KR101394967B1 - 투명전극 제조방법 및 투명전극을 포함하는 전자소자 제조방법 - Google Patents
투명전극 제조방법 및 투명전극을 포함하는 전자소자 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
투명전극 제조방법 및 투명전극을 포함하는 전자소자 제조방법에서, 상기 투명전극의 제조방법은, 베이스 기판 상에 유전체를 도포하여 하유전체층을 형성하는 단계, 상기 하유전체층 상에 금속유기잉크를 도포하여 금속층을 형성하는 단계, 상기 금속층을 패터닝하여 금속 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 금속 패턴이 형성된 하유전체층 상에 유전체를 도포하여 상유전체층을 형성하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 투명전극 제조방법 및 투명전극을 포함하는 전자소자 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세 광소자, 전자소자 등의 제작에 적용되는 투명전극 제조방법 및 투명전극을 포함하는 전자소자 제조방법에 관한 것이다.
투명전극이란 높은 투명도와 전기전도도를 가지는 전극을 의미하며, 액정표시장치(liquid crystal display: LCD), 유기발광표시장치(organic light emitting diode display: OLED) 등의 표시장치의 핵심적인 부품이다. 최근 상기 LCD나 OLED가 적용된 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 소형 휴대용 장치의 확산과 더불어, 상기 투명전극에 대한 기술적 요구가 증가하고 있다.
종래에는 상기 투명전극으로 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), FTO(F-doped tin oxide) 등의 투명 전도성 산화물을 스퍼터링이나 진공증착법 등을 이용하여 투명 절연기판 상에 코팅하여 제작하였다. 그러나, 이들 재료는 취성으로 유연성(flexibility)이 낮으며, 면저항을 10Ω 이하로 낮추기 어려운 문제점을 가지므로, 고집적회로나 대면적 전자소자에 사용되기에는 부적합하다.
상기 문제를 해결하기 위해, 최근에는 2개의 절연체 박막 사이에 금속 박막을 삽입하는 구조를 갖는 다층투명전극이 개발되고 있다. 상기 다층투명전극은 금속 박막의 우수한 전기전도성을 유지하면서 절연체와 금속의 굴절률 차이로 투명도를 개선하는 효과를 장점으로 갖는다. 그리하여, 유연성이 우수하면서도 80% 이상의 투명도와 5Ω 이하의 면저항을 갖는 등 매우 우수한 특성을 갖는다.
그러나, 상기 다층투명전극을 제조하기 위해서는, 상기 다층투명전극의 금속 박막은 정밀한 패턴으로 형성되어야 하므로, 별도의 마스크를 사용하거나 증착이나 스퍼터링 등의 진공 공정이 수반되어야 한다. 또한, 상기 마스크를 사용하는 공정 또는 진공 공정은, 공정이 복잡해지거나 또는 고가의 공정장비를 필요로 하므로 생산성이 낮아지는 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 품질은 유지하며 생산성을 향상시키며 제조원가를 줄일 수 있는 투명전극 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 투명전극을 포함하는 전자소자 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 투명전극 제조방법에서 베이스 기판 상에 유전체를 도포하여 하유전체층을 형성한다. 상기 하유전체층 상에 금속유기잉크를 도포하여 금속층을 형성한다. 상기 금속층을 패터닝하여 금속 패턴을 형성한다. 상기 금속 패턴이 형성된 하유전체층 상에 유전체를 도포하여 상유전체층을 형성한다.
일 실시예에서, 상기 하유전체층 및 상기 상유전체층은, 솔젤(sol-gel) 공정, 이온교환법 또는 나노파티클(nanoparticle)을 용매에 분산시켜 용액화한 용액을 이용하는 공정으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유전체는 황화아연(ZnS), 산화텅스텐(WO3), 산화아연(ZnO), 산화티타늄(TiO2), 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화나트륨(NaF), 탄산세슘(CS2CO3) 및 이들의 변형체들 중 하나 또는 하나 이상이 혼합된 것일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속유기잉크는 금속 나노파티클을 생성하는 전구체, 및 유기용매를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속 나노파티클은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 금속층 상에 레이저를 직접 선택적으로 주사할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레이저가 주사된 금속층은 금속 잉크로부터 금속 나노파티클이 생성되고, 상기 금속 나노파티클이 소결되어 상기 금속 패턴이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 레이저가 주사되지 않은 금속층을 유기용매로 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하유전체층 또는 상기 상유전체층은 복수의 층을 포함하며, 각각의 층의 유전체는 서로 다른 재질일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속층은 복수의 층을 포함하며, 각각의 층은 서로 다른 재질일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하유전체층의 두께는 5~45nm, 상기 금속층의 두께는 10~25nm, 상기 상유전체층의 두께는 5~75nm일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하유전체층의 두께는 30nm, 상기 금속층의 두께는 17nm, 상기 상유전체층의 두께는 60nm일 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전자소자 제조방법은 베이스 기판 상에 제1 전극층, 유기발광층 및 제2 전극층을 차례로 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제1 전극층을 형성하는 단계는, 베이스 기판 상에 유전체를 도포하여 하유전체층을 형성하는 단계, 상기 하유전체층 상에 금속유기잉크를 도포하여 금속층을 형성하는 단계, 상기 금속층을 패터닝하여 금속 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 금속 패턴이 형성된 하유전체층 상에 유전체를 도포하여 상유전체층을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 유기발광층은 정공주입층, 발광층 및 전자주입층을 포함하며, 상기 제1 전극층 상에 도포하여 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 금속층 상에 레이저를 직접 선택적으로 주사할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레이저가 주사된 금속층은 금속 잉크로부터 금속 나노파티클이 생성되고, 상기 금속 나노파티클이 소결되어 상기 금속 패턴이 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 다층투명전극 중 금속 박막도 용액공정으로 제작함으로써, 생산성을 향상시키며 제조원가를 줄일 수 있다. 특히, 상기 금속 박막을 레이저를 통해 패터닝하여 정밀 패턴을 형성할 수 있으므로, 패턴 형성을 위한 별도의 공정을 생략할 수 있어 생산 공정이 단순화되고 이에 따라 생산성 및 제품 원가를 줄일 수 있다.
또한, 상기 공정으로 제조된 다층투명전극은 낮은 면저항을 가지면서 표시장치용으로 적용될 수 있는 충분한 광학적 투명도를 가지며, 나아가 높은 유연성도 가지므로, 대면적 유연전자소자의 투명전극으로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 투명전극 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2a 내지 2e는 도 1의 투명전극 제조방법을 나타낸 공정도들이다.
도 3은 도 2c의 레이저 패턴 공정에 사용되는 레이저 발진모듈을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2c의 레이저 패턴 공정으로 패터닝 된 투명전극의 금속층을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 1에 의해 제조된 투명전극을 포함하는 전자소자를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 전자소자의 발광 상태를 나타낸 평면도이다.
도 2a 내지 2e는 도 1의 투명전극 제조방법을 나타낸 공정도들이다.
도 3은 도 2c의 레이저 패턴 공정에 사용되는 레이저 발진모듈을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2c의 레이저 패턴 공정으로 패터닝 된 투명전극의 금속층을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 1에 의해 제조된 투명전극을 포함하는 전자소자를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 전자소자의 발광 상태를 나타낸 평면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 투명전극 제조방법을 나타낸 흐름도이다. 도 2a 내지 2e는 도 1의 투명전극 제조방법을 나타낸 공정도들이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 투명전극 제조방법은 하유전체층 형성공정(S10), 금속층 형성공정(S20), 금속 패턴 형성공정(S30) 및 상유전체층 형성공정(S40)을 포함한다. 이하, 도 2a 내지 2e를 동시에 참조하여, 상기 투명전극 제조방법을 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 베이스 기판(10) 상에 유전체를 도포하여 하유전체층(20)을 형성한다. 상기 하유전체층(20)은 유전체를 포함하는 용액을 도포하는 용액공정으로 형성된다. 구체적으로, 상기 용액공정이란, 솔젤(sol-gel) 공정, 이온교환법 또는 나노파티클(nanoparticle)을 용매에 분산시켜 용액화한 용액을 베이스 기판(10) 상에 도포하는 공정을 의미한다. 또한, 상기 유전체는 황화아연(ZnS), 산화텅스텐(WO3), 산화아연(ZnO), 산화티타늄(TiO2), 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화나트륨(NaF), 탄산세슘(CS2CO3) 및 이들의 변형체(예를 들어, TiOx, WOx 등)들 중 하나일 수 있다. 이와 달리, 상기 유전체는 상기 열거된 유전체들 중 하나 이상이 혼합된 것일 수 있다.
한편, 상기 하유전체층(20)은 스핀 코팅(spin coating)으로 상기 베이스 기판(10) 상에 도포될 수 있다.
도 1 및 도 2b를 참조하면, 상기 하유전체층(20) 상에 금속유기잉크를 도포하여 금속층(30)을 형성한다. 상기 금속유기잉크는 금속 나노파티클을 생성할 수 있는 전구체(precursor) 및 그 부산물을 포함하며, 금속 나노파티클(nanoparticle)이 용매상에 분산된 금속 나노입자잉크(nanoparticle ink)와는 구별된다. 또한, 상기 금속유기잉크는 유기용매를 포함한다.
한편, 상기 전구체로부터 생성되는 금속 나노파티클은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유기용매로는 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol)이 사용될 수 있다.
또한, 상기 금속유기잉크도 예를 들어, 스핀코팅(spin coating)으로 상기 하유전체층 상에 도포되어 상기 금속층(30)으로 형성될 수 있다.
도 1, 도 2c 및 도 2d를 참조하면, 상기 하유전체층(20) 상에 형성된 금속층(30)을 레이저(60)로 패터닝하여 금속 패턴(40)을 형성한다.
상기 금속층(30)은 이미 설명한 바와 같이, 전구체 및 유기용매를 포함하는 금속유기잉크로 형성되며, 상기 금속유기잉크는 소정 온도 이상의 열이 가해지는 경우 전기 전도성을 가지는 막으로 변형된다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 금속층(30)에 레이저(60)로 열을 가하여 상기 금속층(30)을 전기 전도성을 가지는 금속 패턴(40)으로 형성시킨다.
즉, 상기 금속유기잉크로 형성된 금속층(30)에 레이저(60)를 주사하면, 상기 레이저(60)가 주사된 부분의 금속층(30)은 열을 흡수하여 금속 나노파티클이 생성되고, 상기 금속 나노파티클이 소결되어 금속 패턴으로 형성되며, 상기 레이저(60)가 주사되지 않은 부분의 금속층(30)은 금속유기잉크 상태로 존재하게 된다.
이후, 상기 레이저(60)가 주사되지 않은 부분의 금속층(30)을 유기용매로 제거하면, 상기 하유전체층(20) 상에는 소정 패턴으로 형성된 금속 패턴(40)이 형성된다. 이 경우, 상기 금속 패턴(40)은 금속 나노파티클로 소결된 것으로, 전기 전도성을 갖는다. 한편, 상기 금속 패턴(40)의 전기 전도성을 향상시키기 위해, 상기 금속 패턴(40)을 고온으로 재가열할 수 있다.
도 1 및 도 2e를 참조하면, 상기 금속 패턴(40)이 형성된 하유전체층(20) 상에 유전체를 도포하여 상유전체층(50)을 형성한다. 상기 상유전체층(50)은 상기 하유전체층(20) 형성과 동일하게 유전체를 포함하는 용액을 도포하는 용액공정으로 형성된다.
즉, 상기 상유전체층(50)도 솔젤(sol-gel) 공정, 이온교환법 또는 나노파티클(nanoparticle)을 용매에 분산시켜 용액화한 용액을 베이스 기판(10) 상에 도포하는 용액 공정으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 유전체는 황화아연(ZnS), 산화텅스텐(WO3), 산화아연(ZnO), 산화티타늄(TiO2), 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화나트륨(NaF), 탄산세슘(CS2CO3) 및 이들의 변형체(예를 들어, TiOx, WOx 등)들 중 하나일 수 있다. 이와 달리, 상기 유전체는 상기 열거된 유전체들 중 하나 이상이 혼합된 것일 수 있다. 나아가, 상기 하유전체층(20)은 스핀 코팅(spin coating)으로 상기 베이스 기판(10) 상에 도포될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 금속 패턴(40)의 형성에서 진공증착공정이 수반되지 않는다. 특히, 기존 진공증착공정의 경우, 불필요한 패턴 제거를 위한 습식식각공정이 수반되어야 하므로 환경오염을 유발할 수 있으며, 패턴 제작을 위한 마스크가 필수적이므로 공정이 복잡해지는 문제가 있었다. 그러나, 본 실시예와 같이 용액공정 및 레이저 패터닝 공정을 통해 복수의 층을 포함하는 투명전극(1)을 제조하면, 습식식각공정 이나 마스크 사용이 불필요하므로, 친환경적이며 단순한 공정으로 생산성을 향상시키고 제조원가를 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 제조방법을 통해 제작된 복수의 층을 포함하는 투명전극(1)은 광학적 특성 및 전기적 특성의 측면에서도 우수하다.
구체적으로, 금속박막을 10~20nm의 두께로 형성하는 경우 40% 정도의 투명도를 가지면서 금속 고유의 우수한 전기전도도를 가지는데, 이러한 금속박막을 유전체가 감싸도록 형성하면, 유전체의 높은 굴절률로 인해 금속박막과 유전체는 굴절률 차이가 커져 유전체/금속박막/유전체로 구성되는 다층 구조의 투명도가 향상하게 된다. 이를 이용하여, 본 실시예와 같은 투명 전극을 형성함으로써, 투명도 및 전기 전도도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 은(Ag) 박막의 경우 17nm의 두께에서 최적의 투명도인 49%의 투명도와 13Ω/sq의 면저항을 갖는데, 산화텅스텐(WO3)/은(Ag)/산화텅스텐(WO3) 구조의 투명전극의 경우 하부 산화텅스텐(WO3) 층이 5~45nm, 은(Ag) 층이 10~25nm, 상부 산화텅스텐(WO3)층이 5~75nm의 두께를 갖는 경우 면저항은 13Ω/sq로 유지되면서 투명도가 우수한 것으로 확인되었다. 특히, 하부 산화텅스텐(WO3) 층이 30nm, 은(Ag) 층이 17nm, 상부 산화텅스텐(WO3)층이 60nm의 두께를 갖는 경우 면저항은 13Ω/sq로 유지되면서 투명도는 62%로 최대로 상승함을 실험을 통해 확인하였다.
이와 같이, 본 실시예에 의한 복층의 투명 전극을 형성하여, 일정 수준 이상의 전기 전도도를 가지면서 투명도를 향상시킬 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2a 내지 2e에서는 하유전체층(20) 및 상유전체층(50)이 하나의 층으로 형성된 것을 도시하였으나, 이와 달리, 상기 하유전체층(20) 및 상기 상유전체층(50) 각각은 복수의 층들로 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 층들 각각은 서로 다른 재질의 유전체를 포함할 수도 있다.
마찬가지로, 상기 금속층(30)도 복수의 층들로 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 층들 각각도 서로 다른 재질을 포함할 수 있다.
도 3은 도 2c의 레이저 패턴 공정에 사용되는 레이저 발진모듈을 나타낸 사시도이다.
본 실시예에서 사용된 금속유기잉크는 용액 자체의 투명도가 높으므로 광의 흡수율이 낮으며, 상기 금속유기잉크의 두께도 10~20nm의 범위이므로 레이저의 흡수율이 낮다. 따라서, 상기 레이저 발진모듈(70)에서 주사되는 레이저는 높은 출력을 갖는 것이 바람직하며, 이를 위해 상기 레이저 발진모듈(70)은 복수의 레이저 발진 소자들을 포함하도록 구성된다.
즉, 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 투명전극(1)의 제조방법에서, 상기 금속 패턴(40)을 형성하는 상기 레이저 발진모듈(70)은 복수의 레이저 발진소자들이 일렬로 배열되어 레이저를 발생하는 레이저 발진소자 어레이(71), 상기 레이저 발진소자 어레이(71)에서 발생된 레이저를 평행화하는 렌즈 어레이(72), 및 상기 렌즈 어레이(72)에서 평행화된 레이저를 포커싱(focusing)하여 외부로 주사하는 포커싱 렌즈(73)를 포함한다.
도 4는 도 2c의 레이저 패턴 공정으로 패터닝 된 투명전극의 금속층을 나타낸 평면도이다. 도 4에서는, 도 3의 레이저 발진모듈(70)을 통해 주사된 레이저로 상기 금속층(30)을 패터닝하여 금속 패턴(40)을 형성한 예를 도시하였다.
도 4를 참조하면, 상기 금속 패턴(40)의 너비는 상기 레이저 발진모듈(70)을 통해 주사된 레이저의 선폭보다 다소 넓게 형성되는데, 이는 상기 금속유기잉크의 두께가 얇아 열전달 현상에 의해 주사된 영역의 인접 영역까지 소결 현상이 발생하였기 때문이다.
도 5는 도 1에 의해 제조된 투명전극을 포함하는 전자소자를 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 5의 전자소자의 발광 상태를 나타낸 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 전자소자(2)는 베이스 기판(110), 제1 전극층(160), 유기발광층(170) 및 제2 전극층(180)을 포함한다.
상기 전자소자(2)는 예를 들어, 유기발광다이오드(organic light emitting diode: OLED)일 수 있으며, 상기 제1 전극층(160)은 상기 OLED의 양극(+), 상기 제2 전극층(180)은 상기 OLED의 음극(-)을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 유기발광층(170)은 정공주입층(171), 발광층(172) 및 전자주입층(173)을 포함한다.
종래의 OLED에서는 양극으로 ITO가 주로 사용되었고, 음극으로 알루미늄이 주로 사용되었으나, 본 실시예에서는 상기 양극, 즉 상기 제1 전극층(160)을 도 1에 의해 제조된 투명전극(1)을 사용한다. 즉, 상기 제1 전극층(160)은 하유전체층(120), 금속 패턴(140) 및 상유전체층(150)을 포함하며, 상기 금속 패턴(140)은 레이저를 이용한 국부적 소결로 형성된다. 구체적인 상기 제1 전극층(160)의 구조 및 형성 방법 등은 앞에서 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
이와 같이, 상기 전자소자(2)를 구성하여, 도 6에 도시된 바와 같이 발광 상태를 확인하였다. 도 6에서 확인된 상기 전자소자(2)의 발광 휘도는 5V의 전압에서 약 200cd/m2 이상으로, 일반적인 LCD 모니터의 휘도가 2~300cd/m2 임을 고려하면, 상기 전자소자(2)는 표시장치의 광원으로 사용될 수 있는 충분한 휘도를 갖는 것을 확인할 수 있다.
상기 전자소자(2)의 제1 전극층(160)은 진공증착공정으로 생산되지 않으며 별도의 마스크가 불필요하므로, 친환경적이고 간단한 공정으로 저가의 비용으로 높은 생산성으로 형성할 수 있음에도, 상기와 같이 표시장치에 사용될 수 있는 충분한 휘도를 가진다. 따라서, 상기 전자소자(2)는 OLED를 포함한 다양한 표시장치에 적용될 수 있는 장점을 갖는다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 다층투명전극 중 금속 박막도 용액공정으로 제작함으로써, 생산성을 향상시키며 제조원가를 줄일 수 있다. 특히, 상기 금속 박막을 레이저를 통해 패터닝하여 정밀 패턴을 형성할 수 있으므로, 패턴 형성을 위한 별도의 공정을 생략할 수 있어 생산 공정이 단순화되고 이에 따라 생산성 및 제품 원가를 줄일 수 있다.
또한, 상기 공정으로 제조된 다층투명전극은 낮은 면저항을 가지면서 표시장치용으로 적용될 수 있는 충분한 광학적 투명도를 가지며, 나아가 높은 유연성도 가지므로, 대면적 유연전자소자의 투명전극으로 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 투명전극 제조방법은 LCD, OLED 등의 표시장치에 사용될 수 있는 산업상 이용가능성을 갖는다.
10, 110 : 베이스 기판 20, 120 : 하유전체층
30 : 금속층 40, 140 : 금속 패턴
50, 150 : 상유전체층 70 : 레이저 발진모듈
160 : 제1 전극층 170 : 유기발광층
180 : 제2 전극층
30 : 금속층 40, 140 : 금속 패턴
50, 150 : 상유전체층 70 : 레이저 발진모듈
160 : 제1 전극층 170 : 유기발광층
180 : 제2 전극층
Claims (16)
- 베이스 기판 상에 솔젤(sol-gel) 공정, 이온교환법 또는 나노파티클(nanoparticle)을 용매에 분산시켜 용액화한 용액을 이용하는 공정으로 형성되는 유전체를 도포하여 하유전체층을 형성하는 단계;
상기 하유전체층 상에 금속 나노파티클을 생성하는 전구체, 및 유기용매를 포함하는 금속유기잉크를 도포하여 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층 상에 레이저를 직접 선택적으로 주사하여 상기 레이저가 주사된 금속층은 금속 잉크로부터 금속 나노파티클이 생성되고, 상기 금속 나노파티클이 소결되어 금속 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 금속 패턴이 형성된 하유전체층 상에 솔젤(sol-gel) 공정, 이온교환법 또는 나노파티클(nanoparticle)을 용매에 분산시켜 용액화한 용액을 이용하는 공정으로 형성되는 유전체를 도포하여 상유전체층을 형성하는 단계를 포함하는 투명전극 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 유전체는 황화아연(ZnS), 산화텅스텐(WO3), 산화아연(ZnO), 산화티타늄(TiO2), 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화나트륨(NaF), 탄산세슘(CS2CO3) 및 이들의 변형체들 중 하나 또는 하나 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 금속 나노파티클은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 금속 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 레이저가 주사되지 않은 금속층을 유기용매로 제거하는 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 하유전체층 또는 상기 상유전체층은 복수의 층을 포함하며, 각각의 층의 유전체는 서로 다른 재질인 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 금속층은 복수의 층을 포함하며, 각각의 층은 서로 다른 재질인 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 하유전체층의 두께는 5~45nm, 상기 금속층의 두께는 10~25nm, 상기 상유전체층의 두께는 5~75nm인 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 하유전체층의 두께는 30 nm, 상기 금속층의 두께는 17 nm, 상기 상유전체층의 두께는 60nm인 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법.
- 베이스 기판 상에 제1 전극층, 유기발광층 및 제2 전극층을 차례로 형성하는 전자소자 제조방법에서, 상기 제1 전극층을 형성하는 단계는,
베이스 기판 상에 유전체를 도포하여 하유전체층을 형성하는 단계;
상기 하유전체층 상에 금속유기잉크를 도포하여 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층 상에 레이저를 직접 선택적으로 주사하여 상기 레이저가 주사된 금속층은 금속 잉크로부터 금속 나노파티클이 생성되고, 상기 금속 나노파티클이 소결되어 금속 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 금속 패턴이 형성된 하유전체층 상에 유전체를 도포하여 상유전체층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자 제조방법. - 제13항에 있어서, 상기 유기발광층은 정공주입층, 발광층 및 전자주입층을 포함하며, 상기 제1 전극층 상에 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전자소자 제조방법.
- 삭제
- 삭제
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