 용매, 아민(amine)계 용매, 폴리올(polyol)계 용매 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 잉크 조성물은 용액 안정제를 더 포함할 수 있다.
상기 용액 안정제는 다이케톤(diketone), 아미노 알코올(amino alcohol), 폴리아민(polyamine), 에탄올 아민(ethanol amine), 다이에탄올 아민(diethylnol amine), 에탄 티올 (ethane thiol), 프로판 티올(propane thiol), 부탄 티올(butane thiol), 펜탄 티올(pentane thiol), 헥산 티올(hexane thiol), 헵탄 티올 (heptanes thiol), 옥탄 티올(octane thiol), 노난 티올 (nonane thiol), 데칸 티올(decane thiol), 운데칸 티올(undecane thiol) 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 용액 안정제의 함량은, 상기 용매 및 금속 전구체의 함량 100중량부에 대해 1 내지 50 중량부일 수 있다.
상기 흄(fumed) 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매로 상기 기판의 표면을 처리하는 단계;는, 상기 흄 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매를 일정한 패턴으로 상기 기판의 표면에 처리하는 단계일 수 있다.
상기 전도성 금속 박막의 제조 방법에 의해 제조된 전도성 금속 박막의 면저항은 0.01 내지 100Ω/sq일 수 있다.
상기 전도성 금속 박막의 제조 방법에 의해 제조된 전도성 금속 박막의 전기 전도도는 2.8 내지 50 mW·cm일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는, 전술한 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 전도성 금속 박막을 포함하는 전극을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 서로 대향하는 양극 및 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 존재하는 유기층;을 포함하고, 상기 양극 또는 음극은 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 전극인 것인 유기광전자소자를 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 전술한 본 발명의 일 구현예에 따른 전극을 구비하는 배터리를 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 전술한 본 발명의 일 구현예에 따른 전극을 구비하는 태양전지를 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 반도체 전극, 전해질층 및 대향 전극을 포함하며, 상기 반도체 전극이 투명 전극 및 광흡수층으로 이루어지고, 상기 광흡수층이 나노입자 산화물 및 염료를 포함하는 염료감응 태양전지로서, 상기 대향 전극이 전술한 본 발명의 일 구현예에 따른 전극인 것인 염료감응 태양전지를 제공한다.
효과적인 전도성 금속 박막의 제조 방법을 제공하여, 가용성이 뛰어난 전기 또는 전자 회로 기판을 제조할 수 있다.
구체적으로 대면적 전극을 경제적으로 제조할 수 있으며, 상온 공정이 가능한 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 전극 제조 시 동시에 패턴 형성이 가능하여, 공정의 단순화를 달성할 수 있다.
도 1은 전술한 본 발명의 일 구현 예에 따른 전도성 금속 박막의 제조 과정을 도식화 한 것이다.
도 2는 실시 예 1의 방법으로 제조된 알루미늄 박막이 표면에 형성된 기판 사진이다.
도 3은 표면 처리된 기판을 알루미늄 전구체 잉크에 담궈 놓는 시간에 따라 형성되는 알루미늄 박막의 두께 및 전기적 특성 변화를 보여주는 결과이다.
도 4는 상기 실시 예 1과 유사한 방법을 통해 가로, 세로 각각 10cm인 소다라임유리기판위에 만들어진 알루미늄 박막 사진이다.
도 5는 실시 예 2에 따라 소다라임유리기판에 형성된 알루미늄 박막 사진이다.
도 6은 가로, 세로 각각 10cm인 소다라임 유리기판의 금속전구체 분해활성화 촉매로 표면 처리된 부분에만 형성된 알루미늄 박막의 사진이다.
도 2는 실시 예 1의 방법으로 제조된 알루미늄 박막이 표면에 형성된 기판 사진이다.
도 3은 표면 처리된 기판을 알루미늄 전구체 잉크에 담궈 놓는 시간에 따라 형성되는 알루미늄 박막의 두께 및 전기적 특성 변화를 보여주는 결과이다.
도 4는 상기 실시 예 1과 유사한 방법을 통해 가로, 세로 각각 10cm인 소다라임유리기판위에 만들어진 알루미늄 박막 사진이다.
도 5는 실시 예 2에 따라 소다라임유리기판에 형성된 알루미늄 박막 사진이다.
도 6은 가로, 세로 각각 10cm인 소다라임 유리기판의 금속전구체 분해활성화 촉매로 표면 처리된 부분에만 형성된 알루미늄 박막의 사진이다.
이하, 본 발명의 구현 예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현 예에서는, 기판을 준비하는 단계; 흄(fumed) 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매로 상기 기판의 표면을 처리하는 단계; 상기 표면이 금속 전구체 분해활성화 촉매로 처리된 기판을 금속 전구체를 포함하는 잉크 조성물에 함침(impregnation)시키는 단계; 및 상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계;를 포함하는 전도성 금속 박막을 제조하는 방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계;는 상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 금속과 부산물로 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계;일 수 있다.
상기 전도성 금속박막은 알루미늄 박막일 수 있다. 보다 구체적으로 대면적 알루미늄 박막일 수 있다. 이러한 대면적 알루미늄 박막은 다양한 기술 분야에서 전극 등으로 사용될 수 있다.
상기 기판은 유리 기판, 금속 기판, 플라스틱 기판 등일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로 기공이 거의 존재하지 않는 높은 밀도의 기판일 수 있다.
상기 금속 전구체는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
MxR1 yR2 z
상기 화학식 1에서, M은 전도성(conductive) 금속물질을 의미하고, R1은 전도성 물질인 M이 전구체로 존재할 경우 M과 같이 안정한 상태를 유지하기 위해 함께 존재하는 물질이며, R2는 두 가지 원소로만 안정한 화합물로 존재하기 어려운 전도성 물질의 전구체 물질에 단일원소 또는 화합물로 첨가되어 안정성을 유지할 수 있도록 하는 물질이다.
또한, x, y 및 z 는 각각 M, R1 및 R2가 안정한 상태의 화합물로 존재하기 위해 필요한 원자수를 의미한며, x는 1 내지 6이 될 수 있으며, y는 1 내지 6일 될 수 있으며, z는 0 내지 10이 될 수 있다.
예를 들면 금속 전구체가 AlH3일 경우 여기서 M은 Al, R1은 H, x는 1, y는 3이며, z는 0으로 R2는 존재하지 않는다. 다른 예로 금속 전구체가 AlH3O(C4H9)2인 경우 M은 Al, R1은 H, x는 1, y는 3이며, R2는 O(C4H9)2이고 z는 1이다. 경우에 따라 R2에 해당하는 물질은 한 가지 이상이 될 수도 있다.
상기 금속 전구체는 금속 수소화물(metal hydride); 금속 수소화물과 에테르 또는 아민 계열 물질의 복합체; 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 금속 전구체가 상기 예시와 같은 구조인 경우 추후 전도성 금속막 제조 시 금속 전구체 분해반응이 보다 효과적으로 일어날 수 있다.
상기 금속 전구체의 금속은 알루미늄(Al), 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.
보다 구체적으로 상기 금속 전구체는 AlH3, LiH, NaH, KH, RbH, CsH, BeH2, MgH2, CaH2, SrH2가 될 수 있으며, 이러한 금속 전구체의 안정성 증대 및 기능 부여를 위해 에테르 또는 아민 계열 물질을 첨가하여 금속 전구체와 에테르 또는 아민 계열 물질과의 복합체로 존재할 수 있다.
구체적은 예로 OAlH3(C2H5)2, OAlH3(C3H7)2, OAlH3(C4H9)2, AlH3·NMe3, AlH3·NEt3, AlH3·NEt2Me, AlH3·NMe2Et, AlH3·다이옥세인(dioxane), AlH3{S(C2H5)2}, AlH3{S(C4H9)2}, AlH3{S(C4H9)2}, AlH3C9H12 또는 이들의 조합일 수 있다.
여기서 AlH3가 위치한 자리에 상기 다른 금속 전구체인 LiH, NaH, KH, RbH, CsH, BeH2, MgH2, CaH2, SrH2 등이 놓일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 금속 전구체는 AlH3, LiH, NaH, KH, RbH, CsH, BeH2, MgH2, CaH2, SrH2, OAlH3(C2H5)2, OAlH3(C3H7)2, OAlH3(C4H9)2, AlH3·NMe3, AlH3·NEt3, AlH3·NEt2Me, AlH3·NMe2Et, AlH3·다이옥세인(dioxane), AlH3{S(C2H5)2}, AlH3{S(C4H9)2}, AlH3{S(C4H9)2}, AlH3C9H12, OLiH(C2H5)2, OLiH(C3H7)2, OLiH(C4H9)2, LiH·NMe3, LiH·NEt3, LiH·NEt2Me, LiH·NMe2Et, LiH·다이옥세인(dioxane), LiH{S(C2H5)2}, LiH{S(C4H9)2}, LiH{S(C4H9)2}, LiHC9H12, ONaH(C2H5)2, ONaH(C3H7)2, ONaH(C4H9)2, NaH·NMe3, NaH·NEt3, NaH·NEt2Me, NaH·NMe2Et, NaH·다이옥세인(dioxane), NaH{S(C2H5)2}, NaH{S(C4H9)2}, NaH{S(C4H9)2}, NaHC9H12, OKH(C2H5)2, OKH(C3H7)2, OKH(C4H9)2, KH·NMe3, KH·NEt3, KH·NEt2Me, KH·NMe2Et, KH·다이옥세인(dioxane), KH{S(C2H5)2}, KH{S(C4H9)2}, KH{S(C4H9)2}, KHC9H12, ORbH(C2H5)2, ORbH(C3H7)2, ORbH(C4H9)2, RbH·NMe3, RbH·NEt3, RbH·NEt2Me, RbH·NMe2Et, RbH·다이옥세인(dioxane), RbH{S(C2H5)2}, RbH{S(C4H9)2}, RbH{S(C4H9)2}, RbHC9H12, OCsH(C2H5)2, OCsH(C3H7)2, OCsH(C4H9)2, CsH·NMe3, CsH·NEt3, CsH·NEt2Me, CsH·NMe2Et, CsH·다이옥세인(dioxane), CsH{S(C2H5)2}, CsH{S(C4H9)2}, CsH{S(C4H9)2}, CsHC9H12, OBeH2(C2H5)2, OBeH2(C3H7)2, OBeH2(C4H9)2, BeH2·NMe3, BeH2·NEt3, BeH2·NEt2Me, BeH2·NMe2Et, BeH2·다이옥세인(dioxane), BeH2{S(C2H5)2}, BeH2{S(C4H9)2}, BeH2{S(C4H9)2}, BeH2C9H12, OMgH2(C2H5)2, OMgH2(C3H7)2, OMgH2(C4H9)2, MgH2·NMe3, MgH2·NEt3, MgH2·NEt2Me, MgH2·NMe2Et, MgH2·다이옥세인(dioxane), MgH2{S(C2H5)2}, MgH2{S(C4H9)2}, MgH2{S(C4H9)2}, MgH2C9H12, OCaH2(C2H5)2, OCaH2(C3H7)2, OCaH2(C4H9)2, CaH2·NMe3, CaH2·NEt3, CaH2·NEt2Me, CaH2·NMe2Et, CaH2·다이옥세인(dioxane), CaH2{S(C2H5)2}, CaH2{S(C4H9)2}, CaH2{S(C4H9)2}, CaH2C9H12, OSrH2(C2H5)2, OSrH2(C3H7)2, OSrH2(C4H9)2, SrH2·NMe3, SrH2·NEt3, SrH2·NEt2Me, SrH2·NMe2Et, SrH2·다이옥세인(dioxane), SrH2{S(C2H5)2}, SrH2{S(C4H9)2}, SrH2{S(C4H9)2}, SrH2C9H12, 또는 이들의 조합일 수 있다.
구체적인 예를 들어, 이러한 알루미늄 전구체 잉크 제조방법을 설명하도록 한다.
AlCl3(aluminum chloride)와 LiAlH4(Lithium Aluminum Hydride; LAH)을 1:3의 몰비로 용매에 넣고 상온 내지 100℃ 사이의 적절온도에서 1시간동안 가열 교반한 후 필터링 과정을 수행하고 침전물을 제거하고 남은 용액을 알루미늄 전구체 잉크로 사용할 수 있다.
본 명세서에서 상온의 의미는 특별한 외부 에너지의 공급이 없는 상태를 의미하는 것으로 지역, 시간 등에 따라 변할 수 있다.
이때 사용하는 용매에 따라 생성되는 알루미늄 전구체 잉크 종류가 결정되며, 다이에틸에테르(O(C2H5)2)를 용매로 사용하면 생성되는 알루미늄 전구체 잉크는 AlH3{O(C2H5)2}이 되고, 다이부틸에테르(O(C4H9)2)를 용매로 사용하면 생성되는 알루미늄 전구체 잉크는 AlH3{O(C4H9)2}이 되고, 다이에틸설파이드(S(C2H5)2)를 용매로 사용하면 생성되는 알루미늄 전구체 잉크는 AlH3{S(C2H5)2}이 되고, 다이부틸설파이드(S(C4H9)2)를 용매로 사용하면 생성되는 알루미늄 전구체 잉크는 AlH3{S(C4H9)2}이 될 수 있다.
상기 흄 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매는, 티타늄이소프로폭사이드(Ti(O-i-Pr)4, 티타늄 클로라이드(TiCl4), 백금(Pt)계 촉매, 코발트(Co)계 촉매, 니켈(Ni)계 촉매, 망간(Mn)계 촉매, 아연(Zn)계 촉매 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 금속 박막의 제조 방법은, 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매에 의해 상기 금속 전구체가 외부의 에너지 공급 없이 상온 범위에서 금속과 부산물로 분해가 가능하다.
따라서, 본 발명의 일 구현 예에 따른 금속 박막의 제조 방법을 활용하는 경우, 유기 기판 등을 이용하여 금속 박막(또는 패턴)을 형성시키는 것도 가능하며, 열에 취약한 OLED 분야 등의 전극을 효과적으로 제조할 수도 있다.
상기 흄(fumed) 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매로 상기 기판의 표면을 처리하는 단계;는 보다 구체적으로 하기와 같이 수행될 수 있다.
우선 상기 준비된 기판 표면의 이물질 제거를 위해 기판을 세척할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, NaOH 수용액에 기판을 담근 후 약 1시간 동안 초음파세척을 수행할 수 있다. 이후 증류수로 깨끗하게 행군 다음, 아세톤에 담궈 다시 1시간 동안 초음파 세척을 수행할 수 있다. 이후, 에탄올에 옮겨 담아 다시 1시간 동안 초음파 세척을 수행한 후 증류수로 깨끗하게 세척 후 건조할 수 있다.
이렇게 세척된 기판을 평평한 곳에 올려놓은 후 일 예인 AlH3가 Al과 1.5H2로 분해되는데 필요한 활성화 에너지를 낮춰주는 일 예인 촉매 Ti(O-i-Pr)4를 흄(fume) 상태로 기판 표면에 고르게 노출시킬 수 있다.
이때 전체 표면에 Al 박막을 형성하고자 하면 패턴 마스크 없이 전체 표면을 촉매에 노출시켜주면 되고, 기판 위 특정 위치에만 Al 박막을 형성하여 특정 형상을 지닌 패턴형 알루미늄 박막을 형성하기 위해서는 세척된 기판 표면에 특정 형상의 패턴 마스크를 올려놓은 다음 패턴 모양으로 노출된 부분에만 촉매와 접촉시키는 과정으로 표면 처리를 수행할 수 있다.
상기 표면이 금속 전구체 분해활성화 촉매로 처리된 기판을 금속 전구체를 포함하는 잉크 조성물에 함침(impregnation)시키게 되면, 상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성할 수 있다.
전술한 구체적인 예를 들면, 상온의 알루미늄 전구체 잉크에 표면 처리된 기판을 일정 시간 담궈 놓으면 일 예인 Ti(O-i-Pr)4로 표면 처리된 기판 표면에서 알루미늄 전구체인 AlH3의 분해가 집중적으로 일어나 표면처리된 부분에만 Al 박막이 형성된다. 이 때 표면 처리된 기판을 알루미늄 전구체 잉크에 담궈 놓는 시간에 따라 기판 표면에 형성되는 금속 박막(예를 들어, 알루미늄 박막)의 두께를 제어할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 금속 박막의 두께는 10 nm 내지 10㎛일 수 있다. 다만, 이는 요구되는 특성에 따라 선택될 수 있으며 이에 제한되지 않는다.
상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계; 이후, 상기 표면에 금속 박막이 형성된 기판에 잔류하는 잉크 조성물을 제거하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기와 같은 과정으로 기판 표면에 원하는 두께의 금속 박막이 형성되면 금속 전구체 잉크로부터 금속 박막이 형성된 기판을 꺼낸다. 이때 기판에는 금속 전구체 잉크가 잔류하고 있어 그 상태로 보관할 경우 기판에 형성된 금속 박막이 구조적으로 불안정한 상태가 될 수 있으며, 특히 원하지 않는 기판 표면에 금속 박막이 만들어질 수 있다.
그러므로 금속 전구체 잉크 제조에 사용됐던 용매와 같은 종류의 용액으로 기판을 세척해주는 과정을 추가적으로 수행할 수 있다.
도 1은 전술한 본 발명의 일 구현 예에 따른 전도성 금속 박막의 제조 과정을 도식화 한 것이다.
상기 잉크 조성물은 용매 및 금속 전구체를 포함할 수 있다.
상기 용매는 물, 테트라히드로퓨란(THF), 알코올(alcohol)계 용매, 에테르(ether)계 용매, 설파이드(sulfide)계 용매, 톨루엔(toluene)계 용매, 크실렌(xylene) 용매, 벤젠(benzene) 용매(예를 들어, 벤젠, 1,3,5-트리니트로벤젠trinitromethylbenzene 등), 알칸(alkane) 용매(예를 들어, CnH2n +2; C5H12, C6H14, C7H16, C8H18 등), 옥세인(oxane) 용매, 아민(amine) 용매, 폴리올(polyol계) 용매 또는 이들의 조합일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 다만, 상기 용매는 금속 전구체의 종류에 따라 선택적으로 이용될 수 있다.
상기 잉크 조성물은 용매 50 내지 99 중량%; 및 금속 전구체 1 내지 50 중량%를 포함할 수 있다. 이는 효과적으로 전도성 금속 박막을 형성시키기에 적합한 범위일 수 있다.
상기 잉크 조성물은 선택적으로 용액 안정제를 더 포함할 수 있다.
상기 용액 안정제는 다이케톤(diketone), 아미노 알코올(amino alcohol), 폴리아민(polyamine), 에탄올 아민(ethanol amine), 다이에탄올 아민(diethylnol amine), 에탄 티올 (ethane thiol), 프로판 티올(propane thiol), 부탄 티올(butane thiol), 펜탄 티올(pentane thiol), 헥산 티올(hexane thiol), 헵탄 티올 (heptanes thiol), 옥탄 티올(octane thiol), 노난 티올 (nonane thiol), 데칸 티올(decane thiol), 운데칸 티올(undecane thiol) 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 용액 안정제의 함량은, 상기 용매 및 금속 전구체의 함량 100중량부에 대해 1 내지 50 중량부 또는 1 내지 20중량부 일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 표면이 금속 전구체 분해활성화 촉매로 처리된 기판을 금속 전구체를 포함하는 잉크 조성물에 함침(impregnation)시키는 단계는 일반적인 방법에 의해 수행될 수 있다.
상기 전도성 금속 박막의 제조 방법에 의해 제조된 전도성 금속 박막의 면저항은 0.01 내지 100 Ω/sq일 수 있다. 또한, 상기 전도성 금속 박막의 제조 방법에 의해 제조된 전도성 금속 박막의 전기 전도도는 2.8 내지 50 mW·cm 일 수 있다.
이러한 범위는 전기 및/또는 전자 분야의 기판으로 이용되기에 충분한 범위이다.
본 발명의 다른 일 구현 예에서는, 전술한 본 발명의 일 구현 예에 따라 제조된 전극을 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 구현 예에서는, 전술한 전극을 포함하는 유기광전자소자를 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 서로 대향하는 양극 및 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 존재하는 유기층;을 포함하고, 상기 양극 또는 음극은 상기 전극인 것인 유기광전자소자를 제공할 수 있다.
상기 유기층은 정공주입층, 정공전달층, 발광층, 전자전달층, 전자주입층 등을 포함할 수 있다.
상기 유기광전자소자는 유기광전소자, 유기발광소자, 유기태양전지 등일 수 있다. 구체적인 예를 들어 유기발광소자의 경우, 상기 양극 및 음극에서 이동한 정공 및 전자가 유기층에서 엑시톤을 형성하여 빛을 발광할 수 있다.
이러한 소자에 적용되는 전극은 유기물질의 안정성 문제로 인해 저온 공정이 요구되며, 전술한 본 발명의 일 구현 예에 따른 전도성 금속 박막의 제조 방법은 이를 만족시킬 수 있다.
또 다른 본 발명의 일 구현 예에서는, 전술한 본 발명의 일 구현 예에 따른 전극을 구비하는 배터리를 제공한다.
배터리의 구체적인 예로는 리튬 이차 전지가 될 수 있다.
리튬 이차 전지는 사용하는 세퍼레이터와 전해질의 종류에 따라 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 및 리튬 폴리머 전지로 분류될 수 있고, 형태에 따라 원통형, 각형, 코인형, 파우치형 등으로 분류될 수 있으며, 사이즈에 따라 벌크 타입과 박막 타입으로 나눌 수 있다. 이들 전지의 구조와 제조방법은 이 분야에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 리튬 이차 전지는 음극, 양극 및 상기 음극과 양극 사이에 배치된 세퍼레이터, 상기 음극, 양극 및 세퍼레이터에 함침된 전해질, 전지 용기, 그리고 상기 전지 용기를 봉입하는 봉입 부재를 주된 부분으로 하여 구성되어 있다. 이러한 리튬 이차 전지는, 음극, 양극 및 세퍼레이터를 차례로 적층한 다음 스피럴 상으로 권취된 상태로 전지 용기에 수납하여 구성된다.
상기 양극 및 음극는 전류 집전체, 활물질, 바인더 등을 포함할 수 있다. 상기 전류 집전체 등에 전술한 본 발명의 일 구현예에 따른 전극이 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현 예에서는, 전술한 본 발명의 일 구현 예에 따른 전극을 구비하는 태양전지를 제공할 수 있다.
상기 본 발명의 일 구현 예에 따른 전극을 채용한 태양전지의 예로서는 염료 감응 태양전지가 있으며, 상기 염료감응 태양전지는 반도체 전극, 전해질층 및 대향전극을 포함하며, 상기 반도체 전극은 전도성 투명기판 및 광흡수층으로 이루어지며, 전도성 유리기판 상에 나노입자산화물의 콜로이드 용액을 코팅하여 고온의 전기로에서 가열한 후 염료를 흡착시켜 완성된다.
상기 대향 전극으로서 본 발명의 일 구현 예에 다른 그라펜 시트 함유 투명 전극을 사용할 수 있다.
상기 태양전지에 사용되는 나노입자 산화물은 반도체 미립자로서 광 여기하에서 전도대 전자가 캐리어로 되어 애노드 전류를 제공하는 n형 반도체인 것이 바람직하다. 구체적으로 예시하면 TiO2, SnO2, ZnO2, WO3, Nb2O5, Al2O3, MgO, TiSrO3 등을 들 수 있으며, 특히 바람직하게는 아나타제형의 TiO2이다. 아울러 상기 금속 산화물은 이들에 한정되는 것은 아니며, 이들을 단독 또는 두 가지 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이와 같은 반도체 미립자는 표면에 흡착된 염료가 보다 많은 빛을 흡수하도록 하기 위하여 표면적을 크게 하는 것이 바람직하며, 이를 위해 반도체 미립자의 입경이 20nm 이하 정도로 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 염료는 태양 전지 혹은 광전지 분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 아무 제한 없이 사용할 수 있으나, 루테늄 착물이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에 따른 전극은 전술한 용도에 제한되지 않으며, 전극을 이용할 수 있는 분야 및 용도라면 모두 이용 가능하다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시 예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예
1:
기판 상
전면 알루미늄 박막의 제조
알루미늄 전구체 잉크 제조
알루미늄 전구체 잉크 제조 과정은 다음과 같다.
AlCl3과 LiAlH4를 디부틸에테르(dibutylether)에 1:3의 몰비로 혼합한 후 70℃에서 1시간 동안 가열 교반하였다. 1시간 동안 가열 교반된 용액을 필터링하여 부산물은 필터에 거르고 깨끗한 용액을 전도성 물질의 전구체 잉크 즉 알루미늄 전구체 잉크로 사용하였다.
알루미늄 전구체 잉크 제조 시 일반적으로 AlCl3과 LiAlH4를 1:3의 몰비로 사용하나 완전한 반응 유도를 위해 1:5 이상의 몰비로 LiAlH4를 과량 사용할 수 있다.
깨끗이 세척, 건조된 가로, 세로 2.5cm인 소다라임유리기판의 한쪽 표면에만 흄(fume) 상태의 티타늄이소프로폭사이드 (Ti(O-i-Pr)4)를 노출시켰다. 이렇게 표면 처리된 기판을 상온의 알루미늄 전구체 잉크에 10분에서 120분간 함침시킨 후 건져 올려 깨끗한 디부틸에테르(O(C4H9)2)에 담궈 세척한 후 꺼내 건조하였다.
도 2는 실시예 1의 방법으로 제조된 알루미늄 박막이 표면에 형성된 기판 사진이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 알루미늄 전구체 잉크에 표면 처리된 가로 세로 각각 2.5cm 소다라임유리기판을 1시간 동안 담궈 소다라임유리 기판 전면에 형성된 알루미늄 박막이 형성됨을 알 수 있다.
도 3은 표면 처리된 기판을 알루미늄 전구체 잉크에 담궈 놓는 시간에 따라 형성되는 알루미늄 박막의 두께 및 전기적 특성 변화를 보여주는 결과이다.
도 2와 도 3에서 보듯이 단순한 표면처리 후 단순히 알루미늄 잉크에 담궈놓는 방법만으로 기판 표면에 다양한 두께의 전기적 특성이 뛰어난 알루미늄 박막을 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명 일 구현 예에 따른 금속 박막의 제조 방법이 대면적 기판에 알루미늄 전극형성에 적합한지 확인하기 위해 가로, 세로 각각 10cm인 소다라임유리기판을 사용하여 위와같은 과정을 반복하였다. 대면적 알루미늄 전극 형성을 위해서는 전극두께의 편차가 비교적 작게 타나났던 조건(알루미늄 잉크에 기판을 담궈 놓는 시간: 20분)에서 실험을 수행하였다.
도 4는 상기 실시예 1과 유사한 방법을 통해 가로, 세로 각각 10cm인 소다라임유리기판위에 만들어진 알루미늄 박막 사진이다. 도 4에서 보듯이 별다른 손상없이 반사율이 매우 좋은 알루미늄 박막이 기판 표면에 고르게 형성된 것을 확인할 수 있다.
실시예
2:
기판 상
알루미늄 패턴 박막의 제조
알루미늄 전구체 잉크 제조
알루미늄 전구체 잉크 제조는 AlCl3과 LiAlH4를 디부틸에테르(dibutylether)에 1:3의 몰비로 혼합한 후 70℃에서 1시간 동안 가열 교반하였다. 1시간 동안 가열 교반된 용액을 필터링하여 부산물은 필터에 거르고 깨끗한 용액을 전도성 물질의 전구체 잉크 즉 알루미늄 전구체 잉크로 사용하였다. 알루미늄 전구체 잉크 제조 시 일반적으로 AlCl3과 LiAlH4를 1:3의 몰비로 사용하나 완전한 반응 유도를 위해 1:5 이상의 몰비로 LiAlH4를 과량 사용할 수 있다.
깨끗이 세척, 건조된 가로, 세로 2.5cm인 소다라임유리기판의 한쪽 표면에만 흄(fume) 상태의 티타늄이소프로폭사이드 (Ti(O-i-Pr)4)를 노출시켰다. 이 때 기판의 표면 반은 PDMS 필름을 가려 기판 표면의 반만 촉매에 노출되도록 하였다. 이렇게 표면 처리된 기판을 상온의 알루미늄 전구체 잉크에 40분 동안 담궜다 뺀 후 깨끗한 디부틸에테르 (O(C4H9)2)에 담궈 세척한 후 꺼내 건조하였다.
도 5는 실시예 2에 따라 소다라임유리기판에 형성된 알루미늄 박막 사진이다. 도 5에서 보듯이 소다라임유리기판 중 표면처리된 부분만 알루미늄 박막이 형성되는 것을 확인할 수 있다.
이와 같은 방법으로 보다 넓고 복잡한 모양으로 패턴화된 알루미늄 필름을 실시예 2와 같은 방법으로 구현이 가능한지 알아보기 위해 특정한 글자모양과 회로모양의 PET 마스크를 가로, 세로 각각 10cm인 소다라임유리기판 표면에 올려놓고 흄(fume) 상태의 촉매에 노출시키는 방법으로 기판의 특정한 부분만 표면처리를 한 후 알루미늄 전구체 잉크에 약 20분간 담궜다 뺀 후 디부틸에테르로 세척한 후 건조하였다.
도 6은 가로, 세로 각각 10cm인 소다라임 유리기판의 표면처리된 부분에만 형성된 알루미늄 박막의 사진이다.
도 6으로부터 패턴에 따라 고르게 형성되어 특정한 글자모양 및 회로모양의 알루미늄 박막을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (21)
- 기판을 준비하는 단계;
흄(fumed) 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매로 상기 기판의 표면을 처리하는 단계;
상기 표면이 금속 전구체 분해활성화 촉매로 처리된 기판을 금속 전구체를 포함하는 잉크 조성물에 함침(impregnation)시키는 단계; 및
상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계;
를 포함하는 전도성 금속 박막을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계; 이후,
상기 표면에 금속 박막이 형성된 기판에 잔류하는 잉크 조성물을 제거하는 단계를 더 포함하는 전도성 금속 박막을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 잉크 조성물 내 금속 전구체가 상기 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 상기 기판의 표면에 금속 박막을 형성하는 단계;는, 상온에서 수행되는 것인 전도성 금속 박막을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 흄 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매는, 티타늄이소프로폭사이드(Ti(O-i-Pr)4, 티타늄 클로라이드(TiCl4), 백금(Pt)계 촉매, 코발트(Co)계 촉매, 니켈(Ni)계 촉매, 망간(Mn)계 촉매, 아연(Zn)계 촉매 또는 이들의 조합인 것인 전도성 금속 박막을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 전구체는 금속 수소화물(metal hydride);, 금속 수소화물과 에테르 또는 아민 계열 물질의 복합체;, 또는 이들의 조합인 것인 전도성 금속박막을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 전구체의 금속은 알루미늄(Al), 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합인 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 전구체는 AlH3, LiH, NaH, KH, RbH, CsH, BeH2, MgH2, CaH2, SrH2, OAlH3(C2H5)2, OAlH3(C3H7)2, OAlH3(C4H9)2, AlH3·NMe3, AlH3·NEt3, AlH3·NEt2Me, AlH3·NMe2Et, AlH3·다이옥세인(dioxane), AlH3{S(C2H5)2}, AlH3{S(C4H9)2}, AlH3{S(C4H9)2}, AlH3C9H12, OLiH(C2H5)2, OLiH(C3H7)2, OLiH(C4H9)2, LiH·NMe3, LiH·NEt3, LiH·NEt2Me, LiH·NMe2Et, LiH·다이옥세인(dioxane), LiH{S(C2H5)2}, LiH{S(C4H9)2}, LiH{S(C4H9)2}, LiHC9H12, ONaH(C2H5)2, ONaH(C3H7)2, ONaH(C4H9)2, NaH·NMe3, NaH·NEt3, NaH·NEt2Me, NaH·NMe2Et, NaH·다이옥세인(dioxane), NaH{S(C2H5)2}, NaH{S(C4H9)2}, NaH{S(C4H9)2}, NaHC9H12, OKH(C2H5)2, OKH(C3H7)2, OKH(C4H9)2, KH·NMe3, KH·NEt3, KH·NEt2Me, KH·NMe2Et, KH·다이옥세인(dioxane), KH{S(C2H5)2}, KH{S(C4H9)2}, KH{S(C4H9)2}, KHC9H12, ORbH(C2H5)2, ORbH(C3H7)2, ORbH(C4H9)2, RbH·NMe3, RbH·NEt3, RbH·NEt2Me, RbH·NMe2Et, RbH·다이옥세인(dioxane), RbH{S(C2H5)2}, RbH{S(C4H9)2}, RbH{S(C4H9)2}, RbHC9H12, OCsH(C2H5)2, OCsH(C3H7)2, OCsH(C4H9)2, CsH·NMe3, CsH·NEt3, CsH·NEt2Me, CsH·NMe2Et, CsH·다이옥세인(dioxane), CsH{S(C2H5)2}, CsH{S(C4H9)2}, CsH{S(C4H9)2}, CsHC9H12, OBeH2(C2H5)2, OBeH2(C3H7)2, OBeH2(C4H9)2, BeH2·NMe3, BeH2·NEt3, BeH2·NEt2Me, BeH2·NMe2Et, BeH2·다이옥세인(dioxane), BeH2{S(C2H5)2}, BeH2{S(C4H9)2}, BeH2{S(C4H9)2}, BeH2C9H12, OMgH2(C2H5)2, OMgH2(C3H7)2, OMgH2(C4H9)2, MgH2·NMe3, MgH2·NEt3, MgH2·NEt2Me, MgH2·NMe2Et, MgH2·다이옥세인(dioxane), MgH2{S(C2H5)2}, MgH2{S(C4H9)2}, MgH2{S(C4H9)2}, MgH2C9H12, OCaH2(C2H5)2, OCaH2(C3H7)2, OCaH2(C4H9)2, CaH2·NMe3, CaH2·NEt3, CaH2·NEt2Me, CaH2·NMe2Et, CaH2·다이옥세인(dioxane), CaH2{S(C2H5)2}, CaH2{S(C4H9)2}, CaH2{S(C4H9)2}, CaH2C9H12, OSrH2(C2H5)2, OSrH2(C3H7)2, OSrH2(C4H9)2, SrH2·NMe3, SrH2·NEt3, SrH2·NEt2Me, SrH2·NMe2Et, SrH2·다이옥세인(dioxane), SrH2{S(C2H5)2}, SrH2{S(C4H9)2}, SrH2{S(C4H9)2}, SrH2C9H12, 또는 이들의 조합인 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 잉크 조성물은 용매 및 금속 전구체를 포함하는 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 잉크 조성물은 용매 50 내지 99 중량%; 및 금속 전구체 1 내지 50 중량%를 포함하는 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 용매는 물, 테트라히드로퓨란(THF), 알코올(alcohol)계 용매, 에테르(ether)계 용매, 설파이드(sulfide)계 용매, 톨루엔(toluene)계 용매, 크실렌(xylene계)계 용매, 벤젠(benzene)계 용매, 알칸(alkane)계 용매, 옥세인(oxane)계 용매, 아민(amine)계 용매, 폴리올(polyol)계 용매 또는 이들의 조합인 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 잉크 조성물은 용액 안정제를 더 포함하는 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 용액 안정제는 다이케톤(diketone), 아미노 알코올(amino alcohol), 폴리아민(polyamine), 에탄올 아민(ethanol amine), 다이에탄올 아민(diethylnol amine), 에탄 티올 (ethane thiol), 프로판 티올(propane thiol), 부탄 티올(butane thiol), 펜탄 티올(pentane thiol), 헥산 티올(hexane thiol), 헵탄 티올 (heptanes thiol), 옥탄 티올(octane thiol), 노난 티올 (nonane thiol), 데칸 티올(decane thiol), 운데칸 티올(undecane thiol) 또는 이들의 조합인 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 용액 안정제의 함량은, 상기 용매 및 금속 전구체의 함량 100중량부에 대해 1 내지 50 중량부인 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 흄(fumed) 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매로 상기 기판의 표면을 처리하는 단계;는,
상기 흄 상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매를 일정한 패턴으로 상기 기판의 표면에 처리하는 단계인 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전도성 금속 박막의 제조 방법에 의해 제조된 전도성 금속 박막의 면저항은 0.01 내지 100Ω/sq인 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전도성 금속 박막의 제조 방법에 의해 제조된 전도성 금속 박막의 전기 전도도는 2.8 내지 50 mW·cm인 것인 전도성 금속 박막의 제조 방법.
- 제1항에 따라 제조된 전도성 금속 박막을 포함하는 전극.
- 서로 대향하는 양극 및 음극; 및
상기 양극과 음극 사이에 존재하는 유기층;을 포함하고,
상기 양극 또는 음극은 제17항에 따른 전극인 것인 유기광전자소자.
- 제17항에 따른 전극을 구비하는 배터리.
- 제17항에 따른 전극을 구비하는 태양전지.
- 반도체 전극, 전해질층 및 대향 전극을 포함하며, 상기 반도체 전극이 투명 전극 및 광흡수층으로 이루어지고, 상기 광흡수층이 나노입자 산화물 및 염료를 포함하는 염료감응 태양전지로서, 상기 대향 전극이 제17항에 따른 전극인 것인 염료감응 태양전지.
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-
2012
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