KR101592371B1 - 고전도성 pedot:pss 기반 전극의 전사방법 - Google Patents

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Abstract

도너 기재 상에 형성되어, 황산 또는 황산유도체를 함유하는 용액으로 처리된 PEDOT:PSS 박막을 준비하는 단계; 상기 PEDOT:PSS 박막을 폴리머 스탬프에 부착시켜 상기 도너 기재로부터 상기 PEDOT:PSS 박막을 분리하는 단계; 및 상기 폴리머 스탬프에 부착되어 분리된 PEDOT:PSS 박막을 목적 기재 상에 전사하는 단계를 포함하는, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 가공성, 경량성, 유연성, 단순한 코팅 공정, 낮은 생산가 등을 갖는 동시에 고전도성이면서도 황산 등에 의하여 기재(또는 기판) 등의 소자의 구성요소의 손상이 방지되어 높은 효율의 소자 성능을 발휘할 수 있는 PEDOT:PSS 기반 전극을 제조할 수 있다.

Description

고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법{METHOD FOR TRANSFERRING HIGHLY CONDUCTIVE PEDOT:PSS BASED ELECTRODE}
본 발명은 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 스탬프를 이용하여 황산 처리된 고전도성의 PEDOT:PSS 박막을 소자의 구성요소를 포함하는 다양한 기재에 전사하는 방법에 관한 것이다.
투명전극은 LCD, OLED 등의 디스플레이, 터치패널 및 박막태양전지의 필수 구성요소이다. 현재 대부분의 투명전극 소재로 인듐주석산화물(ITO)이 사용되고 있으나, 인듐의 희소성에 따른 가격 상승과 차세대 플렉서블 전자기기에 요구되는 기계적 유연성의 부족 등으로 인해 ITO를 대체할 수 있는 유연한 투명전극의 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 그 후보 물질에는 카본나노튜브, 그래핀 등의 탄소기반 소재와 메탈 메쉬, 메탈 나노와이어, 초박막 메탈 등의 메탈기반 소재, 금속산화물 등에 대한 많은 연구가 진행되었지만 지금까지 개발된 투명전극은 현저하게 전도도가 낮기 때문에 이에 대한 극복이 시급한 실정이다.
ITO를 대체하기 위한 또 다른 투명전극으로서 전도성 고분자는 유기물로 이루어져 일반적인 플라스틱의 장점인 가공성, 경량성, 유연성, 단순한 코팅 공정, 낮은 생산가 등을 갖는 동시에 금속처럼 전기가 통하는 물질이며 가시광 영역에서 투과도가 높기 때문에 ITO 대체 물질로 각광을 받고 있다. 그러나, ITO를 전도성 고분자로 대체하는데 있어 전도성 고분자의 상대적으로 낮은 전기전도도가 문제되었다.
대표적인 전도성 고분자의 일종으로 피닷:피에스에스 (PEDOT:PSS, poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)는 전도성 플라스틱 물질 중에서 전도도가 높고, 가시광 영역에서 투과도가 좋으며, 물에 녹아 있어 친환경적으로 용액 공정이 가능하고 게다가 안정성이 우수하여 가장 널리 사용되고 있는 물질 중의 하나이다. 그러나 투명전극으로 사용하기에는 전도도가 1 S/cm으로 매우 낮으며, 이는 ITO (>5,000 S/cm)와 비교하여 터무니없는 수치이다.
지난 수십여 년 간 PEDOT:PSS의 광학적, 전기적 특성에 대한 많은 연구가 진행되어 왔고, 여러 유기용매나 계면활성제, 산 처리를 통해 전도도를 개선하려는 시도가 있었다. 최근 발표된 비특허문헌 1에 의하면, 1.0 M의 황산(H2SO4) 용액을 PEDOT:PSS 박막에 떨어뜨려 전기전도도 3,065 S/cm 를 얻었다는 보고가 있다. 하지만 전도도 향상을 위한 최적의 제조방법을 제시하지 못하고 있을 뿐만 아니라 ITO를 대체할 만한 전기적 특성을 실현하지 못하여 실질적인 상용화에 한계가 있다.
따라서, 전도성 고분자의 전도도 향상을 위한 최적의 제조방법을 제시함과 동시에, 이를 안정적으로 전극에 구현하여 소자의 성능 및 안정성을 확보하고 유연성을 구비한 전극의 제조 기술 개발이 필요하다.
Yijie Xia, Kuan Sun, and Jianyong Ouyang, Solution-Processed Metallic Conducting Polymer Films as Transparent Electrode of Optoelectronic Devices, Advanced Materials 2012, 24, 2436-2440
본 발명의 일 측면은 전도성 고분자에 황산처리를 하여 전기전도도를 향상시키면서도 황산의 강한 산성으로 인하여 기재(또는 기판)를 비롯한 소자의 구성요소들이 손상됨을 방지하고, 유연성을 확보할 수 있는 전극의 제조방법을 제시하고자 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 도너 기재 상에 형성되어, 황산 또는 황산유도체를 함유하는 용액으로 처리된 PEDOT:PSS 박막을 준비하는 단계; 상기 PEDOT:PSS 박막을 폴리머 스탬프에 부착시켜 상기 도너 기재로부터 상기 PEDOT:PSS 박막을 분리하는 단계; 및 상기 폴리머 스탬프에 부착되어 분리된 PEDOT:PSS 박막을 목적 기재 상에 전사하는 단계를 포함하는, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 가공성, 경량성, 유연성, 단순한 코팅 공정, 낮은 생산가 등을 갖는 동시에 고전도성이면서도 황산 등에 의하여 기재(또는 기판) 등의 소자의 구성요소의 손상이 방지되어 높은 효율의 소자 성능을 발휘할 수 있는 PEDOT:PSS 기반 전극을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법의 공정을 도식화한 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PEDOT:PSS 기반 전극의 패터닝된 형태로 전사하는 방법의 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PEDOT:PSS 기반 전극의 패터닝된 형태로 전사하는 방법의 공정도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리, Si 웨이퍼, Cu 호일, 캡톤 테이프(Kapton tape), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET) 호일에 전사된 고전도성 PEDOT:PSS 박막 사진이다.
도 6은 쿼츠 기판과 황산 처리되지 않은 PEDOT:PSS 박막, 그리고 쿼츠 기판과 황산 처리된 PEDOT:PSS 박막(이하, "H2SO4-P"로 표시) 사이의 90도 필-오프 테스트(peel-off test) 과정 및 결과 그래프이다.
도 7은 황산 처리 전(상)과 후(하)의 PEDOT:PSS 박막의 XPS sulfur binding energy 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 PEDOT:PSS 접착층을 사용하지 않고 전사한 경우(상), PEDOT:PSS 접착층을 사용하고 전사한 경우(중), 및 펜탄(pentane) 용액을 추가 코팅한 경우(하) PEDOT:PSS 박막의 XPS 스펙트럼 결과이다.
도 9는 PEDOT:PSS 접착층을 사용하지 않고 전사한 경우(a)와 PEDOT:PSS 접착층을 사용하고 전사한 경우(b)의 고전도성 PEDOT:PSS 박막의 광학 현미경 이미지이다.
도 10은 PEDOT:PSS 접착층을 사용하고 전사한 고전도성 PEDOT:PSS 박막 (a)과 펜탄(pentane) 용액을 추가 코팅한 박막 (b)의 표면 AFM 이미지다.
도 11은 ITO 박막 및 황산 처리된 PEDOT:PSS 박막(H2SO4-P)의 두께에 따른 투과도 대 면저항(a), 유연한 플라스틱 기판 위에 전사된 황산 처리된 PEDOT:PSS 박막(H2SO4-P)과 유연한 플라스틱 기판 위에 증착된 ITO 박막의 기계적 유연성 테스트 결과(b 및 c)를 나타낸 그래프이다.
도 12는 플라스틱 기판 위에 전사된 황산 처리된 PEDOT:PSS 박막(H2SO4-P)을 투명전극으로 사용한 유연한 유기태양전지의 사진 및 구조(a), 상기 유기태양전지의 전류밀도-전압 곡선(b), 상기 유기태양전지의 기계적 유연성 테스트 결과(c)이다.
도 13은 전사된 황산 처리된 PEDOT:PSS 박막(H2SO4-P)을 상부 투명전극으로 사용한 유기발광소자의 사진 및 구조(a), 상기 유기발광소자의 투과 스펙트럼 및 발광스펙트럼(b), 상기 유기발광소자의 밝기-전압, 전류밀도-전압 곡선(c)이다.
도 14는 본 발명의 방법에 따른 패턴 전사를 통해 구현 가능한 터치 패널의 전극 패턴의 일례이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 황산 또는 황산유도체의 농도를 나타내는 "%"는 특별한 언급이 없는 한 "vol%" 또는 "부피%"로 이해할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "도너 기재"는 전사되기 전의 PEDOT:PSS 박막이 형성된 기재를 의미할 수 있으며, "목적 기재"는 PEDOT:PSS 박막의 전사가 이루어지는 기재를 의미할 수 있다.
본 발명은 전도성 고분자의 일종인 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)를 황산 또는 황산유도체로 후처리함으로써 종래 전도성 고분자의 단점으로 지적되어왔던 낮은 전기전도도 등의 전기적 특성을 획기적으로 향상시켜 ITO를 대체할 수 있는 전극을 제조함에 있어서 활용할 수 있는 PEDOT:PSS 박막의 전사 기술에 관한 것이다.
그 공정은 도 1 및 도 2에 도시되어 있으며, 이를 토대로 본 발명을 설명하고자 한다.
먼저, 도너 기재(10) 상에 형성되어, 황산 또는 황산유도체를 함유하는 용액으로 처리된 PEDOT:PSS 박막(22)을 준비한다.
상기 도너 기재(10)는 유리, 석영, Al2O3 및 SiC로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 후술하는 고농도의 산성 조건에서도 부식의 염려가 없는 무기물 기판이라면 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들어, 유리, 석영, 용융 실리카(fused dilica), 실리콘 웨이퍼 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것이 좋다. 상기 실리콘 웨이퍼에는 Si, SiO2, Si3N4 등이 있다.
도너 기재(10) 상에 형성된 PEDOT:PSS 박막(21)을 준비하여, 황산 또는 황산유도체를 75 내지 100 부피%로 함유하는 용액으로 상기 박막을 처리하고 나서, 상기 용액으로부터 상기 박막을 분리하여 세척하고, 상기 세척된 박막을 60 내지 160℃의 온도에서 건조하는 단계를 포함하여 PEDOT:PSS 박막(22)을 준비할 수 있다.
상기 용액에서 황산 또는 황산유도체 이외의 성분은 물, 알코올류, 아세토니트릴 또는 이들의 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 박막을 상기 용액으로 처리하는 방법은 상기 박막을 상기 용액에 노출시키기 위한 것으로서, 분사, 도포, 첨가, 침지 등의 방법을 사용할 수 있으나, 침지하는 방법이 공정의 간편성 및 반응의 효율 극대화 측면에서 바람직하다.
상기 황산 또는 황산유도체로는 -SO3 - 또는 -SO3H를 포함하는 화합물을 들 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. PEDOT:PSS 내에 존재하는 PSS 부분에는 -SO3 - 또는 -SO3H가 포함되어 있는데, 비슷한 관능기를 가진 황산 또는 황산유도체가 포함된 용매를 사용하면 PEDOT:PSS와의 상호작용이 좋을 것으로 사료된다. 구체적으로 상기 황산 또는 황산유도체는, 메탄술폰산(Methansulfonic acid), 트리플루오르메탄술폰산(Trifluoromethansulfonic acid), 황산(술폰산; Sulfuric acid), 과염소산(Perchloric acid), 벤젠술폰산(Benzenesulfonic acid), 파라톨루엔술폰산(p-Toluenesulfonic acid), 4-에틸벤젠술폰산(4-Ethylbenzenesulfonic acid), 4-술폰프탈산(4-Sulfophthalic acid), 파라크실렌-2-술폰산수화물(p-Xylene-2-sulfonic acid hydrate), 5-아미노-1-나프탈렌술폰산(5-Amino-1-naphthalenesulfonic acid), 8-아미노-2-나프탈렌술폰산(8-Amino-2-naphthalenesulfonic acid), 4-아미노-2-나프탈렌술폰산(4-amino-2-naphthalenesulfonic acid), 타우린(Taurine), 1,4-부탄디술폰산(1,4-Butanedisulfonic acid), 아황산(Sulfurous acid), 비스트리플루오르메탄술폰이미드(Bis(trifluoromethane)sulfonamide) 및 이들의 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 설명의 편의를 위하여, 본 명세서에서는 대표적으로 황산을 사용하여 제조 공정을 설명하고자 한다.
고농도의 황산(H2SO4)은 자동 양성자 교환(autoprotolysis) 작용을 수행함으로써 두 개의 황산(H2SO4) 분자는 다음과 같이 두 개의 이온을 생성한다.
2H2SO4 ↔ H3SO4 + + HSO4 -
PEDOT:PSS의 경우, 분자간 인력에 의해 전기전도도를 띄는 PEDOT 고분자 주변에 음이온성 PSS가 존재하게 된다. 이러한 PSS는 PEDOT의 스태킹(stacking)을 방지하여 용매에 대한 분산성을 향상시키는 역할을 한다. 그러나 낮은 전기전도도의 PSS가 PEDOT 주변에 비전도 분자 사슬을 형성함으로써, 전극의 전기전도도가 전체적으로 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 본 발명에서 초고농도의 황산 또는 황산유도체를 포함한 용액으로 후처리하는 경우, 음이온성 HSO4 -가 PEDOT 주변에 둘러싸게 되고 양이온성 H3SO4 +가 PSS 주변에 둘러싸게 되어, PEDOT과 PSS간의 분자간의 인력(intermolecular force)이 약화되어 "전하가 분리된 전이상태 (charge separated transition state)"를 유도한다.
즉, 초고농도의 H2SO4으로 PEDOT:PSS를 처리하면 상기 두 이온은 양으로 하전된 PEDOT과 음으로 하전된 PSS의 분리된 상태를 안정화시킨다. 이렇게 되면 PEDOT의 강한 π-π 적층형 결합과 백본(backbone)의 강성(rigidity)으로 인하여 치밀한 PEDOT 네트워크가 만들어지게 되고, 무정형의 PEDOT:PSS 알갱이들이 결정성의 나노섬유(nanofibril) 구조로 형성되면서 결정 및 형태 구조에 있어서 상당한 변화가 뒤따른다. 결국 결정성의 PEDOT:PSS 나노섬유(nanofibril)로 구조적 재정렬이 발생한다.
상기 PEDOT:PSS 박막(21)을 침지하는 시간은 황산 또는 황산유도체의 종류 및 농도에 따라 달라질 수 있으나, 본 발명자들의 연구에 따르면, 100 부피%의 황산의 경우는 1 분 ~ 1000분으로 침지시간을 달리하여도 제조된 PEDOT:PSS 박막(22)의 성능에 있어서 큰 변화가 없이 양호한 전도도를 보여주었다. 따라서, 1 분 이상이면 반응에 충분할 것으로 사료된다. 또한, 본 연구자들이 확인한 바에 의하면, 1 주일 동안 침지하여도 PEDOT의 구조 변형이 발생하지 않았고, 전기전도도에도 아무런 영향이 없었으므로, 상한은 정하지 않는 것으로 한다.
그 외의 황산유도체 용액이나, 농도를 달리한 경우에 있어서도, 적정한 침지 시간이 달라질 수도 있으나, 침지 시간이 너무 짧으면 PSS가 탈리되기에 시간이 부족하고 재현성도 떨어질 우려가 있다.
또한, 황산 또는 황산유도체의 농도는 비교적 초고농도로 사용하는 것이 바람직하다. 75 내지 100 부피%로 함유하는 황산 또는 황산유도체의 수용액을 사용하여 제조한 전극의 전기적 특성이 비교적 양호하게 나타났다. 보다 바람직하게는 80 내지 100 부피%로 황산 또는 황산유도체를 함유하는 용액을 사용하는 것이 좋다. 가장 바람직하게는 100 부피%의 황산, 즉, 물 등의 용매가 함유되지 않은 순수한 황산을 사용하여 제조한 전극의 전기적 특성이 가장 우수하게 나타났다. 참고로, 상기 농도를 몰(M)로 계산하면 황산 70 부피%일 때 13.1M, 황산 75부피%일 때 14.1M, 황산 80 부피%일 때 15.0 M 그리고 황산 100 부피%일때 18.8 M 이다.
PEDOT:PSS로부터 탈리된 과량의 분리된(uncoupled) PSS와 H2SO4 또는 그의 유도체는 도너 기재 및 PEDOT:PSS 박막(22)의 표면에 부착되어 있을 수 있는데, 충분한 양의 세척제로 세척하여 제거할 수 있다. 상기 세척제는 물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 그 중에서도 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, PEDOT:PSS 구조 유지에 필요한 최소량의 PSS는 PEDOT에 재편성되어 상대이온으로 작용한다.
PEDOT는 전도성의 물질이나, PSS는 비전도성의 물질이므로 PEDOT:PSS의 구조 유지에 필요한 최소한의 PSS만을 남김으로써 전기전도도의 향상을 꾀할 수 있는 것으로 사료된다.
산을 처리하기 전의 PEDOT:PSS 복합체의 PEDOT:PSS의 몰비율이 약 1:2.0 정도이고, PEDOT:PSS의 결정도가 약 15% 정도이었다면, 이와 같이 황산 처리된 상기 PEDOT:PSS 박막(22)은 PSS에 대한 PEDOT의 몰비율이 1.6 내지 2.0이고, 결정도가 40% 이상인 것으로 전도성이 대략 4,400 S/cm에 근접할 정도로 높게 나타났다. 이러한 황산 처리된 PEDOT:PSS 박막(22)을, 유기전자소자, 예를 들어, 발광다이오드 또는 유기태양전지 등의 전극으로 활용하여 소자의 성능 향상에 기여할 수 있다. 또한, 상기 PEDOT:PSS 박막은 전도성 고분자로서 용액공정이 가장 용이하고 가격이 매우 저렴하다는 장점을 가지고 있다.
그러나 황산처리 공정은 고농도 황산의 강한 산성 특성으로 인해 그 사용에 제약을 받고 있다. 즉, 황산에 내성이 있는 유리 기판 등에 PEDOT:PSS 박막이 코팅된 경우, 이를 황산처리하고 소자의 하부전극으로 사용하여도 큰 문제는 없으나, 황산에 취약한 유연한 플라스틱 기판 등에 PEDOT:PSS 박막이 코팅된 경우에는 적용상 한계가 있다. 또한 소자를 구성하는 유기물, 무기물, 금속 등도 역시 황산에 의해 손상되기 때문에 황산처리를 통한 고전도성 PEDOT:PSS 박막은 소자의 상부 전극으로 사용될 수가 없다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 고농도의 산성 용액 공정을 통해 PEDOT:PSS와 같은 전도성 고분자의 전도도를 향상시킴과 동시에, 고농도의 산성 용액에 취약한 유연 소재, 예를 들어, 플라스틱 등에도 활용하여 유연성을 확보하고자 전사기술을 도입하고자 한다.
도너 기재(10) 상에 형성되어, 황산 또는 황산유도체를 함유하는 용액으로 처리된 PEDOT:PSS 박막(H2SO4-P)(22)을 폴리머 스탬프(31)에 부착시켜 상기 도너 기재(10)로부터 상기 PEDOT:PSS 박막(22)을 분리할 수 있다.
상기 PEDOT:PSS 박막(21)과 상기 도너 기재(10) 사이에는 강한 수소결합이 작용하여 상기 도너 기재(10) 상에 상기 PEDOT:PSS 박막이 강하게 접착되어 있는데, 황산 또는 황산 유도체를 함유하는 용액으로 처리하게 되면, 상기 수소결합이 끊어지거나 약화되어 상기 도너 기재(10)와 상기 PEDOT:PSS 박막(21) 사이의 결합력도 약화된다. 따라서, 상기 H2SO4-P 위에 폴리머 스탬프(31)를 부착시키면 간단하게 상기 도너 기재(10)와 상기 PEDOT:PSS 박막(22)을 분리할 수 있다 (도 1 참조).
상기 폴리머 스탬프(31)는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS), 과불소화 폴리에테르(perfluorinated polyethers; PFPE), 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate; PUA), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol; PVA), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride; PVC), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE), 벤질메타-아크릴레이트(benzylmetha-acrylate), 열박리 테이프(thermal release tape; TRT), UV 박리 테이프 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
PDMS 및 PFPE는 점탄성(viscoelasticity)을 이용하고, PUA의 경우 표면에너지 차를 이용하며, TRT의 경우 TRT에 코팅되어 있는 접착제의 온도 변화에 따른 접착력 및 열팽창계수의 차이를 이용하여 전사를 할 수 있다.
상기 폴리머 스탬프(31)에 부착되어 분리된 PEDOT:PSS 박막(22)을 목적 기재(50) 상에 전사한다.
목적 기재(50)는 고농도의 황산에 취약한 것이라도 무방하므로, 그의 예로는 유리, 석영, SiC, MgO, Si, SiO2, Ge, GaN, AlN, GaP, InP, GaAs, SiC, Al2O3, LiAlO3, MgO, 그래파이트, 그래핀, 플라스틱, 세라믹, 고무 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 목적 기재(50)로 유연성이 있는 소재를 사용한다면 유연한 유기전자소자 구현에 유리할 것이다.
상기 플라스틱 등의 유기물 기재의 예로는, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate, CTA), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)로부터 선택되는 것을 들 수 있나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전사하는 공정은 상기 폴리머 스탬프(31)에 부착된 상기 PEDOT:PSS 박막(22)을 상기 목적 기재(50) 상에 붙인 후 상기 폴리머 스탬프(31)를 떼어내는 과정을 통해 제거함으로써 이루어질 수 있다.
상기 PEDOT:PSS 박막(22)을 상기 목적 기재(50) 상에 붙인 후 상기 폴리머 스탬프(31)를 제거하기 전에 상기 목적 기재(50)에 열을 가하는 공정을 추가할 수 있다. 열에 의하여 H2SO4-P의 PEDOT과 목적 기재(50) 사이의 결합력은 강화되어 폴리머 스탬프(31)를 H2SO4-P로부터 떼어내기가 쉬워진다. 이때 열처리 온도는 50 내지 100℃가 효과적인 전사를 위해 적당하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 상기 분리된 PEDOT:PSS 박막(22)과 상기 목적 기재(50) 사이에 접착층(40)을 추가로 포함하여 H2SO4-P와 목적 기재(50)의 접착력을 증진할 수도 있다. 대부분의 목적 기재(50)에는 접착층(40)이 없이도 전사가 가능하며, 특히 목적 기재(50)가 유기 재료로 이루어진 경우에는 유기물인 목적 기재(50)와 유기물인 H2SO4-P 사이에 반데르발스 인력이 작용하기 때문에 별도의 접착층(40)이 없더라도 양호한 접착력을 확보하여 아주 높은 전사 효율을 얻을 수 있다. 그러나 무기물로만 이루어진 기재의 경우 대부분의 무기물 기재의 표면에 형성된 -OH 기와 수소결합이 가능한 접착층(40)을 목적 기재(50)에 얇게 코팅한 뒤 전사하는 것이 전사 효율을 높일 수 있는 방안이 될 수 있다.
일반적으로, -OH 기가 형성된 목적 기재(50)와 강하게 결합하려면 접착층(40)에는 고분자의 2차 결합 중 비교적 결합력이 강한 수소 결합이 존재하여야 한다. 수소 결합이란 N-H, O-H 또는 F-H와 같은 극성 결합 내의 수소 원자와 전기음성도가 큰 O, N, F와 같은 원자간의 특별한 결합(강한 쌍극자 간의 결합)을 일컫는다. 따라서 -OH 가 형성된 목적 기재(50)의 표면과 강하게 상호작용을 하기 위해서는 접착층(40)으로 사용되는 고분자 내에 수소 원자 및 전기음성도가 크고 비 공유 전자쌍이 있는 O, N, F와 같은 원자간의 극성 결합이 있으면 된다. 수소 결합의 세기는 개별 수소 결합의 세기 및 전체 개수, 밀집도에 의해 결정된다. 강한 수소 결합의 예를 강도 순서대로 나열하면 C-H---N < N-H---N < N-H---O < O-H---O < F-H---F와 같다. 강한 수소 결합을 할 수 있는 작용기의 예로는, C-O, O-H, C-N, C=N (nitrile group), N-H, CO-NH (amide), NH-CO-O- (urethane group), -SO2- (sulfone group)를 들 수 있다. 따라서, 강한 수소 결합을 형성할 수 있는 고분자의 예로는, 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리에틸린이민(polyethylenimine), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리아미드(polyamides), 폴리우레탄(polyurethanes), 폴리설폰(polysulfone)을 들 수 있으며, 이들이 접착층(40)을 이루는 물질로 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이외에도, 황산처리를 하지 않은 PEDOT:PSS 자체도 좋은 접착층(40)으로 사용이 가능하다. 왜냐하면 과량의 PSS에 존재하는 -OH기에 의해 수소결합이 가능하고, 또한 H2SO4-P에서와 같이 PEDOT과 PSS가 공통적으로 존재하므로 H2SO4-P와 결합력이 좋기 때문인 것으로 사료된다.
상기 폴리머 스탬프(31)를 제거한 후, 잔여하는 폴리머 성분을 추가로 제거할 수 있다. 전사된 PEDOT:PSS 박막(22) 상에 폴리머 잔여물이 존재하게 되면, 소자 구성시에 소자의 성능 저하요인이 될 수 있기 때문에 소정의 유기용매가 포함된 용액을 가하여 이러한 문제점을 해결할 수 있을 것이다. 상기 유기용매로는 펜탄(pentane), 자일렌(xylenes), 클로로포름(chloroform), 헥산(hexanes), 트리클로로에틸렌(trichloroethylene), n-헵탄(n-heptane), 톨루엔(toluene) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 상술한 전사방법을 이용하여 H2SO4-P의 패턴을 전극에 전사할 수 있으며, 이를 통해 미세 스케일의 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의하면 도 3에 도시한 바와 같이 다수의 오목부와 볼록부를 가진 네거티브 패턴(negative pattern)이 형성된 Si 몰드(60) 위에 폴리머(예: PDMS)를 고형화시킴으로써 패턴이 형성된 폴리머 스탬프(32)를 만든다. 즉, 황산 또는 황산 유도체를 함유하는 용액으로 처리된 PEDOT:PSS 박막(22)에 부착되는 상기 폴리머 스탬프(32)의 일면이 요철 형상의 패턴으로 이루어진 것일 수 있다.
도너 기재(10) 상의 H2SO4-P(22)를 요철 형상의 폴리머 스탬프(32)에 부착시켜 상기 H2SO4-P(22) 중에서 원하는 영역, 즉 폴리머 스탬프(32)의 패턴의 볼록부에 접촉하는 영역(22a)의 물질만을 폴리머 스탬프(32)에 부착시켜 떼어낸 후 목적 기재(50)에 전사하여 목적 기재(50)에 원하는 패턴을 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 의하면 도 4에 도시한 바와 같이, 평편한 폴리머 스탬프(31)를 통해 H2SO4-P(22)의 전 영역의 물질을 폴리머 스탬프(31)에 부착시켜 떼어낸 후 다수의 오목부와 볼록부를 구비한 요철 형상의 패턴을 가진 기판(70) 상에 접착시킨다. 상기 기판(70)의 볼록부 상에 접착된 H2SO4-P의 박막 영역(2d)을 상기 기판에 전사하여 상기 폴리머 스탬프(31)로부터 분리하여 제거하고, 나머지 영역(22c)만을 패턴 형태로 폴리머 스탬프(31)에 부착하여 분리한다. 상기 폴리머 스탬프(31)에 부착되어 분리된 패턴(22c)을 목적 기재(50)에 전사하여 목적 기재(50)에 원하는 패턴을 얻을 수 있다.
상기의 패턴 전사를 통해 도 14에서와 같은 터치 패널(touch panel)의 전극 패턴을 손쉽게 얻을 수도 있다.
본 발명의 전사기술은 습식 에칭 공정 등을 거칠 필요 없이 폴리머 스탬프를 황산 처리된 PEDOT:PSS 박막에 붙였다가 떼어서 원하는 목적 기재로 옮기고 간단한 열처리 공정만 거치면 전사가 가능한 기술이므로, 도너 기재, 폴리머 스탬프, 목적 기재의 사이즈만 증가시키면 대면적 전사가 가능하다. 또한 전사 스테이지(translation stage) 위에 도너 기재를 배치하고 원통형 롤(cylindrical roll)을 감싸는 폴리머 스탬프를 이용하면 목적 기재로 롤-투-롤 전사 인쇄도 가능하다.
상술한 전사기술을 사용하여 PEDOT:PSS 박막을 형성하는 경우, 프린팅 용액 공정만을 통해 PEDOT:PSS 박막을 형성하는 경우에 비해 얻을 수 있는 장점을 정리하면 다음과 같다.
첫째, PEDOT:PSS가 형성된 기재에 산성 수용액을 직접적으로 처리하는 경우, 물에 녹기 쉽거나 산성 특성에 의해 손상되기 쉬운 금속 산화물, 페로브스카이트, 고분자 전해질(polyelectrolyte) 등의 유기전자소자의 주요 구성층 위에 바로 박막을 형성하기 어려운데, 본 발명의 건조식 전사기술을 사용하면 이와 같은 층들 위에도 손상없이 PEDOT:PSS 박막의 형성이 가능하다.
둘째, 본 발명의 전사기술을 이용하면 하부 기판의 표면특성과 상관 없이 일정한 두께의 PEDOT:PSS 박막 형성이 가능하다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 유리, 실리콘, 금속, 플라스틱 등 다양한 기재에 균일한 두께의 고전도성 PEDOT:PSS 박막을 형성할 수 있을 있다.
셋째, 소프트 리소그래피(soft lithography)로 알려진 패턴 형성 방법을 적용하여 요철 구조를 지닌 폴리머 스탬프를 이용해 박막을 전사함으로써 아주 쉽게 패터닝된 형태의 고전도성 고분자 박막을 형성할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하지는 않는다.
[실시예]
제조예1: PEDOT:PSS 박막의 제조
PEDOT:PSS (Clevios PH1000)을 친수성 실린지 필터(0.45㎛)로 여과하여 큰 사이즈의 입자를 제거하였다. 여액을 2×2㎠의 쿼츠(qurtz) 기재에 스핀-캐스트하고 120℃에서 15 분간 건조하여 PEDOT:PSS 박막을 형성하였다.
황산으로 후처리를 위하여, 상온 하에서, 상기 PEDOT:PSS 박막(<100 nm)을 황산(H2SO4)(Duksan Pure Chemicals, >95%)의 농도 100 vol%의 황산용액에 대하여 10 분 동안 침지하였다.
그리고 나서, 상기 박막을 탈이온수로 충분히 세척한 후 잔류하는 물기를 제거하기 위하여 120℃에서 10 분 이상 건조하여 PEDOT:PSS 박막(>10㎛)을 제조하였다.
이를 통해, 황산 처리되지 않은 PEDOT:PSS 박막과 황산 처리된 PEDOT:PSS 박막을 준비하였다.
제조예2: 황산처리된 PEDOT:PSS 박막의 전사
제조예1에서 제조된 PEDOT:PSS 박막에 PDMS 스탬프를 부착시켜 쿼츠 기재로부터 떼어내고, 이를 유연한 플라스틱(PET 또는 PEN) 기재에 전사하였다. 이때 70℃로 2분간 상기 플라스틱 기재를 가열하여 샘플을 준비하였다.
또한, 상기 유연한 플라스틱 기재에 접착제로 황산 처리하지 않은 PEDOT:PSS 용액을 도포하고 전사하여 추가적인 샘플을 준비하였다.
(참고로, 광학 현미경, AFM, XPS 측정 시에는 플라스틱 기판이 아닌 유리 기판으로 전사하여 측정을 하였다.)
아울러, 상기 접착제를 도포하여 전사한 샘플을 펜탄(pentane) 용액으로 추가 코팅한 샘플도 준비하였다.
분석예1: 황산처리 전후의 PEDOT:PSS 박막과 기재와의 결합 에너지
도 6에서는 쿼츠 기재와 PEDOT:PSS 박막 간의 결합력을 관찰하기 위하여 90도 필-오프 테스트를 하는 과정과 결과를 그림으로 나타내었다.
그림에서 보이는 바와 같이 황산처리하지 않은 PEDOT:PSS 박막은 쿼츠나 유리기판에 코팅시 강하게 접착되어 있음을 확인할 수 있으며, 이러한 이유로 PDMS 스탬프로 옮겨지기 어려우나, 황산처리된 PEDOT:PSS 박막은 기판과의 접착력이 약해져서 쉽게 PDMS 스탬프로 옮겨질 수 있음을 예측할 수 있다.
도 7은 황산 처리 전(상)과 후(하)의 PEDOT:PSS 박막의 XPS sulfur binding energy 결과를 나타낸 그래프이다. 황산처리 전에 비해 황산처리 후에 PEDOT의 결합에너지(167~163 eV)에 해당하는 부분의 강도는 그대로 유지되었으나, PSS-의 결합에너지(171~167 eV)에 해당하는 부분의 강도는 급격하게 줄어들어 전체적인 결합에너지가 급격히 감소하였음을 확인할 수 있다. 이러한 결합에너지 혹은 접착력의 차이는 기재와의 강한 수소 결합을 일으킬 수 있는 과량의 PSS 부분이 황산처리를 통해 현저하게 제거됨으로써 발생되는 것으로 추정된다.
황산 처리를 하지 않은 PEDOT:PSS 박막은 상술한 바와 같이 기재와 접착력이 좋기 때문에 기재와 황산 처리한 고전도성 PEDOT:PSS 박막 사이에서 접착층(adhesive layer)의 역할을 할 수도 있다.
분석예2: 전사된 PEDOT:PSS 박막의 표면 특성
전사된 고전도성 PEDOT:PSS 박막은 도 9에서 나타낸 바와 같이 갈라지거나, 접히거나, 찢어지는 부분이 없이 목적 기재 상에 형성된다. 특히 접착층을 사용한 경우(b) 사용하지 않은 경우(a)에 비하여 PDMS 잔여물로 추정되는 덩어리들이 남아있지 않음을 알 수 있다. 이러한 결과는 접착층을 사용한 경우 보다 균일하고 강한 접착력이 유지된 상태에서 전사가 일어나기 때문으로 추정된다.
그러나 도 10(a)에서 나타낸 바와 같이 접착층을 사용하더라고 nm 크기의 PDMS 잔여물로 추정되는 입자들이 남아있는데, 이는 도 10(b)에 나타내었듯이 PDMS를 녹일 수 있는 펜탄(pentane) 용액을 추가 코팅함으로써 좀 더 제거할 수 있다.
도 8에는 PEDOT:PSS 접착층을 사용하지 않고 전사한 경우(상), PEDOT:PSS 접착층을 사용하고 전사한 경우(중), 및 펜탄 용액을 추가 코팅한 경우(하) PEDOT:PSS 박막의 XPS 스펙트럼 결과를 나타내었다. 도 8에서 Si 원소의 감소량을 통해 접착층의 사용과 펜탄 용액의 추가 코팅에 따른 PDMS 잔여물의 감소 경향을 보다 명확하게 확인할 수 있다.
전사된 고전도성 PEDOT:PSS 박막 상에 PDMS 잔여물이 존재하게 되면, 소자 구성시에 소자의 성능 저하요인이 될 수 있기 때문이 펜탄과 같은 용액 코팅을 통해 이러한 문제점을 해결할 수 있을 것이다.
분석예3: 전사된 PEDOT:PSS 박막의 전기적/기계적 특성
손상 없이 전사된 고전도성 PEDOT:PSS 박막은 전사되기 전과 동일한 전기 전도도(~4400 S/cm)를 지니게 된다. 도 11a는 전사된 고전도성 PEDOT:PSS 박막의 두께에 따른 투과도와 면저항을 변화를 보여준다. 가시광 영역 (550 nm 기준)에서 투과도 90%를 지니는 고전도성 PEDOT:PSS 박막은 46 Ohm/sq의 면저항을 지니는데, 이는 동일한 플라스틱 기재에 증착된 ITO의 투과도 및 면저항 특성과 거의 동일한 수준임을 알 수 있다. 더불어 고전도성 PEDOT:PSS 박막을 유연한 플라스틱 기재에 전사한 뒤 기계적 유연성을 테스트했을 때 ITO가 지니지 못한 월등한 기계적 유연성을 지님을 확인할 수 있었다 (도 11b 및 도 11c).
제조예3: 유기태양전지의 제조
100% 황산(H2SO4)-처리 PEDOT:PSS 박막(H2SO4-P)을 애노드로 사용하여 glass/H2SO4-P/PTB7:PC71BM(90 nm)/Ca(20 nm)/Al(100 nm) 구조의 유기태양전지를 제조하였다(도 12a 참조).
비교를 위하여 ITO를 애노드로 사용하고 그 위에 PEDOT:PSS(30 nm)를 정공 수송층(HTL)으로 추가 코팅하고 나머지는 동일한 구조의 유기태양전지를 제조하였다. 즉, 비교 대상 유기태양전지의 구조는 glass/ITO/PEDOT:PSS(30nm)/PTB7:PC71BM(90nm)/Ca(20nm)/Al(100nm)로 나타낼 수 있다.
제조예4: 유기발광소자의 제조
ITO 전극을 하부투명전극(캐소드)으로 사용하고, 100% 황산(H2SO4)-처리 PEDOT:PSS 박막(H2SO4-P)을 상부투명전극(애노드)으로 사용하여, glass/ITO/ZnO(30 nm)/polyethyleneimine(PEI)(4 nm)/aryl-substituted poly(para-phenylene vinylene) derivative(P-PPV)(70 nm)/MoOx(5 nm)/H2SO4-P 구조의 투명한 유기발광소자를 제조하였다(도 13a 참조).
분석예4: 유기전자소자의 특성 분석
본 발명에 따라 제조된 높은 투과도, 낮은 면저항, 기계적 유연성을 지니는 고전도성 PEDOT:PSS 박막은 차세대 전자소자에서 ITO를 대체하는 유연한 투명전극으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 도 12a 내지 도 12c는 고전도성 PEDOT:PSS 박막을 유연한 유기태양전지의 투명전극으로 사용한 실용예이며, 도 13a 내지 도 13c은 고전도성 PEDOT:PSS 박막을 투명한 유기발광소자의 상부 투명전극 (하부 투명전극은 ITO를 사용함)으로 사용한 실용예를 보여준다. 플라스틱 기재에 전사된 고전도성 PEDOT:PSS 투명전극을 사용한 유연한 유기태양전지의 경우 ITO 투명전극을 사용했을 때와 동일한 광전변환효율 (7.7%)를 보이는 것을 확인하였으며, ITO 투명전극을 사용했을 때와 달리 기계적 유연성 테스트에서 우수한 내구성을 보임을 확인하였다. 또한 유기발광소자의 상부에 고전도성 PEDOT:PSS 박막을 전사하여 상부 투명전극으로 사용한 경우 높은 투과도 (91%, 550 nm 기준)와 높은 밝기 (~ 5500 cd/m2)를 보임을 확인하였다.

Claims (11)

  1. 도너 기재 상에 형성되어, 황산 또는 황산유도체를 함유하는 용액으로 처리된 PEDOT:PSS 박막을 준비하는 단계;
    상기 PEDOT:PSS 박막을 폴리머 스탬프에 부착시켜 상기 도너 기재로부터 상기 PEDOT:PSS 박막을 분리하는 단계; 및
    상기 폴리머 스탬프에 부착되어 분리된 PEDOT:PSS 박막을 목적 기재 상에 전사하는 단계를 포함하는, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전사하는 단계는 상기 폴리머 스탬프에 부착된 상기 PEDOT:PSS 박막을 상기 목적 기재 상에 붙인 후 상기 폴리머 스탬프를 제거하는 것인, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 PEDOT:PSS 박막을 상기 목적 기재 상에 붙인 후 상기 폴리머 스탬프를 제거하기 전에 상기 목적 기재에 50 내지 100℃의 열을 가하는 단계를 추가로 포함하는, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 분리된 PEDOT:PSS 박막과 상기 목적 기재 사이에 접착층을 추가로 포함하는, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 용액으로 처리된 PEDOT:PSS 박막은 황산 또는 황산유도체를 75 내지 100 부피%로 함유하는 용액에 침지 처리된 것인, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리머 스탬프는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS), 과불소화 폴리에테르(perfluorinated polyethers; PFPE), 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate; PUA), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol; PVA), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride; PVC), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE), 벤질메타-아크릴레이트(benzylmetha-acrylate), 열박리 테이프(thermal release tape; TRT), UV 박리 테이프 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 도너 기재는 유리, 석영, 용융 실리카(fused dilica), 실리콘 웨이퍼 및 이들의 조합들으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것인, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 목적 기재는 유리, 석영, SiC, MgO, Si, SiO2, Ge, GaN, AlN, GaP, InP, GaAs, SiC, Al2O3, LiAlO3, MgO, 그래파이트, 그래핀, 플라스틱, 세라믹, 고무 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 PEDOT:PSS 박막에 부착되는 상기 폴리머 스탬프의 일면이 요철 형상의 패턴으로 이루어진 것으로, 상기 도너 기재로부터 상기 PEDOT:PSS 박막의 일부를 패턴 형태로 분리하는 것인, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리머 스탬프에 부착되어 상기 기재로부터 분리된 PEDOT:PSS 박막을 상기 목적 기재 상에 전사하기 전에,
    상기 PEDOT:PSS 박막을 요철 형상의 패턴을 가진 기판 상에 접착시켜 상기 PEDOT:PSS 박막의 일부 영역을 상기 기판에 전사하고, 나머지 영역만을 패턴 형태로 폴리머 스탬프에 부착하여 분리하는 단계를 추가로 포함하는, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 폴리머 스탬프를 제거한 후, 잔여하는 폴리머 성분을 추가로 제거하는, 고전도성 PEDOT:PSS 기반 전극의 전사방법.
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KR20230059978A (ko) 2021-10-27 2023-05-04 동아대학교 산학협력단 고전도성 고분자 원사 제조를 위한 습식 방사 공정 기술

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