KR101391510B1 - Muliple transparent electrode comprising metal nano wire - Google Patents

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김한기
이주현
신현수
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a transparent electrode device. More particularly, the present invention relates to a transparent electrode which includes a lower transparent electrode layer formed on the upper surface of a transparent flexible substrate; a metal nanowire layer formed on the upper surface of the lower transparent electrode layer; and an upper transparent electrode layer formed on the upper surface of the metal nanowire, thereby improving the bonding properties of the transparent flexible substrate and the metal nanowire layer. And the multi-layer transparent electrode device can be applied to a device having high uniformity as the transparent electrode device has a metal nanowire layer with lower surface roughness.

Description

금속 나노와이어를 구비한 다층 투명 전극 소자{Muliple transparent electrode comprising metal nano wire}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-layer transparent electrode having metal nanowires,

본 발명은 투명 전극 소자 및 투명 전극 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 투명 유연 기판의 상면에 형성된 하부 투명 전극층, 하부 투명 전극층의 상면에 형성된 금속 나노와이어 층 및 금속 나노와이어 층의 상면에 형성된 상부 투명 전극층을 구비하여 투명 유연 기판과 금속 나노와이어 층의 접착성을 향상시키고 금속 나노와이어 층의 표면 거칠기를 완화시켜 균일도 높은 소자에 적용 가능한 다층 투명 전극 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent electrode element and a method of manufacturing a transparent electrode element, and more particularly, to a method of manufacturing a transparent electrode element and a method of manufacturing the transparent electrode element by forming a lower transparent electrode layer formed on the upper surface of the transparent flexible substrate, a metal nanowire layer formed on the upper surface of the lower transparent electrode layer, To a multilayer transparent electrode element having an upper transparent electrode layer formed thereon to improve the adhesion between the transparent flexible substrate and the metal nanowire layer and to reduce the surface roughness of the metal nanowire layer so that the multilayer transparent electrode element can be applied to a device having high uniformity.

유연 디스플레이, 유연 트랜지스터, 유연 터치패널, 유연 태양 전지로 대표되는 유연 정보전자 기기는 모두 인듐주석산화물(ITO:Indium Tin Oxide)로 대표되는 투명 유연 전극을 전극으로 사용하여 전류 또는 빛을 제어하게 된다.Flexible displays, flexible transistors, flexible touch panels, and flexible information electronics, such as flexible solar cells, use transparent, flexible electrodes typified by indium tin oxide (ITO) as electrodes to control current or light .

투명 유연 전극이란 PET, PES, PEN과 같은 유연 기판 상에 성막시킨 전극으로 높은 전도도와 가시광 영역(400nm 내지 700nm)에서 80% 이상의 높은 투과도를 가지며, 높은 유연성을 갖기 때문에 유연 정보전자 기기의 전극으로 응용이 가능하다.Transparent flexible electrodes are electrodes formed on flexible substrates such as PET, PES, and PEN. They have high conductivity and transparency of over 80% in visible light (400 nm to 700 nm) and have high flexibility. Application is possible.

현재 투명 유연 전극으로 응용이 가능한 소재로는 여러 가지 투명 전도 산화물(Transparent conducting oxide), 탄소나노튜브, 그래핀, 고분자 전도체가 알려져 있으며, 인듐주석산화물(ITO) 박막이 대표적으로 사용되고 있다. Transparent conducting oxide, carbon nanotubes, graphene, and polymer conductors are known as materials that can be applied as a transparent flexible electrode, and indium tin oxide (ITO) thin films are typically used.

현재 ITO 투명 전극은 가시광선 영역에서 매우 높은 투과도(> 85%)와 매우 낮은 비저항(2~5×10-4 ohm-cm)등 매우 우수한 특성으로 평판 디스플레이 (LCD/AMOLED/E-ink/PDP, FED), 태양전지(DSSC/OSC/CIGS), 터치패널, 투명 TFT, 센서 뿐만 아니라 차세대 광전 소자로 각광받고 있는 플렉시블 디스플레이/태양전지 등에 널리 적용되고 있다. Currently, ITO transparent electrodes are used for flat panel displays (LCD / AMOLED / E-ink / PDP) with very high transparency (> 85%) and very low resistivity (2-5 × 10 -4 ohm- , FED), solar cells (DSSC / OSC / CIGS), touch panels, transparent TFTs and sensors, as well as flexible displays / solar cells that are emerging as next generation photoelectric devices.

현재 대부분의 투명 유연 전극은 우수한 유연성을 조건을 갖추기 위하여 유연 기판상에 스퍼터 공정을 통해 ITO를 증착하여 30-50 Ohm/sqaure 수준의 높은 면저항을 갖는 투명 전극을 형성하는 방식으로 제조되는데, 이러한 투명 전극은 그 면저항이 높아 고품위 유연 디스플레이나 유연 태양전지, 터치패널 제작에 적합하지 않다. 또한, ITO와 같은 투명 전극의 경우, 투과율 및 전기적 특성을 향상시키기 위해 200도 이상의 고온에서 투명 전극을 열처리하는 공정이 필수적으로 요구되는데, 일반적인 투명 전극의 경우 유리 기판에 성막되기 때문에 공정 온도의 제한을 받지 않지만, 유연 기판에 형성되는 투명 유연 전극의 경우에는 유연 기판이 200도 이상의 공정 온도에서 쉽게 열화가 되기 때문에, 고품위의 투명 유연 전극 제작이 불가능하다.Currently, most transparent flexible electrodes are manufactured by depositing ITO on a flexible substrate by sputtering to form a transparent electrode having a high sheet resistance of 30-50 Ohm / sqaure level in order to satisfy excellent flexibility. The electrode has a high sheet resistance, making it unsuitable for manufacturing high-quality flexible displays, flexible solar cells, and touch panels. In addition, in the case of a transparent electrode such as ITO, a process of heat-treating the transparent electrode at a high temperature of 200 degrees or more is indispensably required in order to improve transmittance and electrical characteristics. In general, a transparent electrode is formed on a glass substrate, However, in the case of a transparent flexible electrode formed on a flexible substrate, since the flexible substrate easily deteriorates at a process temperature of 200 degrees or more, it is impossible to produce a transparent electrode of high quality.

즉, 투명 유연 전극은 일반적인 투명 전극의 공정 방식에 의해서는 면저항이 높게 형성되어 전기적 특성이 저하되며, 이를 방지하기 위해 고온의 열처리 과정을 거치게 되면, 열처리 과정에서 유연 기판이 열화되어 고품위의 투명 전극을 제작할 수 없다는 문제가 있었다.That is, when the transparent flexible electrode is subjected to a heat treatment at a high temperature in order to prevent the electric conductivity from being deteriorated due to a high surface resistance due to a general transparent electrode process, the flexible substrate is deteriorated during the heat treatment, There is a problem in that it can not be manufactured.

이러한 ITO 투명 전극의 단점을 극복하기 위해 최근 은(Ag)를 포함한 금속 나노와이어를 이용한 투명 전극 제조에 관한 연구가 전세계적으로 활발하게 진행되고 있는 추세이다. 은 나노와이어를 투명 전극에 적용시 면저항은 20 Ohm/square이하를 가지며 투과도는 가시광선 영역의 경우 평균 75% 이상 나오는 것으로 보고되어 미래의 투명 전극 소재로 주목받고 있다.In order to overcome the disadvantages of such ITO transparent electrodes, researches on the production of transparent electrodes using metal nanowires including silver (Ag) have been actively carried out in the world. Has been reported to have a surface resistance of less than 20 Ohm / square when applying nanowires to transparent electrodes and transmittance of 75% or more in visible light region.

그러나 현재 연구되고 있는 대부분의 금속 나노와이어 전극은 투명 유연 기판 위에 직접 금속 나노와이어를 코팅 형성하는 것으로, 투명 유연 기판에 형성된 금속 나노와이어 층의 표면 거칠기기 매우 높아 균일도(uniformity)을 가지는 소자에 적용하기 곤란하였으며, 투명 유연 기판과의 접착성도 좋지 않아 투명 유연 기판에 형성된 전극이 쉽게 벗겨지거나 전극 패터닝의 과정에서 식각액과 함께 금속 나노와이어 층이 제거되어 전기적 특성이 우수하지 못하다는 문제점을 가졌다.However, most of the currently studied metal nanowire electrodes are formed by directly coating metal nanowires on a transparent flexible substrate, and the surface roughness of the metal nanowire layer formed on the transparent flexible substrate is very high, so that it is applied to devices having uniformity And the adhesion to the transparent flexible substrate is poor, so that the electrode formed on the transparent flexible substrate is easily peeled off or the metal nanowire layer is removed together with the etchant in the process of electrode patterning, so that the electrical characteristics are not excellent.

본 발명은 위에서 언급한 종래 금속 나노와이어 투명 전극소자가 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 높은 유연성을 가지며 투명 유연 기판과의 접착성이 우수한 다층 투명 전극소자를 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the conventional metal nanowire transparent electrode device, and it is an object of the present invention to provide a multilayer transparent electrode device having high flexibility and excellent adhesion to a transparent flexible substrate .

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 열처리 공정없이 제조 가능하여 다양한 투명 유연 기판에 적용 가능한 다층 투명 전극소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a multilayer transparent electrode element which can be manufactured without heat treatment and applicable to various transparent flexible substrates.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 높은 균일도를 가져 우수한 성능을 가지는 전자 디바이스에 적용 가능한 다층 투명 전극소자를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a multilayer transparent electrode element having high uniformity and applicable to an electronic device having excellent performance.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자는 투명 유연 기판과, 투명 유연 기판의 상면에 스퍼터링 방식으로 증착 형성되는 하부 투명 전극층과 하부 투명 전극층의 상면에 코팅 방식으로 코팅 형성되는 금속 나노와이어 층과 금속 나노와이어 층의 상면에 스퍼터링 방식으로 증착 형성되는 상부 투명 전극층을 구비하여 형성된 다층 투명 전극층을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the object of the present invention, the multilayered transparent electrode device according to the present invention comprises a transparent flexible substrate, a lower transparent electrode layer deposited on the upper surface of the transparent flexible substrate by a sputtering method, And a top transparent electrode layer deposited on the top surface of the metal nanowire layer by sputtering.

여기서 금속 나노와이어층은 스핀 코팅 또는 브러쉬 코팅 방식을 통해 코팅 형성되는 것을 특징으로 한다.Wherein the metal nanowire layer is coated by spin coating or brush coating.

여기서 금속 나노와이어층은 Ag, Cr, Ti, Cu, Au, Ni, Al, Mo 중 어느 하나의 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Wherein the metal nanowire layer is formed of any one of Ag, Cr, Ti, Cu, Au, Ni, Al, and Mo.

바람직하게, 하부 투명 전극층 또는 상부 투명 전극층은 자기장에 의한 플라즈마 구속을 통해 투명 유연기판에 대한 플라즈마 손상을 방지하는 대향 타겟 스퍼터링 장치를 통해 스퍼터링 증착 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the lower transparent electrode layer or the upper transparent electrode layer is sputter deposited through a counter-target sputtering device that prevents plasma damage to the transparent flexible substrate through plasma confinement by a magnetic field.

여기서 하부 투명 전극층 또는 상부 투명 전극층은 ITO, ZTO, IZO, IZTO, GZO, AZO, NbTiO2, FTO, ATO, BZO 중 어느 하나로 적용되는 것을 특징으로 한다.Herein, the lower transparent electrode layer or the upper transparent electrode layer is applied to any one of ITO, ZTO, IZO, IZTO, GZO, AZO, NbTiO 2 , FTO, ATO and BZO.

여기서 대향 타겟 스퍼터링 장치는 내부 공간에 진공압이 형성되고, 증착 대상 기판이 내부 공간에 배치되도록 형성되는 스퍼터링 챔버와, 스퍼터링 챔버 내에 장착되어 서로 대향하도록 이격되게 배치되고, 서로 대향하는 면에는 각각 음극 전원에 연결되도록 스퍼터링 타겟 물질이 배치되며, 대향하는 사이 공간이 상기 증착 대상 기판과 이격되게 배치되는 제 1 및 제 2 스퍼터링 건과, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건의 사이 공간에 자기장이 형성되도록 제 1 및 제 2 스퍼터링 건에 각각 장착되는 제 1 및 제 2 마그네트와, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건의 사이 공간으로 반응 가스가 유입되어 플라즈마가 형성되도록 스퍼터링 챔버에 관통 삽입되는 가스 공급관을 포함하고, 플라즈마는 제 1 및 제 2 마그네트에 의해 형성된 자기장에 의해 제 1 및 제 2 스퍼터링 건의 사이 공간에 구속되며 플라즈마에 의해 스퍼터링 타겟 물질의 원자가 방출되어 투명 유연기판에 증착되는 것을 특징으로 한다.Here, the counter-target sputtering apparatus includes a sputtering chamber formed with a vacuum in an inner space and formed so that a substrate to be deposited is disposed in an inner space, and a plurality of sputtering chambers disposed in the sputtering chamber and spaced apart from each other, A first and a second sputtering gun in which a sputtering target material is arranged to be connected to a power source and in which opposite spaces are spaced apart from the substrate to be deposited; And a gas supply pipe inserted into the sputtering chamber such that a reaction gas is introduced into the space between the first and second sputtering guns to form a plasma, By the magnetic field formed by the first and second magnets, the first and second sputtering guns And the atoms of the sputtering target material are released by the plasma and deposited on the transparent flexible substrate.

한편, 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자의 제조 방법은 투명 유연기판의 상면에 스퍼터링 방식으로 하부 투명 전극층을 증착 형성하는 단계와, 하부 투명 전극층의 상면에 코팅 방식으로 금속 나노와이어층을 코팅 형성하는 단계와, 금속 나노와이어층의 상면에 스퍼터링 방식으로 상부 투명 전극층을 증착 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for fabricating a multilayer transparent electrode according to the present invention includes the steps of: depositing a lower transparent electrode layer on the upper surface of a transparent flexible substrate by a sputtering method; forming a metal nanowire layer on the upper transparent electrode layer And depositing an upper transparent electrode layer on the upper surface of the metal nanowire layer by a sputtering method.

본 발명에 의한 다층 투명 전극 소자는 투명 유연 기판의 상면에 하부 투명 전극층을 형성하고 하부 투명 전극층의 상면에 금속 나노와이어 층을 형성하며, 다시 금속 나노와이어 층의 상면에 상부 투명 전극층을 형성 제조함으로써, 투명 유연 기판과 투명 전극 소자의 접착성을 높일 수 있다. The multilayered transparent electrode device according to the present invention includes a lower transparent electrode layer on the upper surface of a transparent flexible substrate, a metal nanowire layer on the upper surface of the lower transparent electrode layer, and an upper transparent electrode layer on the upper surface of the metal nanowire layer , The adhesion between the transparent flexible substrate and the transparent electrode element can be enhanced.

또한 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자는 별도의 열처리 공정 없이도 대향 스퍼터링 방식으로 하부 투명 전극층과 상부 투명 전극층을 형성함으로써, 다양한 투명 유연 기판에 적용 가능하며 우수한 전기적 특성을 가진다.Also, the multi-layer transparent electrode according to the present invention can be applied to various transparent flexible substrates by forming a lower transparent electrode layer and an upper transparent electrode layer by an opposite sputtering method without a separate heat treatment process, and has excellent electrical characteristics.

또한 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자는 종래 투명 전극층으로만 구성되는 투명 전극 소자에 비하여 높은 유연성을 가지며 동시에 우수한 전기적 특성을 가진다.In addition, the multilayered transparent electrode device according to the present invention has higher flexibility than the transparent electrode layer made of a conventional transparent electrode layer, and at the same time has excellent electrical characteristics.

도 1은 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치의 구성을 개략적으로 도시한 일면 개방 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치의 제 1 및 제 2 스퍼터링 건에 대한 구성을 개념적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치의 제 1 및 제 2 스퍼터링 건에 대한 직선 이동 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치의 제 1 및 제 2 스퍼터링 건에 대한 회전 이동 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 위에서 설명한 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자의 FE-SEM 사진을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자의 단면도를 촬영한 사진이다.1 is a view schematically showing a configuration of a multilayer transparent electrode element according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of an opposite target sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a perspective view conceptually showing a configuration of first and second sputtering guns of an opposite target sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view schematically showing an internal structure of an opposite target sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view illustrating a linear movement state of first and second sputtering guns of an opposite target sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view illustrating a rotational movement state of first and second sputtering guns of an opposite target sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
7 is a FE-SEM photograph of the multilayered transparent electrode device according to the present invention described above.
8 is a photograph of a cross-sectional view of a multilayer transparent electrode device according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a configuration of a multilayer transparent electrode element according to the present invention.

도 1을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자(1)는 투명 유연 기판(10)의 상면에 형성된 하부 투명 전극층(20), 하부 투명 전극층(20)의 상면에 형성된 금속 나노와이어 층(30) 및 금속 나노와이어 층(30)의 상면에 형성된 상부 투명 전극층(40)을 구비하여 구성된다.1, a multilayered transparent electrode element 1 according to the present invention includes a lower transparent electrode layer 20 formed on the upper surface of a transparent flexible substrate 10, a metal layer 20 formed on the upper surface of the lower transparent electrode layer 20, And a top transparent electrode layer 40 formed on the upper surface of the nanowire layer 30 and the metal nanowire layer 30.

투명 유연 기판(10)은 유동성을 가지는 기판으로서, 유연 기판 소재인 PET(polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene Naphthalate), PES(polyether sulfone), PC(Polycarbonate), PI(Polyimide) 등이 적용될 수 있다. The transparent flexible substrate 10 may be made of a flexible substrate such as PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyether sulfone), PC (polycarbonate) or PI (polyimide).

금속 나노와이어 층(30)은 용액 공정(solution process)을 통해 형성되는데, 예를 들어 스핀 코팅 또는 브러쉬 코팅 방식을 통해 도포되는 형태로 코팅 형성될 수 있으며, Ag, Cr, Ti, Cu, Au, Ni, Al, Mo 중 어느 하나의 금속으로 이루어진 금속 나노와이어 코팅액을 하부 투명 전극층(20)의 상면에 도포하는 방식으로 코팅 형성될 수 있다.The metal nanowire layer 30 is formed through a solution process. For example, the metal nanowire layer 30 may be formed by a spin coating method or a brush coating method. The metal nanowire layer 30 may be formed of Ag, Cr, Ti, Cu, Au, A metal nanowire coating liquid composed of any one of Ni, Al, and Mo may be coated on the upper surface of the lower transparent electrode layer 20.

하부 투명 전극층(20) 또는 상부 투명 전극층(40)은 ITO, ZTO, IZO, IZTO, GZO, AZO, NbTiO2, FTO, ATO, BZO 중 어느 하나로 적용될 수 있는데, 이러한 하부 투명 전극층(20) 또는 상부 투명 전극층(40)은 종래 기술과 달리 증발법에 의한 증착 공정이 아니라 스퍼터링 공정을 통해 증착 형성된다. 이때, 하부 투명 전극층(20) 또는 상부 투명 전극층(40)은 자기장에 의한 플라즈마 구속을 통해 증착 대상 기판에 대한 플라즈마 손상을 방지하는 별도의 대향 타겟 스퍼터링 장치를 통해 스퍼터링 증착 형성된다. The lower transparent electrode layer 20 or the upper transparent electrode layer 40 may be applied to any one of ITO, ZTO, IZO, IZTO, GZO, AZO, NbTiO 2 , FTO, ATO and BZO. Unlike the prior art, the transparent electrode layer 40 is deposited by a sputtering process instead of a vapor deposition process. At this time, the lower transparent electrode layer 20 or the upper transparent electrode layer 40 is sputter deposited through a separate counter-target sputtering device that prevents plasma damage to the substrate to be deposited through plasma confinement by a magnetic field.

상부 투명 전극층(40)을 스퍼터링 공정으로 형성하는 과정에서 금속 나노와이어 층(30)에 열이 가해지는 경우, 금속 나노와이어는 끊어져 수직화되는 문제가 발생하는데, 본 발명에서는 대향 타겟 스퍼터링 장치를 통해 상온에서 상부 투명 전극층(40)을 형성함으로써 금속 나노와이어 층에 플라즈마 데미지(damage)가 가해지는 것을 방지함과 동시에 금속 나노와이어가 수직화되는 것을 방지한다.When heat is applied to the metal nanowire layer 30 in the process of forming the upper transparent electrode layer 40 by the sputtering process, the metal nanowires are broken and become vertical. In the present invention, By forming the upper transparent electrode layer 40 at room temperature, plasma damage is prevented from being applied to the metal nanowire layer and the metal nanowires are prevented from being vertical.

여기서 하부 투명 전극층(20)은 20~40nm두께로 형성되며, 금속 나노와이어 층(30)은 30~100nm의 두께로 형성되며, 상부 투명 전극층(40)는 20~40nm의 두께로 형성된다. 플렉서블 투명전극의 특성을 고려했을 때, 상부와 하부 투명 전극층(20, 40)은 금속 나노와이어의 표면 거칠기와 금속 나노와이어의 접착성을 증가시킬 수 있는 10nm 이상으로 형성되어야 하며 동시에 구부림에 의해 크랙(crack)이 생기지 않는 40nm 이하의 두께를 가져야 한다. 한편, 금속 나노와이어층(30)의 두께는 소자의 요구 저항을 기준으로 10 내지 200 Ohm/square을 가지며 동시에 투과도 특성을 고려하여 30nm부터 100nm까지의 값을 갖는다. 바람직하게, 하부 투명 전극층(20) 또는 상부 투명 전극층(40)은 금속 나노와이어층(30)의 두께 비율을 기준으로 30% 내지 70% 정도로 형성된다.The lower transparent electrode layer 20 is formed to a thickness of 20 to 40 nm, the metal nanowire layer 30 is formed to a thickness of 30 to 100 nm, and the upper transparent electrode layer 40 is formed to a thickness of 20 to 40 nm. Considering the characteristics of the flexible transparent electrode, the upper and lower transparent electrode layers 20 and 40 should be formed to have a surface roughness of 10 nm or more, which can increase the adhesion of the metal nanowire and the surface roughness of the metal nanowire, it should have a thickness of 40 nm or less without causing cracks. On the other hand, the thickness of the metal nanowire layer 30 is 10 to 200 Ohm / square based on the required resistance of the device, and has a value ranging from 30 nm to 100 nm in consideration of the transmittance characteristic. Preferably, the lower transparent electrode layer 20 or the upper transparent electrode layer 40 is formed to a thickness of about 30% to about 70% based on the thickness ratio of the metal nanowire layer 30.

본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자는 투명 유연 기판(10)의 상면에 먼저 하부 투명 전극층(20)을 형성한 후, 하부 투명 전극층(20)의 상면에 용액 공정으로 금속 나노와이어 코팅액을 코팅시킨 후 건조하여 금속 나노와이어 층(30)을 형성한다. 다음으로 금속 나노와이어 층(30)이 형성된 투명 유연 기판(10)에 상부 투명 전극층(40)을 형성하여 본 발명에 따른 투명 전극 소자를 생성하는데, 여기서 상부 투명 전극층(40)은 대향 스퍼터링 공정을 통해 형성된다.
In the multilayered transparent electrode device according to the present invention, the lower transparent electrode layer 20 is first formed on the upper surface of the transparent flexible substrate 10, the metal nanowire coating solution is coated on the upper surface of the lower transparent electrode layer 20 by a solution process And dried to form a metal nanowire layer 30. [ Next, an upper transparent electrode layer 40 is formed on the transparent flexible substrate 10 on which the metal nanowire layer 30 is formed to produce the transparent electrode according to the present invention, wherein the upper transparent electrode layer 40 is formed by an opposite sputtering process Lt; / RTI >

이하에서는 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자의 하부 투명 전극층 또는 상부 투명 전극층을 생성하는 과정을 보다 구체적으로 살펴보다.
Hereinafter, the process of forming the lower transparent electrode layer or the upper transparent electrode layer of the multilayered transparent electrode according to the present invention will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치의 구성을 개략적으로 도시한 일면 개방 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치의 제 1 및 제 2 스퍼터링 건에 대한 구성을 개념적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional side view of an opposite target sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross- FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an internal structure of an opposite target sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치(50)는 스퍼터링 챔버(100)와, 스퍼터링 챔버(100) 내부에 서로 대향되게 배치되는 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)과, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)에 각각 장착되어 자기장을 형성하는 제 1 및 제 2 마그네트(300a,300b)와, 반응 가스를 공급하는 가스 공급관(400)을 포함하여 구성된다.The counter target sputtering apparatus 50 according to an embodiment of the present invention includes a sputtering chamber 100, first and second sputtering guns 200a and 200b disposed to face each other inside the sputtering chamber 100, First and second magnets 300a and 300b mounted on the first and second sputtering guns 200a and 200b to form a magnetic field and a gas supply pipe 400 for supplying a reactive gas.

스퍼터링 챔버(100)는 스퍼터링 공법에 의한 하부 투명 전극층 또는 상부 투명 전극층의 형성 과정이 일어나는 공간으로, 별도의 진공 펌프(미도시)를 통해 내부 공간에 진공압이 형성되도록 구성되며, 내부 공간의 일측에는 투명 전극층 증착 대상인 투명 유연 기판이 투입 배치된다. The sputtering chamber 100 is a space in which a process of forming a lower transparent electrode layer or an upper transparent electrode layer by a sputtering process takes place and a vacuum pressure is formed in an inner space through a separate vacuum pump (not shown) A transparent flexible substrate to which a transparent electrode layer is to be deposited is placed and placed.

제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)은 스퍼터링 챔버(100) 내부에 장착되어 서로 대향하도록 이격되게 배치되며, 서로 대향하는 면에는 각각 음극 전원에 연결되도록 스퍼터링 타겟 물질(T)이 배치된다. 스퍼터링 타켓 물질(T)은 형성하고자 하는 하부 투명 전극층(20) 또는 상부 투명 전극층(40)과 동일한 물질로 이루어지는데, ITO, ZTO, IZO, IZTO, GZO, AZO, NbTiO2, FTO, ATO, BZO 중 어느 하나로 이루어진다. The first and second sputtering guns 200a and 200b are mounted inside the sputtering chamber 100 so as to be spaced apart from each other so as to face each other and a sputtering target material T is disposed on the surfaces of the sputtering target material T . The sputtering target material T is made of the same material as the lower transparent electrode layer 20 or the upper transparent electrode layer 40 to be formed and is made of ITO, ZTO, IZO, IZTO, GZO, AZO, NbTiO 2 , FTO, ATO, BZO .

스퍼터링 타겟 물질(T)은 평판 플레이트 형태로 형성되어 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 서로 대향하는 면에 외부 노출되는 형태로 배치된다. 이때, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)은 상호 대향하는 사이 공간이 투명 유연 기판(10)으로부터 이격되게 위치하도록 스퍼터링 챔버(100) 내부에 배치된다. 이와 같은 스퍼터링 건(200a,200b)은 사각 또는 원통형 케이스 형태로 형성될 수 있으며, 내부에는 스퍼터링 타겟 물질(T)에 음극 전원이 연결되도록 별도의 전극 단자가 형성될 수 있다. 이러한 스퍼터링 건(200a,200b) 자체의 구성은 스퍼터링 공정에서 일반적으로 사용되는 공지된 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다.The sputtering target material T is formed in the form of a flat plate and disposed in such a manner that it is exposed to the mutually facing surfaces of the first and second sputtering guns 200a and 200b. At this time, the first and second sputtering guns 200a and 200b are disposed inside the sputtering chamber 100 such that mutually opposed spaces are spaced apart from the transparent flexible substrate 10. The sputtering guns 200a and 200b may be formed in a square or cylindrical case, and a separate electrode terminal may be formed in the sputtering target material T so that a cathode power source is connected to the sputtering target material. Since the structure of the sputtering guns 200a and 200b itself is a well-known technique generally used in the sputtering process, detailed description is omitted.

제 1 및 제 2 마그네트(300a,300b)는 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 사이 공간에 자기장이 형성되도록 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)에 각각 장착된다. 이때, 제 1 및 제 2 마그네트(300a,300b)는 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 사이 공간에서 일정한 방향의 자기장이 형성되도록 서로 다른 극성이 서로 마주 보도록 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 스퍼터링 건(200a)에 장착된 제 1 마그네트(300a)는 N극이 제 2 마그네트(300b)에 대향되도록 배치되고, 제 2 스퍼터링 건(200b)에 장착된 제 2 마그네트(300b)는 S극이 제 1 마그네트(300a)에 대향되도록 배치될 수 있으며, 이를 통해 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간에 일정한 방향의 자기장(E)이 형성된다.The first and second magnets 300a and 300b are mounted on the first and second sputtering guns 200a and 200b so that a magnetic field is formed between the first and second sputtering guns 200a and 200b. In this case, the first and second magnets 300a and 300b are preferably arranged so that the polarities of the first and second magnets 300a and 300b are opposite to each other such that a magnetic field of a certain direction is formed in the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b. 3 and 4, the first magnet 300a mounted on the first sputtering gun 200a is arranged so that its N pole is opposed to the second magnet 300b, and the second magnet 300b, The second magnet 300b mounted on the first magnet 200b may be disposed such that the S pole is opposed to the first magnet 300a and the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b A magnetic field E is formed.

가스 공급관(400)은 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간으로 반응 가스가 유입되도록 스퍼터링 챔버(100)에 관통 삽입된다. 이러한 가스 공급관(400)에는 별도의 반응 가스 저장 탱크(미도시)로부터 반응 가스가 공급되도록 연결 배관(미도시)이 연결된다. 가스 공급관(400)을 통해 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간으로 반응 가스가 유입되면, 반응 가스는 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간에서 플라즈마(P) 상태로 변환된다. 이러한 원리는 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)에 음극 전원이 인가됨으로써, 반응 가스에 음극 전원에 의한 반응이 일어나 반응 가스가 플라즈마(P) 상태로 변화되는 것으로, 일반적인 스퍼터링 공정에서 적용되는 원리이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The gas supply pipe 400 is inserted into the sputtering chamber 100 through which the reactive gas flows into the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b. A connection pipe (not shown) is connected to the gas supply pipe 400 to supply the reaction gas from a separate reaction gas storage tank (not shown). When the reaction gas flows into the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b through the gas supply pipe 400, the reactive gas flows into the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b, State. The principle of this is that the cathode power source is applied to the first and second sputtering guns 200a and 200b to cause reaction of the reaction gas with the cathode power source to change the reaction gas into a plasma (P) state. The detailed description thereof will be omitted.

이와 같은 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(50)는 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간에서 제 1 및 제 2 마그네트(300a,300b)에 의해 일정한 방향의 자기장(E)이 형성된다. 따라서, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이에서 형성되는 플라즈마(P)는 제 1 및 제 2 마그네트(300a,300b)의 자기장에 의해 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간에 구속된다. 즉, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간에서 형성되는 플라즈마(P)는 양이온 및 전자 상태로 존재하므로, 이러한 입자들은 자기장(E)에 의한 자기력을 받아 자기장 공간 내에 구속되며, 플라즈마(P) 내에서 입자들은 자기장(E)에 의해 더욱 활발하게 운동하게 된다. 이와 같이 플라즈마(P)가 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간에 구속된 상태에서 플라즈마 입자들이 스퍼터링 타겟 물질(T)에 부딪혀 스퍼터링 타켓 물질(T) 원자를 방출시키고, 방출된 입자들이 투명 유연 기판(S2)에 증착되는 방식으로 하부 투명 전극층 또는 상부 투명 전극층이 형성된다.According to this structure, the sputtering apparatus 50 according to an embodiment of the present invention is configured such that the first and second magnets 300a and 300b in the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b A magnetic field E is formed. The plasma P formed between the first and second sputtering guns 200a and 200b is applied to the first and second sputtering guns 200a and 200b by the magnetic fields of the first and second magnets 300a and 300b, The space is constrained to space. That is, since the plasma P formed in the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b exists in a cation and an electron state, these particles are confined within the magnetic field space by receiving magnetic force by the magnetic field E, Particles in the plasma (P) move more actively by the magnetic field (E). In this way, in the state where the plasma P is confined in the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b, the plasma particles collide with the sputtering target material T to emit atoms of the sputtering target material T, The lower transparent electrode layer or the upper transparent electrode layer is formed in such a manner that the particles are deposited on the transparent flexible substrate S2.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(50)는 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)에 제 1 및 제 2 마그네트(300a,300b)를 장착하고 서로 대향 배치시킴으로써, 제 1 및 제 2 마그네트(300a,300b)의 자기장에 의해 플라즈마(P)를 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간에 구속할 수 있고, 이에 따라 플라즈마 입자가 직접 투명 유연 기판(S2)에 접촉되는 것을 방지할 수 있어 스퍼터링 공정시 투명 유연 기판(S2)의 플라즈마 손상을 방지할 수 있다. 또한, 플라즈마 입자가 직접 투명 유연 기판(S2)에 접촉되지 않음으로써, 상부 투명 전극층의 형성시 금속 나노와이어 층에 열이 발생되는 것을 방지하며 상온에서 상부 투명 전극층을 형성하여 금속 나노와이어가 끊어져 수직화되는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, the sputtering apparatus 50 according to the embodiment of the present invention is configured such that the first and second magnets 300a and 300b are mounted on the first and second sputtering guns 200a and 200b, The plasma P can be confined in the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b by the magnetic fields of the first and second magnets 300a and 300b, It is possible to prevent the plasma of the transparent flexible substrate S2 from being damaged during the sputtering process. Further, since the plasma particles are not directly contacted with the transparent flexible substrate S2, heat is prevented from being generated in the metal nanowire layer when the upper transparent electrode layer is formed, and the upper transparent electrode layer is formed at room temperature to break the metal nanowires, Can be prevented.

한편, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)은 스퍼터링 챔버(100) 내부에서 수평 방향으로 서로 이격되게 배치되고, 가스 공급관(400)은 이러한 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간으로 반응 가스를 유입시킬 수 있도록 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간으로부터 이격되게 연직 하부에 배치될 수 있다. 이때, 투명 유연 기판(S2)은 가스 공급관(400)과 상하 방향으로 서로 마주보도록 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 사이 공간으로부터 이격되게 연직 상부에 배치될 수 있다. 이러한 구조에 따라 반응 가스가 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간으로 직접 유입되므로, 반응 가스의 플라즈마 생성 효율이 더욱 증가하여 투명 유연 기판(S2)에 대한 증착 속도 및 효율이 향상된다.The first and second sputtering guns 200a and 200b are spaced apart from each other in the horizontal direction within the sputtering chamber 100 and the gas supply pipe 400 is disposed between the first and second sputtering guns 200a and 200b. And may be disposed vertically downward from the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b to allow the reaction gas to flow into the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b. At this time, the transparent flexible substrate S2 may be vertically disposed so as to be spaced apart from the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b so as to face the gas supply pipe 400 in the vertical direction. According to this structure, since the reactive gas is directly introduced into the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b, the plasma generation efficiency of the reactive gas is further increased to improve the deposition rate and efficiency of the transparent flexible substrate S2 do.

또한, 투명 유연 기판(S2)의 전체 표면에 균일한 분포로 하부 투명 전극 또는 상부 투명 전극층을 증착시킬 수 있도록 투명 유연 기판(10)은 스퍼터링 챔버(100) 내부에서 직선 이동할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해 스퍼터링 챔버(100) 내부에는 투명 유연 기판(S2)을 직선 이동시킬 수 있는 별도의 기판 이송 수단(600)이 구비될 수 있는데, 이러한 기판 이송 수단(600)은 투명 유연 기판(S2)을 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 사이 공간으로부터 일정한 이격 간격을 유지시키며 일정한 속도로 직선 이동시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 투명 유연 기판(S2)에 균일한 분포의 하부 투명 전극층 또는 상부 투명 전극층이 형성될 수 있다. 기판 이송 수단(600)은 LM 가이드 또는 이송 벨트 시스템 등 각종 기계 요소를 통해 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 독립적으로 구성될 수도 있다.The transparent flexible substrate 10 is preferably configured to be linearly movable in the sputtering chamber 100 so that the lower transparent electrode or the upper transparent electrode layer can be deposited on the entire surface of the transparent flexible substrate S2 with a uniform distribution Do. To this end, a separate substrate transfer means 600 for linearly moving the transparent flexible substrate S2 may be provided in the sputtering chamber 100. The substrate transfer means 600 may include a transparent flexible substrate S2, It is preferable that the first and second sputtering guns 200a and 200b are configured to be able to linearly move at a constant speed while maintaining a constant spacing from the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b. A transparent electrode layer or an upper transparent electrode layer may be formed. The substrate transfer means 600 may be constructed in various ways through various mechanical elements such as an LM guide or a conveyor belt system, and may be configured independently as shown in FIGS. 2 and 4.

또한, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 별도의 이동 수단(500)을 통해 서로 근접하거나 멀어지는 방향으로 직선 이동하도록 구성되고, 아울러, 각 스퍼터링 건(200a,200b)은 수평 회동축(210)을 중심으로 각각 회동 가능하게 결합된다.
In addition, the first and second sputtering guns 200a and 200b are configured to move linearly in a direction approaching or separating from each other through separate moving means 500 as shown in FIGS. 2 and 4, The keys 200a and 200b are pivotally coupled to each other around the horizontal pivot shaft 210. [

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치의 제 1 및 제 2 스퍼터링 건에 대한 직선 이동 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대향 타겟 스퍼터링 장치의 제 1 및 제 2 스퍼터링 건에 대한 회전 이동 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 5 is a schematic view illustrating a linear movement state of first and second sputtering guns of an opposite target sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross- Fig. 2 is a schematic view showing the rotational movement state of the apparatus with respect to the first and second sputtering guns.

제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)은 도 5에 도시된 바와 같이 서로 근접하거나 멀어지는 방향으로 직선 이동 가능하도록 스퍼터링 챔버(100) 내부에 장착될 수 있으며, 스퍼터링 챔버(100)에는 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)을 이와 같이 직선 이동시키는 이동 수단(500)이 장착될 수 있다.The first and second sputtering guns 200a and 200b may be mounted inside the sputtering chamber 100 so as to be linearly movable in a direction approaching or moving away from each other as shown in FIG. And moving means 500 for linearly moving the second sputtering guns 200a and 200b as described above.

이동 수단(500)은 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)을 각각 지지하도록 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)에 각각 결합되는 제 1 및 제 2 지지체(510a,510b)와, 제 1 및 제 2 지지체(510a,510b)에 동시에 수평 방향으로 관통 결합되는 스크류 로드(520)와, 스크류 로드(520)를 회전 구동하는 구동 모터(540)를 포함하여 구성된다.The moving means 500 includes first and second supports 510a and 510b respectively coupled to the first and second sputtering guns 200a and 200b to respectively support the first and second sputtering guns 200a and 200b, A screw rod 520 which is horizontally coupled to the first and second supports 510a and 510b at the same time and a driving motor 540 for driving the screw rod 520 to rotate.

제 1 및 제 2 지지체(510a,510b)는 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 하부에 각각 결합되어 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)을 지지하는 지지 브래킷(511)과, 지지 브래킷(511)의 하부에 결합되어 스크류 로드(520)에 관통 결합되는 이동 블록(512)을 포함하여 구성된다. 스크류 로드(520)의 외주면에는 도 5에 도시된 바와 같이 중심부로부터 양측단 방향으로 서로 다른 방향의 나사산(R1,R2)이 각각 형성되고, 제 1 및 제 2 지지체(510a,510b)는 서로 다른 방향의 나사산(R1,R2)에 각각 나사 결합되도록 스크류 로드(520)에 관통 결합된다. 또한, 스크류 로드(520)는 별도의 지지 블록(530)에 의해 양단이 회전 가능하게 결합된다.The first and second supports 510a and 510b are respectively coupled to the lower portions of the first and second sputtering guns 200a and 200b as shown in FIGS. 2, 4, and 5, And a moving block 512 coupled to the lower portion of the supporting bracket 511 and penetratingly connected to the screw rod 520. The supporting bracket 511 supports the supporting brackets 200a and 200b. As shown in FIG. 5, screw rods R1 and R2 are formed on the outer circumferential surface of the screw rod 520 in directions different from each other in the direction of both sides from the central portion, and the first and second supports 510a and 510b To the screw rod (520) so as to be threadedly engaged with the threads (R1, R2) In addition, the screw rod 520 is rotatably coupled at both ends by a separate support block 530.

이러한 구조에 따라, 스크류 로드(520)가 구동 모터(540)에 의해 일 방향으로 회전하게 되면, 서로 다른 방향의 나사산(R1,R2)에 각각 나사 결합된 제 1 및 제 2 지지체(510a,510b)는 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 나사산을 따라 서로 다른 방향으로 직선 이동하며 서로 근접하거나 멀어지는 방향으로 직선 이동하게 된다.According to this structure, when the screw rod 520 is rotated in one direction by the driving motor 540, the first and second supports 510a and 510b (not shown) screwed to the threads R1 and R2, respectively, As shown in Figs. 5A and 5B, are linearly moved in different directions along a thread, and linearly moved in a direction approaching or separating from each other.

예를 들면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 구동 모터(540)에 의해 스크류 로드(520)가 시계 방향으로 회전하면, 제 1 및 제 2 지지체(510a,510b)가 서로 근접하는 방향으로 이동하고, 이에 따라 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 이격 간격이 좁아지게 된다. 반대로 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 구동 모터(540)에 의해 스크류 로드(520)가 반시계 방향으로 회전하면, 제 1 및 제 2 지지체(510a,510b)가 서로 멀어지는 방향으로 이동하고, 이에 따라 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 이격 간격이 넓어지게 된다.5 (a), when the screw rod 520 is rotated clockwise by the driving motor 540, the first and second supporting bodies 510a and 510b are moved in a direction So that the spacing between the first and second sputtering guns 200a and 200b is narrowed. 5 (b), when the screw rod 520 is rotated counterclockwise by the driving motor 540, the first and second supporting bodies 510a and 510b move in directions away from each other , So that the spacing between the first and second sputtering guns 200a and 200b is increased.

제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 이격 간격이 좁아지면, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간이 작아질 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 마그네트(300a,300b)의 이격 거리가 좁아져 자기장의 세기가 더욱 강해지게 되므로, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간에서 형성되는 플라즈마(P)의 생성 효율이 향상되고, 이에 따라 스퍼터링 타겟 물질(T)의 방출 정도가 증가하여 투명 유연 기판(S2)에 대한 증착 속도 및 밀도가 증가한다. 반대로, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 이격 간격이 넓어지면, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간이 증가할 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 마그네트(300a,300b)의 이격 거리가 넓어져 자기장의 세기가 더욱 약해지게 되므로, 플라즈마(P)의 생성 효율이 감소되고, 이에 따라 투명 유연 기판(S2)에 대한 증착 속도 및 밀도가 감소한다.When the spacing between the first and second sputtering guns 200a and 200b is narrowed, not only the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b is reduced but also the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b The generation efficiency of the plasma P formed in the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b is improved and the sputtering target material T is formed in the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b, The deposition rate and density of the transparent flexible substrate S2 are increased. On the contrary, when the spacing between the first and second sputtering guns 200a and 200b is increased, the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b is increased, and the first and second magnets 300a and 300b Is decreased, the intensity of the magnetic field is weakened, so that the generation efficiency of the plasma P is reduced, and thus the deposition rate and density of the transparent flexible substrate S2 are reduced.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(40)는 이와 같이 이동 수단(500)의 작동을 통해 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)을 서로 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써, 투명 유연 기판(S2)에 대한 증착 속도 및 밀도를 조절할 수 있다.Thus, the sputtering apparatus 40 according to the embodiment of the present invention can move the first and second sputtering guns 200a and 200b toward or away from each other through the operation of the moving means 500, The deposition rate and density of the flexible substrate S2 can be controlled.

또한, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)은 도 6에 도시된 바와 같이 서로 대향하는 방향에 대한 직각 방향의 수평 회동축(210)을 중심으로 회동 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들면, 전술한 제 1 및 제 2 지지체(510a,510b)에 수평 방향의 회동축(210)이 형성되고, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)은 이러한 회동축(210)을 중심으로 회전 가능하도록 제 1 및 제 2 지지체(510a,510b)에 결합될 수 있다. 이때, 도시되지는 않았으나 별도의 회전 구동 모터(미도시)가 구비되어 회동축(210)을 회전시킴으로써, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)이 회동축(210)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다.The first and second sputtering guns 200a and 200b may be pivotally coupled about a horizontal pivot axis 210 in a direction perpendicular to the mutually opposing directions as shown in FIG. For example, the horizontal support shaft 210 is formed on the first and second support members 510a and 510b, and the first and second sputtering guns 200a and 200b support the rotation shaft 210 And may be coupled to the first and second supports 510a and 510b to be rotatable about the center. At this time, although not shown, a separate rotary drive motor (not shown) is provided to rotate the rotary shaft 210 so that the first and second sputtering guns 200a and 200b rotate around the rotary shaft 210 Lt; / RTI >

이와 같이 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)이 서로 대향하는 방향에 대한 직각 방향의 수평 회동축(210)을 중심으로 회전하게 되면, 도 6의 (a), (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b) 사이 공간의 형태가 변화하게 되므로, 이에 따라 제 1 및 제 2 마그네트(300a,300b)에 의한 자기장 형태가 변화하게 된다. 이와 같이 자기장의 형태가 변화하게 되면, 플라즈마(P)에 대한 구속력 또한 변화하게 되므로, 제 1 및 제 2 스퍼터링 건(200a,200b)의 회전 상태에 따라 플라즈마(P)의 형태가 변화하게 된다. 이와 같이 플라즈마(P)의 형태가 변화함에 따라 스퍼터링 타겟 물질(T)의 방출량 등이 변화하게 되므로, 이를 통해 투명 유연 기판(S2)에 대한 증착 속도 및 밀도를 조절할 수 있다.
When the first and second sputtering guns 200a and 200b are rotated about the horizontal pivot axis 210 in the direction perpendicular to the direction in which the first and second sputtering guns 200a and 200b face each other, The shape of the space between the first and second sputtering guns 200a and 200b is changed as shown in FIG. 3B, so that the shape of the magnetic field by the first and second magnets 300a and 300b is changed. As the shape of the magnetic field changes in this manner, the binding force with respect to the plasma P also changes. Therefore, the shape of the plasma P changes according to the rotation state of the first and second sputtering guns 200a and 200b. As the shape of the plasma P changes, the emission amount of the sputtering target material T changes, so that the deposition rate and density of the transparent flexible substrate S2 can be controlled.

도 7은 위에서 설명한 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자의 사진을 도시한 것이다. 도 7(a)에 도시된 종래 은 나노와이어 전극과 도 7(b)에 도시된 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자를 비교하여 살펴보면, 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자는 종래 은 나노와이어 전극과 비교하여 표면 거칠기가 우수함을 확인할 수 있다.
7 is a photograph of the multilayered transparent electrode device according to the present invention described above. The multilayer transparent electrode device according to the present invention can be applied to a conventional nanowire electrode and a multilayer transparent electrode device according to the present invention as compared with the conventional nanowire electrode shown in FIG. 7 (a) and the multilayered transparent electrode device according to the present invention shown in FIG. It can be confirmed that the surface roughness is excellent.

도 8은 본 발명에 따른 다층 투명 전극 소자의 단면도를 촬영한 사진이다.8 is a photograph of a cross-sectional view of a multilayer transparent electrode device according to the present invention.

도 8에 도시되어 있는 바와 같이 하부 투명 전극층과 상부 투명 전극층의 사이에 은 나노와이어 층이 형성되어 있으며, 하부 투명 전극층과 상부 투명 전극층을 통해 은 나노와이어 층과 투명 유연 기판 사이에 이격없이 접착되어 있음을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 8, a silver nanowire layer is formed between the lower transparent electrode layer and the upper transparent electrode layer, and the silver nanowire layer is bonded to the transparent flexible substrate through the lower transparent electrode layer and the upper transparent electrode layer without separation .

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.

10: 투명 유연 기판 20: 하부 전극층
30: 금속 나노와이어 층 40: 상부 전극층
100: 10: transparent flexible substrate 20: lower electrode layer
30: metal nanowire layer 40: upper electrode layer
100:

Claims (11)

투명 유연 기판; 및
상기 투명 유연 기판의 상면에 스퍼터링 방식으로 증착 형성되는 하부 투명 전극층과, 상기 하부 투명 전극층의 상면에 코팅 방식으로 코팅 형성되는 금속 나노와이어 층과, 상기 금속 나노와이어 층의 상면에 스퍼터링 방식으로 증착 형성되는 상부 투명 전극층을 구비하여 형성된 다층 투명 전극층을 포함하며
상기 상부 투명 전극층은 상기 금속 나노와이어 층의 수직화를 방지하는 대향 타겟 스퍼터링 장치를 통해 스퍼터링 증착 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자.
Transparent flexible substrate; And
A lower transparent electrode layer deposited on the upper surface of the transparent flexible substrate by a sputtering method, a metal nanowire layer coated on the upper surface of the lower transparent electrode layer in a coating manner, and a metal layer formed on the upper surface of the metal nanowire layer by sputtering And an upper transparent electrode layer formed on the upper transparent electrode layer
Wherein the upper transparent electrode layer is sputter deposited through an opposite target sputtering device to prevent verticalization of the metal nanowire layer.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 나노와이어 층은 스핀 코팅 또는 브러쉬 코팅 방식을 통해 코팅 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the metal nanowire layer is formed by a spin coating method or a brush coating method.
제 2 항에 있어서,
상기 금속 나노와이어 층은 Ag, Cr, Ti, Cu, Au, Ni, Al, Mo 중 어느 하나의 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자.
3. The method of claim 2,
Wherein the metal nanowire layer is formed of any one of Ag, Cr, Ti, Cu, Au, Ni, Al, and Mo.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 투명 전극층 또는 상부 투명 전극층은 ITO, ZTO, IZO, IZTO, GZO, AZO, NbTiO2, FTO, ATO, BZO 중 어느 하나로 적용되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the lower transparent electrode layer or the upper transparent electrode layer is applied to any one of ITO, ZTO, IZO, IZTO, GZO, AZO, NbTiO 2 , FTO, ATO and BZO.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하부 투명 전극층은 20~40nm두께로 형성되며,
상기 금속 나노와이어 층은 30~100nm의 두께로 형성되며,
상기 상부 투명 전극층는 20~40nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The lower transparent electrode layer is formed to a thickness of 20 to 40 nm,
The metal nanowire layer is formed to a thickness of 30 to 100 nm,
Wherein the upper transparent electrode layer is formed to a thickness of 20 to 40 nm. 제 1 항에 있어서,
상기 대향 타겟 스퍼터링 장치는
내부 공간에 진공압이 형성되고, 증착 대상 기판이 내부 공간에 배치되도록 형성되는 스퍼터링 챔버;
상기 스퍼터링 챔버 내에 장착되어 서로 대향하도록 이격되게 배치되고, 서로 대향하는 면에는 각각 음극 전원에 연결되도록 스퍼터링 타겟 물질이 배치되며, 대향하는 사이 공간이 상기 증착 대상 기판과 이격되게 배치되는 제 1 및 제 2 스퍼터링 건;
상기 제 1 및 제 2 스퍼터링 건의 사이 공간에 자기장이 형성되도록 상기 제 1 및 제 2 스퍼터링 건에 각각 장착되는 제 1 및 제 2 마그네트; 및
상기 제 1 및 제 2 스퍼터링 건의 사이 공간으로 반응 가스가 유입되어 플라즈마가 형성되도록 상기 스퍼터링 챔버에 관통 삽입되는 가스 공급관
을 포함하고, 상기 플라즈마는 상기 제 1 및 제 2 마그네트에 의해 형성된 자기장에 의해 상기 제 1 및 제 2 스퍼터링 건의 사이 공간에 구속되며, 상기 플라즈마에 의해 상기 스퍼터링 타겟 물질의 원자가 방출되어 상기 투명 유연기판에 증착되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자.
The method according to claim 1,
The opposite target sputtering apparatus
A sputtering chamber in which a vacuum is formed in an inner space, and a substrate to be deposited is disposed in an inner space;
A sputtering target material disposed on the surfaces facing each other to be connected to a negative electrode power source, and a first space and a second space disposed opposite to each other, the spaces being opposed to each other; 2 sputtering gun;
First and second magnets mounted on the first and second sputtering guns, respectively, so that a magnetic field is formed between the first and second sputtering guns; And
A sputtering chamber in which a reaction gas is introduced into a space between the first and second sputtering guns to form a plasma,
Wherein the plasma is confined to a space between the first and second sputtering guns by a magnetic field formed by the first and second magnets and atoms of the sputtering target material are released by the plasma, Wherein the transparent electrode layer is formed on the transparent electrode layer.
투명 유연기판의 상면에 하부 투명 전극층을 형성하는 단계;
상기 하부 투명 전극층의 상면에 용액 공정으로 은 나노와이어 코팅액을 코팅한 후 건조시켜 금속 나노와이어 층을 형성하는 단계;
상기 금속 나노와이어 층이 형성된 상기 투명 기판을 스퍼터링 챔버에 장착시킨 후, 상기 금속 나노와이어 층의 상면에 상부 투명 전극층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 상부 투명 전극층은 상기 금속 나노와이어 층의 수직화를 방지하는 대향 타겟 스퍼터링 방식으로 상기 금속 나노와이어 층의 상면에 스퍼터링 증착 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자의 제조 방법.
Forming a lower transparent electrode layer on an upper surface of the transparent flexible substrate;
Forming a metal nanowire layer on the lower transparent electrode layer by coating a silver nanowire coating solution on the upper surface of the lower transparent electrode layer by a solution process and then drying;
And forming an upper transparent electrode layer on the upper surface of the metal nanowire layer after mounting the transparent substrate on which the metal nanowire layer is formed in a sputtering chamber,
Wherein the upper transparent electrode layer is sputter deposited on the upper surface of the metal nanowire layer by an opposite target sputtering method to prevent verticalization of the metal nanowire layer.
제 7 항에 있어서,
상기 금속 나노와이어층은 스핀 코팅 또는 브러쉬 코팅 방식을 통해 코팅 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the metal nanowire layer is formed by a spin coating method or a brush coating method.
제 8 항에 있어서,
상기 금속 나노와이어층은 Ag, Cr, Ti, Cu, Au, Ni, Al, Mo 중 어느 하나의 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the metal nanowire layer is formed of any one of Ag, Cr, Ti, Cu, Au, Ni, Al, and Mo.
제 7 항에 있어서,
상기 하부 투명 전극층 또는 상부 투명 전극층은 ITO, ZTO, IZO, IZTO, GZO, AZO, NbTiO2, FTO, ATO, BZO 중 어느 하나로 적용되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자의 제조 방법. 8. The method of claim 7,
Wherein the lower transparent electrode layer or the upper transparent electrode layer is applied to any one of ITO, ZTO, IZO, IZTO, GZO, AZO, NbTiO 2 , FTO, ATO and BZO. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하부 투명 전극층은 20~40nm두께로 형성되며,
상기 금속 나노와이어 층은 30~100nm의 두께로 형성되며,
상기 상부 투명 전극층는 20~40nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 투명 전극 소자의 제조 방법.11. The method according to any one of claims 7 to 10,
The lower transparent electrode layer is formed to a thickness of 20 to 40 nm,
The metal nanowire layer is formed to a thickness of 30 to 100 nm,
Wherein the upper transparent electrode layer is formed to a thickness of 20 to 40 nm.
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