KR102024647B1 - Solution type ITO including inorganic ligand and Method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ITO 입자와; 상기 ITO 입자를 둘러싸고 아이오딘 함유 무기 리간드를 포함하는 용액형 ITO를 제공한다.The present invention is ITO particles; Solution ITO surrounding the ITO particles and comprising an iodine-containing inorganic ligand is provided.

Description

무기 리간드를 갖는 용액형 ITO 및 그 제조 방법{Solution type ITO including inorganic ligand and Method of fabricating the same}Solution type ITO having an inorganic ligand and a method for producing the same {Solution type ITO including inorganic ligand and Method of fabricating the same}

본 발명은 ITO 입자에 관한 것으로, 특히 아이오딘 함유 무기 리간드를 포함하는 용액형 ITO 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to ITO particles, and more particularly, to a solution type ITO comprising an iodine-containing inorganic ligand and a method for producing the same.

사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 유기발광다이오드표시장치(organic light emitting diode display device : OELD) 등과 같은 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다. As the society enters the information age, the display field for processing and displaying a large amount of information has been rapidly developed. In response, a liquid crystal display device (LCD) and an organic light emitting diode display device ( Various flat panel display devices such as organic light emitting diode display devices (OELD) have been developed and are in the spotlight.

예를 들어, 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 구동된다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다. 따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.For example, the liquid crystal display device is driven by using the optical anisotropy and polarization of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal. Accordingly, if the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular arrangement direction of the liquid crystal due to optical anisotropy to express image information.

현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.Currently, an active matrix liquid crystal display device (AM-LCD: abbreviated as an active matrix LCD, abbreviated as a liquid crystal display device) in which a thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner has the best resolution and video performance. It is attracting attention.

이러한 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판과 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 공통전극과 화소전극 사이에 형성되는 전기장에 의해 액정을 구동한다.The liquid crystal display includes a color filter substrate having a common electrode, an array substrate having pixel electrodes, and a liquid crystal layer interposed between the two substrates. The liquid crystal is driven by an electric field formed between the common electrode and the pixel electrode.

즉, 액정표시장치는 액정층을 구동하기 위한 화소전극과 공통전극을 필요로 하며, 이들은 투명도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO)로 주로 형성된다.That is, the liquid crystal display requires a pixel electrode and a common electrode for driving the liquid crystal layer, and they are mainly formed of indium-tin-oxide (ITO), which is a transparent conductive material.

스퍼터(sputter) 장치를 이용하여 ITO층을 형성하고 포토리소그라피(photolithography) 공정을 이용하여 ITO층을 패터닝함으로써 화소전극 등을 형성하게 된다.The ITO layer is formed by using a sputter device, and the pixel electrode or the like is formed by patterning the ITO layer by using a photolithography process.

그러나, 스퍼터 장치는 매우 고가이고 공정이 복잡하기 때문에, 생산 효율 및 제조 원가 측면에서 단점을 갖는다.However, the sputter apparatus is very expensive and the process is complicated, which has disadvantages in terms of production efficiency and manufacturing cost.

최근, 이러한 문제를 해결하기 위해, 용액형 ITO가 개발되었다. 종래 용액형 ITO는 유기 리간드가 ITO 입자를 둘러싸는 형태를 갖는다. 예를 들어, ITO 입자를 myristic acid와 같은 유기 리간드가 둘러싸는 구조의 용액형 ITO가 제안되었다.Recently, to solve this problem, a solution type ITO has been developed. Conventional solution type ITO has a form in which an organic ligand surrounds the ITO particles. For example, a solution type ITO has been proposed in which the ITO particles are surrounded by an organic ligand such as myristic acid.

그러나, 이와 같이 유기 리간드를 포함하는 용액형 ITO는 부피가 큰 유기 리간드에 의해 ITO 입자간 거리가 증가하기 때문에, 낮은 전도도를 갖는다. 또한, 요구되는 전도도를 얻기 위해서는 500℃ 이상의 높은 소성 온도가 요구된다. 또한, 유기 리간드를 갖는 용액형 ITO의 경우 비극성(non-polar) 용매가 요구되기 때문에, 용매 선택에 한계가 있다.However, the solution-type ITO containing the organic ligand in this way has a low conductivity because the distance between the ITO particles is increased by the bulky organic ligand. In addition, a high firing temperature of 500 ° C. or higher is required to obtain the required conductivity. In addition, since the solution type ITO having an organic ligand requires a non-polar solvent, solvent selection is limited.

최근에, 유리 기판을 대신하여 플렉서블 특성을 갖는 플라스틱 기판이 이용되고 있는데, 이와 같은 높은 소성 온도를 필요로 하는 용액형 ITO를 이용하여 화소전극 등을 형성하면 플렉서블 기판이 손상되는 문제가 발생한다.
Recently, plastic substrates having flexible characteristics have been used in place of glass substrates. If a pixel electrode or the like is formed using a solution type ITO requiring such a high firing temperature, the flexible substrate may be damaged.

본 발명은 용액형 ITO가 유기 리간드를 포함함으로써 발생되는 낮은 전도도와 높은 소성 온도의 문제를 해결하고자 한다.
The present invention seeks to solve the problem of low conductivity and high firing temperature caused by the solution type ITO comprising an organic ligand.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 ITO 입자와; 상기 ITO 입자를 둘러싸고 아이오딘 함유 무기 리간드를 포함하는 용액형 ITO를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is ITO particles; Solution ITO surrounding the ITO particles and comprising an iodine-containing inorganic ligand is provided.

본 발명의 용액형 ITO에 있어서, 상기 아이오딘 함유 무기 리간드는 I- 또는 BI3인 것을 특징으로 한다.
In the solution type ITO of the present invention, the iodine-containing inorganic ligand is characterized by being I - or BI 3 .

다른 관점에서, 본 발명은 ITO 입자와 무기 리간드가 포함된 분자와 제 1 극성 용매를 포함하는 용액을 혼합하여 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 형성하는 단계와; 상기 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 상 분리하는 단계와; 상기 상 분리된 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 제 2 극성 용매에 분산시키는 단계를 포함하는 용액형 ITO의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention comprises the steps of mixing the ITO particles, the molecule containing the inorganic ligand and the solution containing the first polar solvent to form an inorganic ligand substituted ITO particles; Phase separating the ITO particles substituted with the inorganic ligand; It provides a method for producing a solution type ITO comprising the step of dispersing the phase separated inorganic ligand substituted ITO particles in a second polar solvent.

본 발명의 용액형 ITO 제조 방법에 있어서, 상기 무기 리간드는 I-이고 상기 제 1 극성 용매는 암모니아수 또는 수산화나트륨 수용액인 것을 특징으로 한다.In the method for producing a solution-type ITO of the present invention, the inorganic ligand is I and the first polar solvent is ammonia water or sodium hydroxide aqueous solution.

본 발명의 용액형 ITO 제조 방법에 있어서, 상기 무기 리간드는 BI3이고 상기 제 1 극성 용매는 dimethylformamide인 것을 특징으로 한다.In the solution-type ITO preparation method of the present invention, the inorganic ligand is BI 3 and the first polar solvent is dimethylformamide.

본 발명의 용액형 ITO 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 극성 용매는 에탄올인 것을 특징으로 한다.In the method for producing a solution type ITO of the present invention, the second polar solvent is ethanol.

본 발명의 용액형 ITO 제조 방법에 있어서, 상기 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 상 분리하는 단계 이후, 상기 상 분리된 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 극성 용매에 분산시키는 단계 이전에, 상기 상 분리된 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 톨루엔과 상기 제 2 극성 용매를 포함한 후 상 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In the solution-type ITO manufacturing method of the present invention, after the phase separation of the inorganic ligand-substituted ITO particles, before the step of dispersing the ITO particles substituted with the phase-separated inorganic ligand in a polar solvent, the phase separation And separating the ITO particles substituted with the inorganic ligand, followed by phase separation including toluene and the second polar solvent.

본 발명의 용액형 ITO는 ITO입자를 둘러싸는 무기 리간드를 포함함으로써 ITO 입자간 거리가 감소되고 전도도 특성이 향상된다.Solution-type ITO of the present invention includes an inorganic ligand surrounding the ITO particles, thereby reducing the distance between the ITO particles and improving the conductivity characteristics.

또한, 낮은 소성 온도에 의해서도 향상된 전도도 특성을 갖기 때문에 플라스틱 기판에 적용하여 플렉서블 표시장치를 형성할 수 있는 장점을 갖는다.In addition, since the conductive properties are improved even at a low firing temperature, the flexible display device may be formed by being applied to a plastic substrate.

또한, 극성 용매를 이용하기 때문에, 용매 선택에 대한 자유도를 높일 수 있다.
In addition, since the polar solvent is used, the degree of freedom for selecting the solvent can be increased.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용액형 ITO의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용액형 ITO의 FTIR 스펙트럼이다.
도 3은 본 발명에 따른 용액형 ITO가 적용된 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
1 is a schematic perspective view of a solution type ITO according to an embodiment of the present invention.
2 is an FTIR spectrum of a solution type ITO according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device to which a solution type ITO according to the present invention is applied.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명의 실시예에 따른 용액형 ITO는 ITO 입자와 상기 ITO 입자를 둘러싸는 무기 리간드(inorganic ligand)를 포함한다. 또한, 무기 리간드로 둘러싸인 ITO 입자가 분산되는 분산 용매를 포함함으로써, 용액 공정에 의해 ITO 층을 형성하게 된다.Solution-type ITO according to an embodiment of the present invention includes ITO particles and an inorganic ligand surrounding the ITO particles. In addition, by including a dispersion solvent in which the ITO particles surrounded by the inorganic ligand is dispersed, the ITO layer is formed by a solution process.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 용액형 ITO의 개략적인 사시도인 도 1을 참조하면, 용액형 ITO(100)은 ITO 입자(102)와 상기 ITO 입자(102)를 둘러싸는 무기 리간드(104)를 포함한다. 이러한 용액형 ITO(100)는 용매에 분산됨으로써 용액 공정에 의해 ITO 전극을 형성하게 된다.That is, referring to FIG. 1, which is a schematic perspective view of a solution-type ITO according to an embodiment of the present invention, the solution-type ITO 100 includes an ITO particle 102 and an inorganic ligand 104 surrounding the ITO particle 102. It includes. The solution-type ITO 100 is dispersed in a solvent to form an ITO electrode by a solution process.

이러한 용액형 ITO(100)는 무기 리간드(104)가 ITO 입자(102)를 둘러싸게 되는데, 유기 리간드로 둘러싸여 있는 ITO 입자(102)에서 유기 리간드가 무기 리간드로 치환됨으로써 얻어진다.The solution type ITO 100 is obtained by replacing the inorganic ligand 104 with the inorganic ligand in the ITO particles 102 surrounded by the inorganic ligand 104 surrounded by the organic ligand.

이때, 무기 리간드(104)는 아이오딘(iodine, I) 함유 리간드일 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 리간드(104)는 I- 또는 BI3일 수 있다. I- 리간드는 ITO 입자의 유기 리간드와 치환되어 정전기적 상호작용(electrostatic interaction)에 의해 ITO 입자를 둘러싸게 되고, BI3 리간드는 ITO 입자의 유기 리간드와 치환되어 반데르 발스 (van der Waals) 상호작용에 의해 ITO 입자를 둘러싸는 구조를 갖게 된다.In this case, the inorganic ligand 104 may be an iodine (I) -containing ligand. For example, the inorganic ligand 104 may be I or BI 3 . I - ligands are substituted with organic ligands of the ITO particles to surround the ITO particles by electrostatic interaction, BI 3 The ligand is substituted with the organic ligand of the ITO particles to have a structure surrounding the ITO particles by van der Waals interaction.

이러한 무기 리간드는 유기 리간드에 비해 그 길이가 짧기 때문에, 형성된 ITO 전극에서 ITO 입자가 간 거리가 감소한다. 따라서, 저온 공정으로 면저항이 낮은 ITO 전극을 형성할 수 있으며 플라스틱과 같은 플렉서블 기판에 적용 가능한 장점을 갖는다.
Since these inorganic ligands are shorter in length than organic ligands, the distance between ITO particles in the formed ITO electrode is reduced. Therefore, it is possible to form an ITO electrode having a low sheet resistance by a low temperature process, and has an advantage applicable to a flexible substrate such as plastic.

본 발명에 따른 용액형 ITO는 아이오딘염이 용해된 용액과 ITO 입자를 혼합하여 ITO 입자에 아이오딘 함유 무기 리간드를 치환시키고 침전된 ITO 입자를 용매에 분산시킴으로써 합성된다.The solution-type ITO according to the present invention is synthesized by mixing the solution in which the iodine salt is dissolved with the ITO particles, replacing the iodine-containing inorganic ligand in the ITO particles, and dispersing the precipitated ITO particles in the solvent.

이하, 구체적인 합성예를 설명한다.Hereinafter, specific synthesis examples will be described.

합성예1Synthesis Example 1

1) ITO 입자가 함유되어 있는 헥산(hexane) 용액(20mg/mL)과 potassium iodide (KI)가 함유되어 있는 암모니아-에탄올 용액(ammonia ethanol solution)을 상온에서 혼합하였다.1) Hexane solution containing ITO particles (20 mg / mL) and ammonia-ethanol solution containing potassium iodide (KI) were mixed at room temperature.

2) 상기 혼합물을 원심분리기로 상 분리하였다.2) The mixture was phase separated by centrifuge.

3) 침전된 ITO 입자를 3mL의 톨루엔 및 3mL의 에탄올과 상온에서혼합한 후, 다시 원심분리기로 상 분리하였다.3) The precipitated ITO particles were mixed with 3 mL of toluene and 3 mL of ethanol at room temperature, and then separated by centrifugation.

4) 침전된 나노 크리스탈을 에탄올에 분산시켜 용액형 ITO를 합성하였다.
4) The precipitated nanocrystals were dispersed in ethanol to synthesize a solution type ITO.

합성예2Synthesis Example 2

1) ITO 입자가 함유되어 있는 헥산(hexane) 용액(20mg/mL)과 boron triiodide (BI3)가 함유된 dimethylformamide (DMF) 용액을 상온에서 혼합하였다.1) Hexane solution (20mg / mL) containing ITO particles and dimethylformamide (DMF) solution containing boron triiodide (BI3) were mixed at room temperature.

2) 상기 혼합물을 원심분리기로 상 분리하였다.2) The mixture was phase separated by centrifuge.

3) 침전된 나노 크리스탈을 3mL의 톨루엔과 3mL의 DMF와 혼합한 후, 다시 원심분리기로 상 분리하였다.3) The precipitated nanocrystals were mixed with 3 mL of toluene and 3 mL of DMF and then separated by centrifugation.

4) 침전된 나노 크리스탈을 에탄올에 분산시켜 용액형 ITO를 합성하였다.
4) The precipitated nanocrystals were dispersed in ethanol to synthesize a solution type ITO.

상기 합성예에서, ITO 입자는 유기 리간드를 포함하여 무극성 용매인 헥산에 녹아 있는 상태이다. ITO 입자의 경우 유기 리간드가 결합되어 있는 경우 입자의 균일도가 향상된다. 그러나, 유기 리간드가 치환되지 않은 ITO 입자(bare ITO particle)가 이용될 수도 있다.In the above synthesis example, the ITO particles are dissolved in hexane which is an apolar solvent including an organic ligand. In the case of ITO particles, when the organic ligand is bound, the uniformity of the particles is improved. However, bare ITO particles may be used in which the organic ligand is not substituted.

KI가 함유되어 있는 용액, 예를 들어 극성 용액인 암모니아수 용액과 상기 ITO 입자를 혼합함으로써 ITO 입자의 유기 리간드를 무기 리간드로 치환하였다. ITO 입자가 유기 리간드를 포함하지 않는 경우, 무기 리간드가 ITO 입자에 직접 결합됨은 물론이다.The organic ligand of the ITO particles was replaced with an inorganic ligand by mixing the ITO particles with a solution containing KI, such as ammonia solution, which is a polar solution. Of course, if the ITO particles do not contain an organic ligand, the inorganic ligand is directly bonded to the ITO particles.

암모니아수는 PH값을 낮춰 수율을 향상시키는 역할을 하며, 암모니아-에탄올 용액 대신에 암모니아수 또는 수산화나트륨(NaOH) 용액이 이용될 수도 있다. 다음, 무기 리간드로 치환된 ITO 입자를 상 분리하고, 이를 극성 용매, 예를 들어 에탄올에 분산시켜 용액형 ITO를 얻게 된다.Ammonia water serves to improve the yield by lowering the PH value, ammonia water or sodium hydroxide (NaOH) solution may be used instead of ammonia-ethanol solution. The ITO particles substituted with inorganic ligands are then phase separated and dispersed in a polar solvent such as ethanol to give a solution type ITO.

여기서, 에탄올은 약한 산 용매(weakly acidic solvent)로, 에탄올에 의해 ITO 나노 크리스탈(NP) 표면에서 양성자 제거(deprotonation) 현상이 발생한다. 이에 의해, ITO 나노 크리스탈 표면에 붙어있던 유기 리간드가 효율적으로 제거된다.Here, ethanol is a weakly acidic solvent, and proton deprotonation occurs on the surface of ITO nanocrystals (NP) by ethanol. Thereby, the organic ligand which adhered to the surface of an ITO nanocrystal is removed efficiently.

또한, 암모니아수 용액 조건에서는, 질소 원자의 높은 전기 음성도로 인하여, 화학적 물질 변화(chemical modification)가 ITO 나노 크리스탈(NP) 표면에서 일어나게 된다. 이에 의해 전자의 이동이 일어나며 환원 현상(reduction)이 발생한다. 또한, dimethylformamide(DMF)는 무기 리간드의 치환 시 불안정한 ITO 나노 크리스탈을 안정화시키는 역할을 한다.In addition, under ammonia water solution conditions, due to the high electronegativity of the nitrogen atoms, chemical modifications occur on the surface of the ITO nanocrystals (NP). As a result, electrons move and reduction occurs. In addition, dimethylformamide (DMF) stabilizes the unstable ITO nanocrystals when the inorganic ligand is substituted.

한편, 전술한 합성예1 및 2에서 3)단계는 ITO 입자의 유기 리간드를 효과적으로 제거하기 위한 것으로, 이는 생략될 수 있다.
On the other hand, step 3) in the synthesis examples 1 and 2 described above is to effectively remove the organic ligand of the ITO particles, which can be omitted.

전술한 합성예1에 의해 얻어진 I- 무기 리간드를 갖는 용액형 ITO의 FTIR 스펙트럼을 도 2에 도시하였다.The FTIR spectrum of the solution type ITO having I-inorganic ligand obtained by Synthesis Example 1 described above is shown in FIG. 2.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 유기 리간드를 갖는 ITO 입자의 그래프(A)에서 보여지는 1500cm- 1파장과 3000cm- 1파장에서의 피크가 무기 리간드를 갖는 ITO입자의 그래프(B)에서는 줄어들었음을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 용액형 ITO에서는 유기 리간드가 무기 리간드로 치환되었음을 확인할 수 있다.
Empty reduce the graph (B) of the ITO particles having a peak inorganic ligands in the first wavelength-1 wavelength and 3000cm - As shown in Figure 2, 1500cm shown in the graph (A) of the ITO particles having the conventional organic ligand It can be seen. That is, in the solution type ITO of the present invention, it can be confirmed that the organic ligand is substituted with the inorganic ligand.

종래 myristic acid의 유기 리간드를 갖는 용액형 ITO와 본 발명에 따른 무기 리간드, 즉 I- 무기 리간드와 BI3 무기 리간드를 갖는 용액형 ITO를 각각 약 300nm의 두께로 코팅하고 150℃ 조건에서 어닐링을 진행한 후 면저항을 측정하였으며, 이를 아래 표1에 기재하였다.A solution type ITO having an organic ligand of myristic acid and an inorganic ligand according to the present invention, that is, a solution type ITO having an I - inorganic ligand and a BI 3 inorganic ligand, are respectively coated to a thickness of about 300 nm and then annealed at 150 ° C After the sheet resistance was measured, it is shown in Table 1 below.

유기 ITOOrganic ITO BI3 ITOBI 3 ITO I- ITOI - ITO 면저항(kΩ/sq)Sheet resistance (kΩ / sq) 측정불가Not measurable 842.3842.3 375.4375.4

표1에서 알 수 있는 바와 같이, 150℃ 조건에서 어닐링을 진행한 후 유기 ITO층은 그 면저항이 너무 높아 측정할 수 없었다. 그러나, 본 발명의 용액형 ITO를 이용한 ITO층은 300~850 kΩ/sq의 면저항이 측정되었다.As can be seen from Table 1, after annealing at 150 ° C., the organic ITO layer was too high to measure the sheet resistance. However, the sheet resistance of 300-850 kΩ / sq of the ITO layer using the solution type ITO of this invention was measured.

즉, 플라스틱과 같은 플랙서블 기판을 이용하는 경우, 낮은 공정 온도에서도 작은 면저항을 갖는 ITO층을 형성할 수 있다. 이는 ITO 입자의 유기 리간드가 BI3 또는 I-와 같은 무기 리간드로 치환되어 ITO 입자간 거리가 감소하였기 때문이다.
That is, when a flexible substrate such as plastic is used, an ITO layer having a small sheet resistance can be formed even at a low process temperature. This is an organic ligand of the ITO particles BI 3 Or because the distance between the ITO particles was reduced by substitution with an inorganic ligand such as I .

도 3은 본 발명에 따른 용액형 ITO가 적용된 액정표시장치용 어레이기판의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of an array substrate for a liquid crystal display device to which a solution type ITO according to the present invention is applied.

도 3에 도시된 바와 같이, 기판(101) 상에는 게이트 배선(미도시)이 제 1 방향을 따라 형성되어 있으며, 각 화소영역(P)에는 상기 게이트 배선과 연결된 상기 게이트 전극(112)이 형성되어 있다. As shown in FIG. 3, a gate line (not shown) is formed along the first direction on the substrate 101, and the gate electrode 112 connected to the gate line is formed in each pixel area P. have.

상기 게이트 배선과 상기 게이트 전극(112) 상에 무기절연물질로 이루어지는 게이트 절연막(116)이 형성되어 있다. 상기 무기절연물질은 산화실리콘 또는 질화실리콘일 수 있다. A gate insulating layer 116 made of an inorganic insulating material is formed on the gate line and the gate electrode 112. The inorganic insulating material may be silicon oxide or silicon nitride.

상기 게이트 절연막(116) 상에는 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(120a)과, 상기 액티브층(120a) 상에 형성되며 상기 액티브층(120a) 중앙을 노출시키고 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹콘택층(120b)이 형성되어 있다. 상기 액티브층(120a)과 상기 오믹콘택층(120b)은 반도체층(120)을 이룬다.On the gate insulating layer 116, an active layer 120a made of pure amorphous silicon and an ohmic contact layer 120b formed on the active layer 120a and exposing the center of the active layer 120a and made of impurity amorphous silicon. Is formed. The active layer 120a and the ohmic contact layer 120b form a semiconductor layer 120.

상기 반도체층(120) 상에는 서로 이격하여 상기 액티브층(120a)의 중앙을 노출시키는 소스 전극(132)과 드레인 전극(134)이 형성되어 있다. A source electrode 132 and a drain electrode 134 are formed on the semiconductor layer 120 to expose the center of the active layer 120a to be spaced apart from each other.

상기 게이트 전극(112), 상기 게이트 절연막(116), 액티브층(120a)과 상기 오믹콘택층(120b)을 포함하는 상기 반도체층(120), 상기 소스 전극(132) 및 상기 드레인 전극(134)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.The semiconductor layer 120, the source electrode 132, and the drain electrode 134 including the gate electrode 112, the gate insulating layer 116, the active layer 120a, and the ohmic contact layer 120b. Is a thin film transistor (Tr).

또한, 상기 게이트 절연막(116) 상에는 제 2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(130)이 상기 게이트 배선(110)과 교차하여 상기 화소영역(P)을 정의하며 형성되고 있다. 상기 데이터 배선(130)은 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 소스 전극(134)으로부터 연장되어 있다. In addition, a data line 130 extending along the second direction is formed on the gate insulating layer 116 to define the pixel region P by crossing the gate line 110. The data line 130 extends from the source electrode 134 of the thin film transistor Tr.

상기 박막트랜지스터(Tr) 및 상기 데이터 배선(130)을 덮으며 제 1 보호층(140)이 형성되어 있다. 상기 제 1 보호층(140)은 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)과 같은 유기절연물질 또는 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. The first passivation layer 140 is formed to cover the thin film transistor Tr and the data line 130. The first protective layer 140 may be made of an organic insulating material such as benzocyclobutene (BCB) or photo acryl or an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride.

상기 제 1 보호층(140) 상에는, 투명 도전성 물질로 이루어지는 상기 공통전극(150)이 형성되어 있다. 상기 공통전극(150)은 상기 다수의 화소영역(P)으로 이루어지는 상기 표시영역 전체를 덮는 판 형태을 갖는다.The common electrode 150 made of a transparent conductive material is formed on the first protective layer 140. The common electrode 150 has a plate shape covering the entire display area including the plurality of pixel areas P. Referring to FIG.

상기 공통전극(150)을 덮으며 제 2 보호층(160)이 형성되어 있다. 상기 제 2 보호층(160)은 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)과 같은 유기절연물질 또는 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. 상기 제 2 보호층(160) 및 상기 제 1 보호층(140)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(134)을 노출시키는 드레인 콘택홀(162)이 형성되어 있다. The second passivation layer 160 is formed to cover the common electrode 150. The second protective layer 160 may be made of an organic insulating material such as benzocyclobutene (BCB) or photo acryl or an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride. A drain contact hole 162 exposing the drain electrode 134 of the thin film transistor Tr is formed in the second passivation layer 160 and the first passivation layer 140.

상기 제 2 보호층(160) 상에는 투명 도전성 물질로 이루어지는 상기 화소전극(170)이 형성되어 있다. 상기 화소전극(170)은 상기 드레인 콘택홀(162)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(134)과 연결된다. The pixel electrode 170 made of a transparent conductive material is formed on the second protective layer 160. The pixel electrode 170 is connected to the drain electrode 134 of the thin film transistor Tr through the drain contact hole 162.

상기 화소전극(170)은 각 화소영역(P)에 대응하여 판 형태를 가지며 다수의 개구부(172)를 갖는다. 상기 화소전극(170)은 상기 제 2 보호층(160)을 개재한 상태로 상기 공통전극(150)과 중첩되며, 전압 인가에 의해 상기 화소전극(170)과 상기 공통전극(150) 사이에서 프린지 필드를 형성하게 된다. 이러한 어레이 기판을 포함하는 액정표시장치는 프린지 필드 방식 액정표시장치로 칭해진다.The pixel electrode 170 has a plate shape corresponding to each pixel area P and has a plurality of openings 172. The pixel electrode 170 overlaps the common electrode 150 with the second passivation layer 160 interposed therebetween, and a fringe between the pixel electrode 170 and the common electrode 150 by applying a voltage. Will form a field. A liquid crystal display device including such an array substrate is called a fringe field type liquid crystal display device.

전술한 구조의 어레이 기판에 있어서, 상기 공통전극(150)과 상기 화소 전극(170)은 상기 화소전극(170)의 개구부(172)를 제외하고 화소영역을 덮고 있다. 따라서, 상기 공통전극(150)과 상기 화소전극(170)은 투명한 특성을 가져야만 한다.In the array substrate having the above-described structure, the common electrode 150 and the pixel electrode 170 cover the pixel region except for the opening 172 of the pixel electrode 170. Therefore, the common electrode 150 and the pixel electrode 170 should have transparent characteristics.

이를 위해, 상기 공통전극(150)과 상기 화소전극(170) 각각은 ITO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어지는데, 전술한 바와 같이 종래 스퍼터에 의한 ITO층의 증착은 증착 장비가 고가이고 공정이 복잡하기 때문에, 생산 효율 및 제조 원가 측면에서 단점을 갖는다.To this end, each of the common electrode 150 and the pixel electrode 170 is made of a transparent conductive material such as ITO, as described above, the deposition of the ITO layer by the conventional sputtering is expensive and the process of deposition equipment is complicated Therefore, there are disadvantages in terms of production efficiency and manufacturing cost.

또한, 종래 유기 리간드를 갖는 용액형 ITO의 경우 코팅 공정에 의해 ITO층을 형성할 수 있기 때문에 스퍼터를 이용하는 경우에 비해 생산 효율 및 제조 원가 측면에서 유리하나, 높은 소성 온도를 필요로 하기 때문에 플라스틱과 같은 플렉서블 기판 적용에 한계가 있다.In addition, in the case of the solution type ITO having a conventional organic ligand, since the ITO layer can be formed by the coating process, it is advantageous in terms of production efficiency and manufacturing cost compared to the case of using a sputter, but because it requires a high firing temperature, There is a limitation in the application of the same flexible substrate.

그러나, 본 발명에서와 같이 무기 리간드를 갖는 용액형 ITO를 이용하여 상기 공통전극(150)과 상기 화소전극(170)을 형성하는 경우, 코팅 공정에 의해 형성되기 때문에 스터퍼에 의한 방식보다 생산 효율 및 제조 원가 측면에서 장점을 갖는다.However, when the common electrode 150 and the pixel electrode 170 are formed by using the solution type ITO having an inorganic ligand as in the present invention, the production efficiency is higher than that of the stuffer method because the common electrode 150 and the pixel electrode 170 are formed by a coating process. And in terms of manufacturing cost.

또한, 크기가 작은 무기 리간드를 이용하기 때문에, 낮은 소성 온도에서도 종래 유기 리간드를 갖는 용액형 ITO보다 낮은 면저항을 갖는다. 따라서, 플라스틱과 같은 플렉서블 기판 적용이 가능한 장점을 갖는다.
In addition, since the inorganic ligand is small in size, it has a sheet resistance lower than that of a solution type ITO having a conventional organic ligand even at a low firing temperature. Therefore, a flexible substrate such as plastic can be applied.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

100: 용액형 ITO 102: ITO 입자
104: 무기 리간드
100: solution type ITO 102: ITO particles
104: inorganic ligand

Claims (7)

ITO 입자와;
상기 ITO 입자를 둘러싸고 아이오딘 함유 무기 리간드
를 포함하는 용액형 ITO.
ITO particles;
Iodine-containing inorganic ligands surrounding the ITO particles
Solution type ITO comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 아이오딘 함유 무기 리간드는 I- 또는 BI3인 것을 특징으로 하는 용액형 ITO.
The method of claim 1,
The iodine-containing inorganic ligand is solution ITO, characterized in that I - or BI 3 .
ITO 입자와 무기 리간드가 포함된 분자와 제 1 극성 용매를 포함하는 용액을 혼합하여 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 형성하는 단계와;
상기 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 상 분리하는 단계와;
상기 상 분리된 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 제 2 극성 용매에 분산시키는 단계
를 포함하는 용액형 ITO의 제조 방법.
Mixing the ITO particles, a molecule containing an inorganic ligand, and a solution containing a first polar solvent to form an ITO particle substituted with an inorganic ligand;
Phase separating the ITO particles substituted with the inorganic ligand;
Dispersing the phase separated inorganic ligand-substituted ITO particles in a second polar solvent
Method for producing a solution type ITO comprising a.
제 3 항에 있어서,
상기 무기 리간드는 I-이고 상기 제 1 극성 용매는 암모니아수 또는 수산화나트륨 수용액인 것을 특징으로 하는 용액형 ITO의 제조 방법.
The method of claim 3, wherein
The inorganic ligand is I and the first polar solvent is aqueous ammonia or sodium hydroxide aqueous solution.
제 3 항에 있어서,
상기 무기 리간드는 BI3이고 상기 제 1 극성 용매는 dimethylformamide인 것을 특징으로 하는 용액형 ITO의 제조 방법.
The method of claim 3, wherein
Wherein said inorganic ligand is BI 3 and said first polar solvent is dimethylformamide.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 극성 용매는 에탄올인 것을 특징으로 하는 용액형 ITO의 제조 방법.
The method according to claim 4 or 5,
And said second polar solvent is ethanol.
제 3 항에 있어서,
상기 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 상 분리하는 단계 이후, 상기 상 분리된 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 극성 용매에 분산시키는 단계 이전에,
상기 상 분리된 무기 리간드가 치환된 ITO 입자를 톨루엔과 상기 제 2 극성 용매를 포함한 후 상 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액형 ITO의 제조 방법.
The method of claim 3, wherein
After the phase separation of the inorganic ligand-substituted ITO particles, before the step of dispersing the phase-separated inorganic ligand-substituted ITO particles in a polar solvent,
And separating the phase separated inorganic ligand-substituted ITO particles with toluene and the second polar solvent, followed by phase separation.
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