KR102048417B1 - Back Contact Substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

Back Contact Substrate and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102048417B1
KR102048417B1 KR1020170148496A KR20170148496A KR102048417B1 KR 102048417 B1 KR102048417 B1 KR 102048417B1 KR 1020170148496 A KR1020170148496 A KR 1020170148496A KR 20170148496 A KR20170148496 A KR 20170148496A KR 102048417 B1 KR102048417 B1 KR 102048417B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
self
electrode
assembled monolayer
conductive organic
Prior art date
Application number
KR1020170148496A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190052784A (en
Inventor
심재원
유영준
구지수
신상철
Original Assignee
동국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동국대학교 산학협력단 filed Critical 동국대학교 산학협력단
Priority to KR1020170148496A priority Critical patent/KR102048417B1/en
Publication of KR20190052784A publication Critical patent/KR20190052784A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102048417B1 publication Critical patent/KR102048417B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having a potential-jump barrier or a surface barrier
    • H10K10/80—Constructional details
    • H10K10/82—Electrodes
    • H01L51/102—
    • H01L51/0096—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 후면전극 기판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 후면전극 기판은 표면에 자기조립단분자층이 형성된 기판; 상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 형성되며, 표면에 상기 기판에 형성된 자기조립단분자층과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층이 형성된 금속 전극; 및 상기 금속 전극과 소정의 간격을 두고 형성되는 전도성 유기물 전극;을 포함할 수 있다.The present invention relates to a back electrode substrate and a method of manufacturing the same, the back electrode substrate according to the present invention is a substrate having a self-assembled terminal molecule layer formed on the surface; A metal electrode formed on the substrate at predetermined intervals and having a self-assembled monolayer having a different degree of affinity than the self-assembled monolayer formed on the substrate; And a conductive organic electrode formed at a predetermined distance from the metal electrode.

Description

후면전극 기판 및 이의 제조방법{Back Contact Substrate and manufacturing method thereof}Back electrode substrate and its manufacturing method {Back Contact Substrate and manufacturing method

본 발명은 후면전극 기판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 나노 스케일의 간격을 가지는 후면전극 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a back electrode substrate and a method of manufacturing the same, and more particularly to a back electrode substrate having a nano-scale interval and a method of manufacturing the same.

유기 박막 트랜지스터, 유기 발광 트랜지스터, 유기 발광 다이오드, 유기 태양전지, 유기 광센서와 같이 유기물을 기반으로 한 전자소자는 일반적으로 두 개의 전극이 필요하다. 이러한 전극들은 전자소자의 특성에 따라 수십, 또는 수백 나노미터의 간격을 가지고 형성되며, 큰 일함수 차이를 가질 때 전자 및 홀의 주입 및 흡수가 최적화 되어 전자소자의 성능이 극대화될 수 있다. Electronic devices based on organic materials such as organic thin film transistors, organic light emitting transistors, organic light emitting diodes, organic solar cells, and organic light sensors generally require two electrodes. These electrodes are formed at intervals of several tens or hundreds of nanometers according to the characteristics of the electronic device, and when the large work function is different, the injection and absorption of electrons and holes may be optimized to maximize the performance of the electronic device.

나노 스케일 전극을 형성하기 위한 여러 가지 방법들이 개발되고 있으며, 현재 소자 제작에 사용되고 있는 가장 일반적인 방법은 전자빔 식각(electron beam lithography) 또는 초점화된 이온 빔(Focused ion beam)을 이용하는 것이다. 이러한 방법은 정밀하고 세밀한 나노 스케일 전극 패턴의 형성이 가능하지만, 장시간이 소요되고, 복잡한 공정과정과 과도한 공정비용으로 인하여 대면적으로 적용하기에는 한계가 있다.Various methods for forming nanoscale electrodes have been developed, and the most common method currently used in device fabrication is by using electron beam lithography or focused ion beam. Such a method is possible to form a precise and detailed nanoscale electrode pattern, but it takes a long time, there is a limit to apply in a large area due to the complicated process and excessive process cost.

또한 최근 유기 발광 트랜지스터의 전극제작에 쓰이는 틸티드 포토리쏘그래피 마스크(tilted photolithography mask) 공정은 일함수 차이가 큰 나노 스케일 간격 전극의 형성은 가능하나 세밀한 간격 조절이 어렵고, 고 진공도를 요구하여 공정 비용이 상승하는 단점이 있다.In addition, the tilted photolithography mask process, which is used for electrode fabrication of organic light emitting transistors, can form nanoscale gap electrodes with large work function differences, but it is difficult to fine-tune the gap and requires high vacuum, thereby requiring a high process cost. This has the disadvantage of rising.

한국공개특허: 2016-0147117Korean Patent Publication: 2016-0147117 한국등록특허: 10-1195550Korea Patent Registration: 10-1195550

본 발명은 나노 스케일의 간격을 가지는 후면전극 기판 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a back electrode substrate having a nanoscale spacing and a method of manufacturing the same.

그러나 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 기술한 과제로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present application is not limited to the problem described above, other problems that are not described will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시형태는 표면에 자기조립단분자층이 형성된 기판; 상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 형성되며, 표면에 상기 기판에 형성된 자기조립단분자층과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층이 형성된 금속 전극; 및 상기 금속 전극과 소정의 간격을 두고 형성되는 전도성 유기물 전극;을 포함하는 후면전극 기판을 제공한다.One embodiment of the present invention includes a substrate having a self-assembled monolayer on the surface; A metal electrode formed on the substrate at predetermined intervals and having a self-assembled monolayer on the surface thereof having a different affinity than the self-assembled monolayer formed on the substrate; And a conductive organic electrode formed at a predetermined distance from the metal electrode.

상기 전도성 유기물 전극은 기판의 자기조립단분자층과 동일한 친매성을 가지는 물질로 형성될 수 있다.The conductive organic electrode may be formed of a material having the same affinity as the self-assembled monolayer of the substrate.

상기 기판의 자기조립단분자층은 친수성이고, 상기 금속 전극의 자기조립단분자층은 소수성일 수 있다.The self-assembled monolayer of the substrate may be hydrophilic, and the self-assembled monolayer of the metal electrode may be hydrophobic.

상기 기판의 자기조립단분자층은 APTES((3-Aminopropyl)triethoxysilane) 또는 GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)에 의하여 형성될 수 있다.The self-assembled monolayer of the substrate may be formed by APTES ((3-Aminopropyl) triethoxysilane) or GPTMS ((3-Glycidyloxypropyl) trimethoxysilane).

상기 금속 전극의 자기조립단분자층은 PFDT (1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol), PFBT(2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, 또는 MTPMS(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)에 의하여 형성될 수 있다.The self-assembled monolayer of the metal electrode is PFDT (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecanethiol), PFBT (2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, or MTPMS (3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane (MTPMS). Can be formed.

상기 전도성 유기물 전극은 PEDOT:PSS으로 형성될 수 있다.The conductive organic electrode may be formed of PEDOT: PSS.

상기 기판 및 금속 전극의 자기조립단분자층은 침지 공정에 의하여 형성될 수 있다.The self-assembled monolayer of the substrate and the metal electrode may be formed by an immersion process.

상기 전도성 유기물 전극은 딥 코팅 공정 또는 잉크젯 공정에 의하여 형성될 수 있다.The conductive organic electrode may be formed by a dip coating process or an inkjet process.

상기 후면전극 기판은 박막트랜지스터 기판으로 사용될 수 있다.The back electrode substrate may be used as a thin film transistor substrate.

본 발명의 다른 실시형태는 기판에 소정의 간격을 가지는 금속 전극을 형성하는 단계; 상기 기판에 자기조립단분자층을 형성하는 단계; 상기 금속 전극에 상기 기판에 형성된 자기조립단분자층과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층을 형성하는 단계; 및 상기 기판의 금속 전극의 간격 사이에 전도성 유기물 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 후면전극 기판의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention includes forming a metal electrode having a predetermined spacing on a substrate; Forming a self-assembled monolayer on the substrate; Forming a self-assembled monolayer on the metal electrode, the self-assembled monolayer having a different affinity than the self-assembled monolayer on the substrate; And forming a conductive organic electrode between the gaps of the metal electrodes of the substrate.

상기 전도성 유기물 전극의 형성은 상기 기판의 자기조립단분자층과 동일한 친매성을 가지는 용액을 사용한 딥 코팅 공정 또는 잉크젯 공정에 의하여 수행될 수 있다.Formation of the conductive organic electrode may be performed by a dip coating process or an inkjet process using a solution having the same affinity as the self-assembled monolayer of the substrate.

상기 딥 코팅 공정 수행에서 기판의 고정 위치, 기판과 용액의 작용거리, 기판을 올리는 속도, 기판을 내리는 속도, 또는 용액에 기판을 담그는 시간을 제어하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격을 조절할 수 있다.The gap between the metal electrode and the conductive organic electrode may be controlled by controlling the fixed position of the substrate, the working distance of the substrate and the solution, the speed of raising the substrate, the speed of lowering the substrate, or the time of soaking the substrate in the solution in performing the dip coating process. .

상기 기판의 자기조립단분자층 형성 단계는 친수성 물질을 포함하는 용액에 상기 기판을 침지하는 공정에 의하여 수행될 수 있고, 상기 침지 공정 후에 불필요한 자기조립단분자층을 제거하는 큐어링(curing) 공정을 수행할 수 있다.The forming of the self-assembled monolayer layer of the substrate may be performed by a process of immersing the substrate in a solution containing a hydrophilic material, and after the immersion process, a curing process may be performed to remove unnecessary self-assembled monolayers. have.

상기 금속 전극의 자기조립단분자층 형성 단계는 소수성 물질을 포함하는 용액에 상기 기판을 침지하는 공정에 의하여 수행될 수 있고, 상기 침지 공정 후에 불필요한 자기조립단분자층을 제거하는 린스 (rince) 공정을 수행할 수 있다. The forming of the self-assembled monolayer molecule of the metal electrode may be performed by a process of dipping the substrate in a solution containing a hydrophobic material, and may perform a rinse process to remove unnecessary self-assembled monolayers after the dipping process. have.

본 발명의 일 실시형태에 따른 후면전극 기판은 금속 전극과 기판에 각각 서로 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층이 형성되어 나노 스케일 전극을 형성할 수 있다. In the back electrode substrate according to the exemplary embodiment of the present invention, a self-assembled monolayer having different affinity between metal electrodes and substrates may be formed to form nanoscale electrodes.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 자기조립단분자층 물질의 종류, 이들의 소수성 또는 친수성의 정도를 조절하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간격을 선택적으로 조정할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the gap between the metal electrode and the conductive organic electrode can be selectively adjusted by adjusting the type of the self-assembled monolayer material and the degree of hydrophobicity or hydrophilicity thereof.

또한, 소수성 및 친수성 자기조립단분자층 간의 반발력으로 인하여 전도성 유기물 전극은 고가의 장비나 공정 제어가 어려운 공정에 의하지 않고 형성될 수 있다. In addition, due to the repulsive force between the hydrophobic and hydrophilic self-assembled monolayers, the conductive organic electrode may be formed without expensive equipment or a process that is difficult to control the process.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전도성 유기물 전극은 딥 코팅 공정을 통하여 형성할 수 있고, 딥 코팅 공정의 변수 조정을 통해서도 전극 간 간격을 조정 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the conductive organic electrode may be formed through a dip coating process, and the distance between the electrodes may be adjusted by adjusting a variable of the dip coating process.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 자기조립단분자층의 형성과 전도성 유기물 전극의 형성 과정이 용이하여 다양한 패턴의 이면접합 후면전극 기판의 제조가 가능하다.According to one embodiment of the present invention, the process of forming the self-assembled terminal layer and the formation of the conductive organic electrode is easy, and thus, it is possible to manufacture the backside bonded back electrode substrate of various patterns.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 일부를 개략적으로 나타내는 확대단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 제조방법을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 제조방법 중 공정 일부를 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 방법 중 공정 일부를 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 후면 전극 기판의 광학 현미경 사진이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 후면 전극 기판의 광학 현미경 사진이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of a back electrode substrate according to one embodiment of the present invention.
3 is a process diagram schematically showing a method for manufacturing a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention.
4 is a process diagram schematically showing a part of a process of a method of manufacturing a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention.
5 is a process diagram schematically showing a part of the process of the method of the back electrode substrate according to the embodiment of the present invention.
6 is an optical micrograph of a back electrode substrate prepared according to one embodiment of the present invention.
7 to 10 are optical micrographs of a back electrode substrate made according to one embodiment of the invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, numerals (eg, first, second, etc.) used in the description process of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from another component.

또한, 명세서 전체에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, throughout the specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" with another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하나 이상의 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있음을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated. In addition, the terms "unit", "module", and the like described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which means that it may be implemented by one or more pieces of hardware or software or a combination of hardware and software. .

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 일부를 개략적으로 나타내는 확대단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of the back electrode substrate according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극기판은 표면에 자기조립단분자층(11)이 형성된 기판(10); 상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 형성되며, 표면에 상기 기판의 자기조립단분자층(11)과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층(21)이 형성된 금속 전극(20); 및 상기 금속 전극(20)과 소정의 간격을 두고 형성되는 전도성 유기물 전극(30);을 포함할 수 있다.1 and 2, a rear electrode substrate according to an embodiment of the present invention includes a substrate 10 having a self-assembled monolayer 11 formed on a surface thereof; A metal electrode 20 formed on the substrate at a predetermined interval and having a self-assembled monolayer 16 having a different affinity than the self-assembled monolayer 11 of the substrate; And a conductive organic electrode 30 formed at a predetermined distance from the metal electrode 20.

본 발명에 따른 후면전극은 이면접합 후면전극(Interdigitated Back Contact) 일 수 있고, 후면 전극 기판의 음극과 양극은 금속 전극과 전도성 유기물 전극일 수 있다. The back electrode according to the present invention may be an interdigitated back contact, and the cathode and the anode of the back electrode substrate may be a metal electrode and a conductive organic electrode.

본 발명에 따른 후면전극 기판은 유기 박막 트랜지스터, 유기 발광 트랜지스터, 유기 발광 다이오드, 유기 태양전지, 또는 유기 광 센서와 같은 전자소자에 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT) 기판으로 사용될 수 있다.The back electrode substrate according to the present invention may be used as a thin film transistor (TFT) substrate in an electronic device such as an organic thin film transistor, an organic light emitting transistor, an organic light emitting diode, an organic solar cell, or an organic light sensor.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 서로 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층(Self Assembled Monolayer: SAM)을 각각 전극 및 기판에 적용하여 나노 스케일 간격을 가지는 후면전극 기판을 구현할 수 있다. 이에 제한되지 않으나, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간 간격은 140 내지 400 nm일 수 있고, 자기조립단분자층의 물질의 종류 및 전도성 유기물 전극 형성 공정을 제어하여 전극 간격을 선택적으로 조정할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a self-assembled monolayer (SAM) having different affinity may be applied to an electrode and a substrate, respectively, to implement a back electrode substrate having a nanoscale spacing. Although not limited thereto, according to one embodiment of the present invention, the gap between the metal electrode and the conductive organic electrode may be 140 to 400 nm, and the electrode gap may be selectively controlled by controlling the type of material of the self-assembled monolayer and the formation of the conductive organic electrode. Can be adjusted.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면전극 기판의 제조방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면전극 기판은 후술하는 제조방법에 의하여 보다 구체적으로 특정될 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention will be described. Back electrode substrate according to an embodiment of the present invention can be more specifically specified by the manufacturing method described below.

본 발명의 일 실시형태에 따른 후면전극 기판의 제조방법은 기판에 소정의 간격을 가지는 금속 전극을 형성하는 단계; 상기 기판에 자기조립단분자층을 형성하는 단계; 상기 금속 전극에 상기 기판에 형성된 자기조립단분자층과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층을 형성하는 단계; 및 상기 금속 전극의 간격 사이에 전도성 유기물 전극을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.Method of manufacturing a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a metal electrode having a predetermined interval on the substrate; Forming a self-assembled monolayer on the substrate; Forming a self-assembled monolayer on the metal electrode, the self-assembled monolayer having a different affinity than the self-assembled monolayer on the substrate; And forming a conductive organic electrode between the gaps of the metal electrodes.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 제조방법을 개략적으로 나타내는 공정도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 제조방법 중 공정 일부를 개략적으로 나타내는 공정도이다.3 is a process diagram schematically illustrating a method of manufacturing a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 schematically illustrate a part of processes in a method of manufacturing a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention. It is process chart to show.

도 3에 도시된 바와 같이, 우선 기판(10)을 마련할 수 있다(a). As shown in FIG. 3, first, a substrate 10 may be prepared (a).

본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 기판(10)은 실리콘 기판, 이산화실리콘 기판, 금속 기판, 폴리실리콘 기판 또는 붕소가 과도핑된 실리콘 웨이퍼 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the substrate 10 may be a silicon substrate, a silicon dioxide substrate, a metal substrate, a polysilicon substrate, or a silicon wafer doped with boron, but is not limited thereto.

또한, 상기 기판(10)에는 절연막이 형성될 수 있고, 상기 절연막은 실리콘 옥사이드(SiO2), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 하프늄 옥사이드(HfO2) 및 이트륨 옥사이드(Y2O3)로 형성될 수 있다.In addition, an insulating film may be formed on the substrate 10, and the insulating film may be formed of silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 2 ), and yttrium oxide (Y 2 O 3 ). Can be formed.

다음으로, 상기 기판(10)에 소정의 간격을 가지는 금속 전극(20)을 형성할 수 있다(b). Next, a metal electrode 20 having a predetermined interval may be formed on the substrate 10 (b).

본 발명의 일 실시형태에 따르면 금속 전극은 티타늄(Ti), 은(Ag), AZO(Al doped zinc oxide), ITO(Indium tin oxide), 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 루테늄(Ru), 팔라듐 (Pd) 또는 카드뮴(Cd) 등으로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. According to an embodiment of the present invention, the metal electrode may be formed of titanium (Ti), silver (Ag), Al doped zinc oxide (AZO), indium tin oxide (ITO), cobalt (Co), iron (Fe), or nickel (Ni). , Chromium (Cr), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), tin (Sn), tungsten (W), ruthenium (Ru), palladium (Pd) or cadmium (Cd) Or the like, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 금속 전극의 형성방법은 특별히 제한되지 않으며, 리쏘그래피 또는 나노임프린터를 이용한 패터닝 공정, 화학기상증착법 또는 물리기상증착법에 의하여 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the method of forming the metal electrode is not particularly limited, and may be formed by a patterning process using a lithography or a nanoimprinter, a chemical vapor deposition method, or a physical vapor deposition method.

보다 구체적으로, 상기 화학기상증착법은 금속유기화학기상증착법(MOCVD), 상압화학적기상증착법(APCVD), 저압 화학기상증착법(LPCVD), 플라즈마가속화학증착법(PECVD) 또는 원자층증착법(ALD)을 사용할 수 있고, 상기 물리기상증착법은 스퍼터링 (sputtering) 방법 또는 증발(evaporation) 방법 등을 사용할 수 있다.More specifically, the chemical vapor deposition method may use metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), atmospheric chemical vapor deposition (APCVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), plasma accelerated chemical vapor deposition (PECVD) or atomic layer deposition (ALD) The physical vapor deposition method may be a sputtering method or an evaporation method.

다음으로, 상기 금속 전극(20)이 형성된 기판(10)에 자기조립단분자층(11)을 형성할 수 있다(c 및 d).Next, the self-assembled monolayer 11 may be formed on the substrate 10 on which the metal electrode 20 is formed (c and d).

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 기판(10)에 형성된 자기조립단분자층(11)은 친수성을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the self-assembled monolayer 11 formed on the substrate 10 may have hydrophilicity.

상기 자기조립단분자층(11)을 형성하기 위한 물질은 APTES((3-Aminopropyl)triethoxysilane) 또는 GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)일 수 있고, 이에 제한되지 않는다. The material for forming the self-assembled monolayer 11 may be APTES ((3-Aminopropyl) triethoxysilane) or GPTMS ((3-Glycidyloxypropyl) trimethoxysilane), but is not limited thereto.

상기 자기조립단분자층(11)은 상기 물질을 포함하는 용액에 소정시간 침지하는 방법에 의하여 형성될 수 있다(c). The self-assembled monolayer 11 may be formed by a method of immersing in a solution containing the material for a predetermined time (c).

보다 구체적으로, 톨루엔, 에탄올 등 유기용매를 사용할 수 있고, 5 내지 20%(v/v)의 농도를 가지는 용액을 사용할 수 있다. 상기 용액에 기판을 5 내지 20분 동안 대기 상태에서 침지하여 기판(10) 표면에 자기조립단분자층(11)을 형성할 수 있다.More specifically, an organic solvent such as toluene and ethanol may be used, and a solution having a concentration of 5 to 20% (v / v) may be used. The self-assembled monolayer 11 may be formed on the surface of the substrate 10 by immersing the substrate in the solution for 5 to 20 minutes in the air.

상기 침지 반응이 완료되면 불필요한 자기조립단분자층을 제거하기 위하여 큐어링(curing) 공정을 수행할 수 있다.When the immersion reaction is completed, a curing process may be performed to remove the unnecessary self-assembled monolayer.

이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 상기 큐어링 공정은 순수 용매에 기판을 담근 후, 소니케이터로 처리하여 수행될 수 있다. 소니케이터의 처리 세기는 특별히 제한되지 않으며, 약한 세기로 1 내지 5분 동안 처리될 수 있다.For example, the curing process may be performed by soaking the substrate in a pure solvent and then treating it with a sonicator. The treatment intensity of the sonicator is not particularly limited and may be treated for 1 to 5 minutes with a weak intensity.

상기 침지 공정 및 큐어링 공정을 통하여 기판(10) 표면에 자기조립단분자층(11)을 형성할 수 있다(d).Through the immersion process and the curing process, the self-assembled monolayer 11 may be formed on the surface of the substrate 10 (d).

상기 자기조립단분자층(11)을 형성하는 APTES 또는 GPTMS는 하기와 같은 화학 구조식으로 나타낼 수 있다.APTES or GPTMS forming the self-assembled monolayer 11 can be represented by the following chemical structural formula.

Figure 112017111117037-pat00001
Figure 112017111117037-pat00002
Figure 112017111117037-pat00001
Figure 112017111117037-pat00002

[APTES] [GPTMS]      [APTES] [GPTMS]

상기 친수성 자기조립단분자층 물질인 APTES과 GPTMS의 메쏘시(-OCH3) 부분과 기판이 반응하면서 자기조립단분자층(11)이 형성되고, APTES의 아미노(-NH3) 또는 GPTMS의 3-Glycidyloxypropyl가 노출되어 기판은 친수성을 가질 수 있다.The self-assembled monolayer 11 is formed by reacting the hydrophilic self-assembled monolayer material APTES with the substrate (-OCH 3 ) of GPTMS and the substrate, and the amino (-NH 3 ) of APTES or 3-Glycidyloxypropyl of GPTMS is exposed. The substrate can thus be hydrophilic.

다음으로, 상기 금속 전극(20)에 상기 기판(10)에 형성된 자기조립단분자층(11)과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층(21)을 형성할 수 있다(e 및 f).Next, the self-assembled monolayer 16 may be formed on the metal electrode 20 having a different affinity than the self-assembled monolayer 11 formed on the substrate 10 (e and f).

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 기판(10)에 형성된 자기조립단분자층(11)은 친수성을 가질 수 있고, 상기 금속 전극(20)에 자기조립단분자층(21)은 소수성을 가질 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the self-assembled terminal layer 11 formed on the substrate 10 may have hydrophilicity, and the self-assembled terminal layer 21 on the metal electrode 20 may have hydrophobicity.

상기 금속 전극(20)에 형성되는 자기조립단분자층(21)은 상기 물질을 포함하는 용액에 소정시간 침지하는 방법에 의하여 형성될 수 있다(e).The self-assembled monolayer 21 formed on the metal electrode 20 may be formed by a method of immersing in a solution containing the material for a predetermined time (e).

보다 구체적으로, 톨루엔, 에탄올 등의 유기용매를 사용할 수 있고, 1mM 농도의 용액을 사용할 수 있다. 상기 용액에 기판을 1 내지 3시간, 구체적으로는 1 내지 2시간 침지할 수 있다.More specifically, organic solvents such as toluene and ethanol can be used, and a solution of 1 mM concentration can be used. The substrate can be immersed in the solution for 1 to 3 hours, specifically for 1 to 2 hours.

상기 침지 반응이 완료되면 불필요한 자기조립단분자층을 제거하기 위하여 린스(rinse) 공정을 수행할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 상기 린스 공정은 순수 에탄올 용매에 1 내지 5분 동안 침지하는 방법에 의하여 수행될 수 있다.When the immersion reaction is completed, a rinse process may be performed to remove the unnecessary self-assembled monolayer. For example, the rinse process may be performed by a method of immersing in pure ethanol solvent for 1 to 5 minutes.

상기 침지 공정 및 린스 공정을 통하여 금속 전극(20) 표면에 자기조립단분자층(21)을 형성할 수 있다(f).Through the immersion process and the rinsing process, the self-assembled monolayer 21 may be formed on the surface of the metal electrode 20 (f).

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 금속 전극에 자기조립단분자층(21)을 형성하기 위한 물질로 티올기(Thiol)를 가지는 것을 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, a material having a thiol group (Thiol) may be used as a material for forming the self-assembled monolayer 21 on the metal electrode, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 금속 전극(20)에 자기조립단분자층(21)을 형성하기 위한 물질은 PFDT (1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol), PFBT(2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, 또는 MTPMS(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)을 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.According to one embodiment of the invention, the material for forming the self-assembled monolayer 21 on the metal electrode 20 is PFDT (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecanethiol), PFBT (2,3,4,5 , 6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, or MTPMS (3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane) may be used, but is not limited thereto.

Figure 112017111117037-pat00003
Figure 112017111117037-pat00004
Figure 112017111117037-pat00003
Figure 112017111117037-pat00004

[PFDT] [PFBT]  [PFDT] [PFBT]

Figure 112017111117037-pat00005
Figure 112017111117037-pat00006
Figure 112017111117037-pat00005
Figure 112017111117037-pat00006

[MTTP] [MPTMS]        [MTTP] [MPTMS]

상기 기판(10)을 상기와 같은 티올기를 가지는 소수성 자기조립단분자층 물질을 포함하는 용액에 침지하면 금속과 티올기의 반응을 통하여 금속 표면에 자기조립단분자층(21)이 형성될 수 있고, 금속 전극은 소수성이 될 수 있다.When the substrate 10 is immersed in a solution containing a hydrophobic self-assembled monolayer material having a thiol group as described above, the self-assembled monolayer (21) may be formed on a metal surface through a reaction between a metal and a thiol group. It can be hydrophobic.

금속 전극의 특성은 자기조립단분자층을 형성하는 물질의 작용기에 따라 조절될수 있으며, 일반적으로 티올(thiol)과 플로오린(F)을 포함하는 물질을 사용하는 경우 높은 소수성을 가질 수 있다.The characteristics of the metal electrode may be adjusted according to the functional group of the material forming the self-assembled monolayer, and generally have a high hydrophobicity when using a material including thiol and fluorine (F).

도 4는 기판(10)에 친수성 자기조립단분자층이 형성된 후 소수성 자기조립단분자층이 형성된 상태를 모식적으로 표시한 것이다. 도 4를 참조하면 기판(10) 표면에는 APTES 자기조립단분자층이 형성되어 있으며, 금속 전극(20)에는 소수성 자기조립단분자층이 형성되어 있다. 4 schematically shows a state in which a hydrophilic self-assembled monolayer is formed after the hydrophilic self-assembled monolayer is formed on the substrate 10. Referring to FIG. 4, the APTES self-assembled monolayer is formed on the surface of the substrate 10, and the hydrophobic self-assembled monolayer is formed on the metal electrode 20.

다음으로, 상기 기판(10)의 금속 전극(20)의 간격 사이에 전도성 유기물전극(30)을 형성할 수 있다(g).Next, a conductive organic electrode 30 may be formed between the gaps of the metal electrodes 20 of the substrate 10 (g).

본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 전도성 유기물 전극은 기판에 형성된 자기조립단분자층(SAM, 11)과 동일한 친매성을 가지는 것을 사용할 수 있다. 이러한 경우 기판에만 선택적으로 전도성 유기물층(30)이 형성될 수 있다. 이에 제한되지 않으며, 예를 들면, 기판에 형성된 자기조립단분자층(11)이 친수성인 경우 친수성 전도성 유기물을 사용할 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the conductive organic electrode may have the same affinity as the self-assembled monolayer (SAM) 11 formed on the substrate. In this case, the conductive organic layer 30 may be selectively formed only on the substrate. The present invention is not limited thereto. For example, when the self-assembled monolayer 11 formed on the substrate is hydrophilic, a hydrophilic conductive organic material may be used.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 전도성 유기물은 PEDOT:PSS를 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the conductive organic material may use PEDOT: PSS, but is not limited thereto.

Figure 112017111117037-pat00007
Figure 112017111117037-pat00007

[PEDOT:PSS]            [PEDOT: PSS]

본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 전도성 유기물 전극의 형성은 딥 코팅 공정 또는 잉크 젯 공정으로 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the conductive organic electrode may be formed by a dip coating process or an ink jet process.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 딥 코팅 공정은 다음과 같은 수행될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the dip coating process may be performed as follows.

도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 딥 코팅 공정을 개략적으로 나타내는 공정도이다.5 is a process diagram schematically showing a dip coating process according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 기판(10)을 딥 코터에 고정 시킨 후 전도성 유기물 용액(31)에 넣었다 빼는 단계를 통하여 수행될 수 있다. As shown in FIG. 5, the substrate 10 may be fixed to a dip coater and then put into and taken out of the conductive organic solution 31.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 기판의 고정 위치와 용액과의 작용거리(stroke), 기판을 올리는 속도(up time), 기판을 내리는 속도(down time), 용액에 담그는 시간 (hold time)을 제어함으로써 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격을 조절할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the fixed position of the substrate and the stroke of the solution (stroke), the speed of raising the substrate (up time), the down time of the substrate (down time), the hold time of the solution (control time) As a result, the gap between the metal electrode and the conductive organic material electrode can be adjusted.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 작용거리(stroke)는 50 내지 70mm, 구체적으로는 55 내지 65mm일 수 있다. 또한, 기판을 올리는 속도(up time)는 0.2 내지 1.0mm/min, 구체적으로는 0.3 내지 0.5mm/min 일 수 있다. 또한, 기판을 내리는 속도(down time)은 5 내지 20mm/min, 구체적으로는 8 내지 15mm/min일 수 있다. 또한 용액에 담그는 시간(hold time)은 20 내지 60sec, 구체적으로는 30 내지 40 sec일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the stroke may be 50 to 70 mm, specifically 55 to 65 mm. In addition, the up time of raising the substrate may be 0.2 to 1.0 mm / min, specifically 0.3 to 0.5 mm / min. In addition, the down time of the substrate may be 5-20 mm / min, specifically 8-15 mm / min. Also, the hold time in the solution may be 20 to 60 sec, specifically 30 to 40 sec.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판에는 친수성 자기조립단분자층이 형성될 수 있고, 금속 전극에는 소수성 자기조립단분자층이 형성될 수 있다. 이러한 기판에 친수성 전도성 유기물을 이용한 딥 코팅 공정을 수행하면 소수성 및 친수성 자기조립단분자층 간의 반발력으로 인하여 금속 전극에는 전도성 유기물이 묻지 않고, 기판의 표면에 전도성 유기물 전극이 형성될 수 있다. 즉, 소수성 및 친수성 자기조립단분자층 간의 반발력으로 인하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극의 미세한 간격 조절이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, a hydrophilic self-assembled monolayer may be formed on the substrate, and a hydrophobic self-assembled monolayer may be formed on the metal electrode. When the dip coating process using a hydrophilic conductive organic material is performed on the substrate, the conductive organic material may be formed on the surface of the substrate without the conductive organic material being deposited on the metal electrode due to the repulsive force between the hydrophobic and hydrophilic self-assembled monolayers. That is, due to the repulsive force between the hydrophobic and hydrophilic self-assembled monolayer, it is possible to finely control the gap between the metal electrode and the conductive organic electrode.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격은140 내지 400 nm의 간격을 가질 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the spacing between the metal electrode and the conductive organic electrode may have a spacing of 140 to 400 nm.

상기 전극 간격은 자기조립단분자층의 소수성 성질이 강할수록, 또는 자기조립단분자층의 친수성 성질이 강할수록 전극 간의 간격이 더 좁아질 수 있다. 따라서, 자기조립단분자층의 물질 종류 또는 소수성 또는 친수성의 정도를 조절하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 미세 간격 조절이 가능할 수 있다.The spacing between the electrodes may be narrower as the hydrophobic property of the self-assembled monolayer is stronger, or as the hydrophilic property of the self-assembled monolayer is stronger. Therefore, the fine spacing between the metal electrode and the conductive organic electrode may be controlled by adjusting the type of the material or the degree of hydrophobicity or hydrophilicity of the self-assembled monolayer.

만약, 기판에 자기조립단분자층이 형성되지 않고, 금속 전극에만 소수성 자기조립단분자층이 형성되는 경우에는 친수성 전도성 유기물이 금속에 닿지 않을 수 있으나, 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격은 제어하기 어려울 수 있다. If the self-assembled monolayer is not formed on the substrate and the hydrophobic self-assembled monolayer is formed only on the metal electrode, the hydrophilic conductive organic material may not touch the metal, but the distance between the metal electrode and the conductive organic electrode may be difficult to control.

또한, 기판 또는 금속 중 어느 한 곳에만 소수성 또는 친수성의 자기조립단분자층을 형성하게 되면 전극 간격을 조절하기 위해서 둑(bank) 형태의 두 개의 전극을 만들고, 그 사이에 잉크젯 프린팅으로 전도성 유기물을 떨어뜨린 후 가두는 형식으로 전극 간격을 유지할 수 있다. 이러한 경우 잉크젯 프린팅의 제어에 의해서만 간격 조절이 가능하여 미세한 간격 조절에 한계가 있다. In addition, when the hydrophobic or hydrophilic self-assembled monolayer is formed on only one of the substrates or the metal, two bank-shaped electrodes are formed to control the electrode gap, and the conductive organic material is dropped by inkjet printing therebetween. It is possible to keep the electrode gap in the form of confinement. In this case, the gap can be adjusted only by the control of inkjet printing, and thus there is a limit to the minute gap adjustment.

그러나 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 잉크 젯 프린팅 공정을 사용하는 경우에도 적하되는 전도성 유기물이 소수성 및 친수성 자기조립단분자층 간의 반발력으로 인하여 금속 전극과 미세 간격을 두고 기판에 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전도성 유기물 전극은 고가의 장비나 공정 제어가 어려운 공정에 의하지 않고 형성될 수 있다. However, according to one embodiment of the present invention, even in the case of using an ink jet printing process, the dropping conductive organic material may be formed on the substrate at minute intervals from the metal electrode due to the repulsive force between the hydrophobic and hydrophilic self-assembled monolayers. According to one embodiment of the present invention, the conductive organic electrode can be formed without expensive equipment or a process that is difficult to control the process.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 자기조립단분자층의 형성과 전도성 유기물 전극의 형성 과정이 용이하여 다양한 패턴의 이면접합후면전극 기판의 제조가 가능하다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the process of forming the self-assembled terminal layer and the formation of the conductive organic electrode is easy, and thus it is possible to manufacture the back surface bonded back electrode substrate of various patterns.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따라 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples according to one embodiment of the present invention, but these are not intended to limit the scope of the present invention.

[실시예]EXAMPLE

실시예EXAMPLE 1 내지  1 to 실시예Example 8 8

1) 친수성 자기조립단분자층(SAM) 형성1) Formation of hydrophilic self-assembled monolayer (SAM)

톨루엔을 용매로 사용하여 APTES((3-Aminopropyl)triethoxysilane) 5% (v/v), GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane) 20%(v/v) 농도의 용액을 각각 만들었다.Toluene was used as a solvent to prepare a solution of 5% (v / v) APTES ((3-Aminopropyl) triethoxysilane) and 20% (v / v) GPTMS ((3-Glycidyloxypropyl) trimethoxysilane).

기판 표면에 친수성 자기조립단분자층(SAM)이 형성되도록 상기 2가지 용액에 각각에 기판을 침지하여 10분 동안 대기 상태에서 두었다. 불필요한 자기조립단분자층을 제거하기 위하여 반응이 완료된 후 순수 용매 톨루엔에 담구고, 소니케이터에 넣어 약한 세기로 1분 이하 처리하였다.The substrates were immersed in each of the two solutions so that a hydrophilic self-assembled monolayer (SAM) was formed on the surface of the substrate and placed in the air for 10 minutes. In order to remove the unnecessary self-assembled monolayer, after completion of the reaction, it was immersed in pure solvent toluene, and placed in a sonicator and treated for 1 minute or less with weak strength.

2) 소수성 자기조립단분자층 형성2) Hydrophobic self-assembled monolayer

에탄올을 용매로 하고, PFDT(1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol), PFBT(2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, 및 MTPMS(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)의 4가지 물질에 대하여 1mM 농도의 용액을 각각 만들었다. 상기 각각 2가지의 친수성 자기조립단분자층이 형성된 기판을 상기 4가지 용액에 1 시간 동안 대기 상태에서 담가두었다. 불필요한 자기조립단분자층을 제거하기 위하여 반응이 완료된 후 순수 용매 에탄올에 1분 동안 담가 두었다.Four kinds of PFDT (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecanethiol), PFBT (2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, and MTPMS (3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane Each solution at a concentration of 1 mM was made for the material. The substrates on which the two hydrophilic self-assembled monolayers were formed were immersed in the four solutions in the air for 1 hour. In order to remove the unnecessary self-assembled monolayer, the reaction was completed and soaked in pure solvent ethanol for 1 minute.

3) 전도성 유기물층 형성3) Conductive organic material layer formation

기판과 금속 전극 표면 각각에 자기조립단분자층(SAM)이 형성된 기판에 전도성 유기물(PEDOT:PSS)을 딥 코터에 고정 시킨 후 전도성 유기물((PEDOT:PSS) 용액에 넣었다 빼는 단계를 통하여 형성하였다. 본 발명에서는 모든 공정을 작용거리(stroke): 60.8 mm, 기판을 올리는 속도(up time): 0.5 mm/min, 기판을 내리는 속도(down time): 10 mm/min, 용액에 담그는 시간 (hold time): 40 sec으로 고정하였다.After the conductive organic material (PEDOT: PSS) was fixed to the dip coater on the substrate on which the self-assembled monolayer (SAM) was formed on each of the substrate and the metal electrode surface, the conductive organic material (PEDOT: PSS) was formed through a step of removing the conductive organic material (PEDOT: PSS). In the invention, every process has a stroke of 60.8 mm, a substrate up time of 0.5 mm / min, a substrate down time of 10 mm / min, and a time of immersion in the solution. : Fixed to 40 sec.

[평가][evaluation]

상기에서 얻어진 실시예 1 내지 실시예 8에서 얻어진 기판에서 금속 전극과 전도성 유기물 전극 사이의 간격을 측정하였으며, 이의 결과를 하기 표 1에 나타내었다. In the substrate obtained in Examples 1 to 8 obtained above, the distance between the metal electrode and the conductive organic electrode was measured, and the results are shown in Table 1 below.

도 6은 상기 실시예 1에 따라 제조된 후면 전극 기판의 광학 현미경 사진이고, 도 7 내지 도 10은 상기 실시예 1 내지 실시예 8에서 제조된 후면 전극 기판의 광학 현미경 사진으로, 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격을 나타내고 있다.6 is an optical photomicrograph of the back electrode substrate prepared in Example 1, Figures 7 to 10 are optical micrographs of the back electrode substrate prepared in Examples 1 to 8, the metal electrode and the conductive The spacing between organic electrode is shown.

금속전극의 SAMSAM of Metal Electrode 기판의 SAMBoard SAM Distance(nm)Distance (nm) Contact angle
(Thiol SAM )Contact angle
(Thiol SAM) 25℃ / 150℃ (10min)25 ℃ / 150 ℃ (10min) 실시예 1Example 1 4-Methoxythiophenol4-Methoxythiophenol APTESAPTES 180 nm180 nm 65°/85°65 ° / 85 ° 실시예 2Example 2 GPTMSGPTMS 385 nm385 nm 실시예 3Example 3 MPTMSMPTMS APTESAPTES 175 nm175 nm 70°/86°70 ° / 86 ° 실시예 4Example 4 GPTMSGPTMS 310 nm310 nm 실시예 5Example 5 PFBTPFBT APTESAPTES 155 nm155 nm 92°/90°92 ° / 90 ° 실시예 6Example 6 GPTMSGPTMS 285 nm285 nm 실시예 7Example 7 PFDTPFDT APTESAPTES 140 nm140 nm 125°/110°125 ° / 110 ° 실시예 8Example 8 GPTMSGPTMS 220 nm220 nm

상기 표 1과 도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 후면 전극 기판은 140nm 내지 400nm의 전극 간격을 가질 수 있다. 이는 자기조립단분자층을 형성하는 물질의 종류 및 소수성 또는 친수성 간의 반발 정도에 의한 것이다. Referring to Table 1 and FIGS. 7 to 10, the rear electrode substrate according to the present invention may have an electrode gap of 140 nm to 400 nm. This is due to the type of material forming the self-assembled monolayer and the degree of repulsion between hydrophobicity or hydrophilicity.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 자기조립단분자층 물질의 종류, 이들의 소수성 또는 친수성의 정도를 조절하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간격을 나노 스케일로 선택적으로 조정할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the gap between the metal electrode and the conductive organic electrode can be selectively adjusted on a nano scale by adjusting the type of the self-assembled monolayer material and the degree of hydrophobicity or hydrophilicity thereof.

또한, 소수성 및 친수성 자기조립단분자층 간의 반발력으로 인하여, 딥 코팅 공정의 변수 조정을 통해서도 전극 간 간격을 조정 할 수 있다.In addition, due to the repulsive force between the hydrophobic and hydrophilic self-assembled monolayer, it is possible to adjust the spacing between the electrodes also by adjusting the parameters of the dip coating process.

이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed.

10: 기판 11: 친수성 자기조립단분자층
20: 금속 전극 21: 소수성 자기조립단분자층
30: 전도성 유기물 전극10: substrate 11: hydrophilic self-assembled monolayer
20: metal electrode 21: hydrophobic self-assembled monolayer
30: conductive organic electrode

Claims (16)

표면에 APTES((3-Aminopropyl)triethoxysilane) 또는 GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)로 된 친수성 자기조립단분자층이 형성된 기판;
상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 형성되며, 표면에 PFDT (1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol), PFBT(2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, 또는 MPTMS(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)로 된 소수성 자기조립단분자층이 형성된 금속 전극; 및
상기 금속 전극과 140 내지 400nm의 간격을 두고 친수성 물질로 형성되는 전도성 유기물 전극;을 포함하는 후면전극 기판.
A substrate on which a hydrophilic self-assembled monolayer of APTES ((3-Aminopropyl) triethoxysilane) or GPTMS ((3-Glycidyloxypropyl) trimethoxysilane) is formed;
It is formed on the substrate at predetermined intervals, and on the surface PFDT (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecanethiol), PFBT (2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, or MPTMS (3 A metal electrode on which a hydrophobic self-assembled monolayer of mercaptopropyl) trimethoxysilane) is formed; And
And a conductive organic electrode formed of a hydrophilic material at a spacing of 140 to 400 nm from the metal electrode.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전도성 유기물 전극은 PEDOT:PSS으로 형성되는 후면전극 기판.
The method of claim 1,
The conductive organic electrode is a back electrode substrate formed of PEDOT: PSS.
제1항에 있어서,
상기 기판 및 금속 전극의 자기조립단분자층은 침지 공정에 의하여 형성되는 후면전극 기판.
The method of claim 1,
The self-assembled terminal layer of the substrate and the metal electrode is a back electrode substrate formed by an immersion process.
제1항에 있어서,
상기 전도성 유기물 전극은 딥 코팅 공정 또는 잉크젯 공정에 의하여 형성되는 후면전극 기판.
The method of claim 1,
The conductive organic electrode is a back electrode substrate formed by a dip coating process or an inkjet process.
제1항에 있어서,
상기 후면전극 기판은 박막트랜지스터 기판으로 사용되는 것인, 후면전극 기판.
The method of claim 1,
The back electrode substrate is used as a thin film transistor substrate, a back electrode substrate.
기판에 소정의 간격을 가지는 금속 전극을 형성하는 단계;
상기 기판에 APTES((3-Aminopropyl)triethoxysilane) 또는 GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)로 친수성 자기조립단분자층을 형성하는 단계;
상기 금속 전극에 PFDT(1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol), PFBT(2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, 또는 MPTMS(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)로 소수성 자기조립단분자층을 형성하는 단계; 및
상기 기판의 금속 전극 사이에 금속 전극과 140 내지 400nm의 간격을 두고 친수성 물질로 전도성 유기물 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 후면전극 기판의 제조방법.
Forming a metal electrode having a predetermined spacing on the substrate;
Forming a hydrophilic self-assembled monolayer by APTES ((3-Aminopropyl) triethoxysilane) or GPTMS ((3-Glycidyloxypropyl) trimethoxysilane) on the substrate;
Hydrophobic self-assembled monolayer of PFDT (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecanethiol), PFBT (2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, or MPTMS (3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane Forming a; And
Forming a conductive organic electrode with a hydrophilic material at a spacing of 140 to 400 nm with the metal electrode between the metal electrodes of the substrate.
제10항에 있어서,
상기 전도성 유기물 전극의 형성은 상기 기판의 자기조립단분자층과 동일한 친매성을 가지는 용액을 사용한 딥 코팅 공정 또는 잉크젯 공정에 의하여 수행되는 후면전극 기판의 제조방법.
The method of claim 10,
The conductive organic electrode may be formed by a dip coating process or an inkjet process using a solution having the same affinity as the self-assembled monolayer of the substrate.
제11항에 있어서,
상기 딥 코팅 공정 수행에서 기판의 고정 위치, 기판과 용액의 작용거리, 기판을 올리는 속도, 기판을 내리는 속도, 또는 용액에 기판을 담그는 시간을 제어하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격을 조절하는 후면전극 기판의 제조방법.
The method of claim 11,
The rear surface of controlling the gap between the metal electrode and the conductive organic electrode by controlling the fixed position of the substrate, the working distance of the substrate and the solution, the speed of raising the substrate, the speed of lowering the substrate, or the time to immerse the substrate in the solution in performing the dip coating process Method of manufacturing an electrode substrate.
제10항에 있어서,
상기 기판의 자기조립단분자층 형성 단계는 친수성 물질을 포함하는 용액에 상기 기판을 침지하는 공정에 의하여 수행되는 후면전극 기판의 제조방법.
The method of claim 10,
Forming a self-assembled monolayer layer of the substrate is performed by immersing the substrate in a solution containing a hydrophilic material.
제13항에 있어서,
상기 침지 공정 후에 불필요한 자기조립단분자층을 제거하는 큐어링(curing) 공정을 수행하는 후면전극 기판의 제조방법.
The method of claim 13,
And a curing process for removing an unnecessary self-assembled monolayer after the immersion process.
제10항에 있어서,
상기 금속 전극의 자기조립단분자층 형성 단계는 소수성 물질을 포함하는 용액에 상기 기판을 침지하는 공정에 의하여 수행되는 후면전극 기판의 제조방법.
The method of claim 10,
And forming a self-assembled monolayer layer of the metal electrode by immersing the substrate in a solution containing a hydrophobic material.
제15항에 있어서,
상기 침지 공정 후에 불필요한 자기조립단분자층을 제거하는 린스(rinse) 공정을 수행하는 후면전극 기판의 제조방법.The method of claim 15,
And a rinse process for removing unnecessary self-assembled molecular layers after the immersion process.
KR1020170148496A 2017-11-09 2017-11-09 Back Contact Substrate and manufacturing method thereof KR102048417B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170148496A KR102048417B1 (en) 2017-11-09 2017-11-09 Back Contact Substrate and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170148496A KR102048417B1 (en) 2017-11-09 2017-11-09 Back Contact Substrate and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190052784A KR20190052784A (en) 2019-05-17
KR102048417B1 true KR102048417B1 (en) 2019-11-26

Family

ID=66678060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170148496A KR102048417B1 (en) 2017-11-09 2017-11-09 Back Contact Substrate and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102048417B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230072873A (en) 2021-11-18 2023-05-25 한화솔루션 주식회사 Solar cell with impoved interfacaial phenomenon and manufacturing method thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2432044A (en) * 2005-11-04 2007-05-09 Seiko Epson Corp Patterning of electronic devices by brush painting onto surface energy modified substrates
KR101144915B1 (en) * 2008-12-08 2012-05-16 광주과학기술원 Method for forming of pattern using self-assembled monolayer
KR101195550B1 (en) 2009-05-07 2012-10-30 한양대학교 산학협력단 Method for fabricating thin film transistor using self-assembly monolayer
WO2011051234A1 (en) * 2009-10-26 2011-05-05 Imec Method for fabricating organic devices
KR101600395B1 (en) * 2014-04-01 2016-03-07 성균관대학교산학협력단 Transparent electrode and manufacturing method thereof
KR102439505B1 (en) 2015-06-11 2022-09-02 삼성디스플레이 주식회사 Thin film transistor array panel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230072873A (en) 2021-11-18 2023-05-25 한화솔루션 주식회사 Solar cell with impoved interfacaial phenomenon and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190052784A (en) 2019-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Breen et al. Patterning indium tin oxide and indium zinc oxide using microcontact printing and wet etching
KR101272769B1 (en) Patterning method, method for manufacturing organic field effect transistor, and method of manufacturing flexible printed circuit board
US20070105396A1 (en) High resolution structures defined by brush painting fluid onto surface energy patterned substrates
EP2165366B1 (en) A method for forming a patterned layer on a substrate
US11912883B2 (en) Method and system for forming a patterned metal film on a substrate
US7582509B2 (en) Micro-embossing fabrication of electronic devices
CN107253394B (en) Transfer device and substrate board treatment
KR20170107309A (en) Conductors, making method of the same, and electronic devices including the same
KR102048417B1 (en) Back Contact Substrate and manufacturing method thereof
KR20220012240A (en) Method of manufacturing a photovoltaic cell
KR20160150274A (en) Method for fabricating metallic nanowire electrode array
KR101914382B1 (en) Method for manufacturing metal nanowire pattern, metal nanowire electrode using the same
JP2007073856A (en) Formation method of conductive pattern, manufacturing method of semiconductor device, and manufacturing method of organic electroluminescent element
WO2010034815A1 (en) Method for forming self-aligned electrodes
JPWO2012081689A1 (en) Patterning method
JP4611316B2 (en) Conductive pattern, method for manufacturing electronic device, and electronic device
DE102005024920B4 (en) Organic field effect transistor and method for its production
KR20130106676A (en) Method for manufacturing a fine metal electrode
KR101941013B1 (en) Metal patterned electrode, manufacturing method of the same and uses thereof
WO2020189322A1 (en) Method for manufacturing organic semiconductor element
KR101464663B1 (en) Method for manufacturing thin film pattern
KR101331899B1 (en) Method of organic thin film transistor
WO2019208241A1 (en) Method of forming electrode and device for forming electrode for organic thin film transistor, method of manufacturing organic thin film transistor, and organic thin film transistor
KR101815351B1 (en) Method for manufacturing silver nanowire film by ammonia treatment and silver nanowire film made by the same
Lu Control and Reproducibility in Aerosol Jet Printed Carbon Nanotube Thin-Film Transistors: From Print-in-Place to Water-Based Processes

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant