KR102077534B1 - Manufacturing method for transparent top electrode of optical device based on solution process and transparent top electrode of optical device manufactured by the same - Google Patents
Manufacturing method for transparent top electrode of optical device based on solution process and transparent top electrode of optical device manufactured by the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102077534B1 KR102077534B1 KR1020190055700A KR20190055700A KR102077534B1 KR 102077534 B1 KR102077534 B1 KR 102077534B1 KR 1020190055700 A KR1020190055700 A KR 1020190055700A KR 20190055700 A KR20190055700 A KR 20190055700A KR 102077534 B1 KR102077534 B1 KR 102077534B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical device
- electron transport
- transport layer
- upper electrode
- amine
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 152
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 136
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 122
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 87
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 67
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 41
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 29
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 27
- XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M caesium fluoride Chemical compound [F-].[Cs+] XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 17
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 15
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 claims description 12
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 claims description 9
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 claims description 9
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 235000020567 organic tea Nutrition 0.000 claims description 4
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 135
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 65
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 39
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 16
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 9
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 5
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229940093475 2-ethoxyethanol Drugs 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- RXACYPFGPNTUNV-UHFFFAOYSA-N 9,9-dioctylfluorene Chemical compound C1=CC=C2C(CCCCCCCC)(CCCCCCCC)C3=CC=CC=C3C2=C1 RXACYPFGPNTUNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 2-ethoxy Chemical group 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical group 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법 및 이로부터 제조된 광 소자용 투명 상부전극에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device, and a transparent upper electrode for an optical device manufactured therefrom.
현재까지 대부분의 광 전자 소자(optoelectronic device)는 인듐주석 산화물 (ITO) 기반의 투명 하부 전극을 통해 빛을 방출하거나 흡수하였다.To date, most optoelectronic devices emit or absorb light through indium tin oxide (ITO) -based transparent bottom electrodes.
광 소자에서 투명 상부전극을 사용하는 것은 발광 소자의 경우 양면 발광이 가능하며, 태양전지 같은 광 전지(photovoltaic) 소자의 경우에는 양면에서 조사되는 빛을 모두 발전에 활용할 수 있는 장점이 있다.The use of the transparent upper electrode in the optical device can emit light on both sides of the light emitting device, and in the case of a photovoltaic device such as a solar cell, there is an advantage that all the light emitted from both sides can be used for power generation.
종래의 진공 증착 기반의 광 전자 소자들은 상부전극 재료로 ITO 박막을 사용하거나, 얇은 은 혹은 금 박막을 사용하여 상, 하부전극이 모두 투명하다.Conventional vacuum deposition based optoelectronic devices use an ITO thin film as the upper electrode material, or a thin silver or gold thin film, so that the upper and lower electrodes are both transparent.
그러나, 아직 상부전극을 용액 공정으로 형성하는 방법에 대하여 많이 보고되어 있지 않으며, 기존에 보고된 재료 및 공정을 사용할 경우, 소자의 성능이 크게 떨어지는 문제가 존재한다.However, much has not been reported about the method of forming the upper electrode in the solution process, and there is a problem that the performance of the device is greatly reduced when using the previously reported materials and processes.
용액 공정 기반의 전자소자 제작기술은 진공 증착 기반의 기술에 비하여 제조비용을 크게 절감할 수 있기 때문에 용액 공정 기반 투명 상부전극 제조기술의 발명은 미래의 디스플레이 개발에 있어서 매우 중요하다.Solution process-based electronic device manufacturing technology can significantly reduce the manufacturing cost compared to vacuum deposition-based technology, the invention of the solution process-based transparent upper electrode manufacturing technology is very important in the future display development.
또한, 기존에 가장 많이 쓰이는 투명 전극 재료인 ITO의 경우, 재료의 특성 상 매우 불안정하여 쉽게 파손될 수 있어, 향후 플렉서블, 폴더블, 스트레처블 광 전자 소자의 전극 재료로 사용되는 데에는 한계가 존재한다.In addition, the most commonly used transparent electrode material ITO is very unstable due to the characteristics of the material can be easily broken, there is a limit to being used as an electrode material of the flexible, foldable, stretchable optoelectronic devices in the future .
본 발명의 실시예는 상부전극을 용액 공정으로 제조하여 전체적인 광 소자의 제조 원가를 낮출 수 있는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a transparent upper electrode for a solution process-based optical device that can lower the manufacturing cost of the overall optical device by manufacturing the upper electrode by a solution process.
본 발명의 실시예는 상부전극이 금속 나노 와이어 층이 전자 수송층에 의해 둘러싸인 구조를 가져 누설 전류(leakage current)를 감소시킬 수 있는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a transparent upper electrode for a solution process-based optical device in which the upper electrode has a structure in which a metal nanowire layer is surrounded by an electron transport layer, thereby reducing leakage current.
본 발명의 실시예에 따르면, 상부전극에 금속 나노 와이어, 금속 나노 입자, 아민계 고분자를 포함하여 상부전극의 전도성, 유연성 및 투명성을 향상시킬 수 있는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극을 제공하고자 한다.According to an embodiment of the present invention, to provide a transparent upper electrode for a solution process-based optical device that can improve the conductivity, flexibility and transparency of the upper electrode by including a metal nanowire, metal nanoparticles, amine-based polymer in the upper electrode do.
본 발명의 실시예는 전도성, 유연성 및 투명성이 향상된 상부전극을 광 소자에 형성하여 광 소자를 안정적으로 구동시키고 소자 성능을 향상시킬 수 있는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a transparent upper electrode for a solution process-based optical device that can form a top electrode with improved conductivity, flexibility and transparency in the optical device to drive the optical device stably and improve the device performance.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법은 금속 나노 입자 분산액과 아민계 고분자 분산액을 광 소자 하부 구조체 상에 도포하여 하부 전자 수송층을 형성하는 단계; 상기 하부 전자 수송층 상에 금속 나노 와이어 분산액을 도포하여 금속 나노 와이어 층을 형성하는 단계; 및 상기 금속 나노 와이어 층 상에 상기 금속 나노 입자 분산액과 상기 아민계 고분자 분산액을 도포하여 상부 전자 수송층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention includes forming a lower electron transport layer by applying a metal nanoparticle dispersion and an amine polymer dispersion onto an optical device undercarriage; Applying a metal nanowire dispersion on the lower electron transport layer to form a metal nanowire layer; And applying the metal nanoparticle dispersion liquid and the amine polymer dispersion liquid on the metal nanowire layer to form an upper electron transport layer.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 하부 전자 수송층을 형성하는 상기 단계는, 상기 광 소자 하부 구조체 상에 상기 금속 나노 입자 분산액을 도포한 후 제1 열경화 공정을 통해 제1 하부 전자 수송층을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 제1 하부 전자 수송층 상에 상기 아민계 고분자 분산액을 도포한 후 제2 열경화 공정을 통해 제2 하부 전자 수송층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the step of forming the lower electron transport layer, after applying the metal nanoparticle dispersion on the optical device lower structure first thermal curing Forming a first lower electron transport layer through the process; And forming the second lower electron transport layer through a second thermosetting process after applying the amine polymer dispersion on the formed first lower electron transport layer.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 제1 열경화 공정 및 상기 제2 열경화 공정은 90 ℃ 내지 120 ℃의 온도에서 수행될 수 있다.According to the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the first thermosetting process and the second thermosetting process may be performed at a temperature of 90 ℃ to 120 ℃.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 상부 전자 수송층을 형성하는 상기 단계는, 상기 금속 나노 와이어 층 상에 상기 금속 나노 입자 분산액을 도포한 후 제3 열경화 공정을 통해 제1 상부 전자 수송층을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 제1 상부 전자 수송층 상에 상기 아민계 고분자 분산액을 도포한 후 제4 열경화 공정을 통해 제2 상부 전자 수송층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the step of forming the upper electron transport layer, after applying the metal nanoparticle dispersion liquid on the metal nanowire layer third thermal curing Forming a first upper electron transport layer through the process; And applying the amine-based polymer dispersion onto the formed first upper electron transport layer and then forming a second upper electron transport layer through a fourth heat curing process.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 제3 열경화 공정 및 상기 제4 열경화 공정은 90 ℃ 내지 120 ℃의 온도에서 수행될 수 있다.According to the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the third heat curing process and the fourth heat curing process may be performed at a temperature of 90 ℃ to 120 ℃.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 광 소자 하부 구조체는 발광층 및 광 흡수층 중 어느 하나를 포함할 수 있다.According to the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process based optical device according to the present invention, the optical device lower structure may include any one of a light emitting layer and a light absorbing layer.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 아민계 고분자 분산액은 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, PEI)을 포함하는 아민계 고분자가 분산될 수 있다.According to the method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the amine-based polymer dispersion may be dispersed in the amine-based polymer including polyethyleneimine (PEI).
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 아민계 고분자는 상기 아민계 고분자 분산액의 전체 중량 대비 1 중량% 내지 2 중량%로 포함될 수 있다.According to the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process based optical device according to the present invention, the amine-based polymer may be included in an amount of 1% by weight to 2% by weight based on the total weight of the amine-based polymer dispersion.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 아민계 고분자는 n-타입 도펀트(dopant)에 의해 도핑될 수 있다.According to the method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the amine-based polymer may be doped by an n-type dopant.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 아민계 고분자와 상기 n-타입 도펀트는 10:1 내지 30:1의 중량비로 도핑될 수 있다.According to the method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the amine-based polymer and the n-type dopant may be doped in a weight ratio of 10: 1 to 30: 1.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 n-타입 도펀트는 세슘 카보네이트(Cesium carbonate, CsCO3), 유기차화합물(Alq3), 플루오르화 세슘(Cesium fluoride, CsF) 중 어느 하나일 수 있다.According to the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the n-type dopant is cesium carbonate (Cesium carbonate, CsCO 3 ), an organic tea compound (Alq3), cesium fluoride (Csium fluoride, CsF ) May be any one.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 금속 나노 입자 분산액은 산화아연(ZnO)을 포함하는 금속 나노 입자가 분산될 수 있다.According to the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the metal nanoparticle dispersion may be dispersed metal nanoparticles containing zinc oxide (ZnO).
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 금속 나노 입자는 상기 금속 나노 입자 분산액의 전체 중량 대비 1 중량% 내지 2.5 중량%로 포함될 수 있다.According to the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the metal nanoparticles may be included in an amount of 1% by weight to 2.5% by weight based on the total weight of the metal nanoparticle dispersion.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따르면, 상기 금속 나노 와이어 분산액은 은 나노 와이어(silver nanowire, AgNWs)를 포함하는 금속 나노 와이어가 분산될 수 있다.According to the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, the metal nanowire dispersion may be a metal nanowire including silver nanowires (AgNWs).
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법에 따라 광 소자용 투명 상부전극을 제조할 수 있다.The transparent upper electrode for the optical device may be manufactured according to the method of manufacturing the transparent upper electrode for the solution process-based optical device according to the present invention.
본 발명의 실시예에 따르면, 상부전극을 용액 공정으로 제조하여 전체적인 광 소자의 제조 원가를 낮출 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper electrode may be manufactured by a solution process to reduce the manufacturing cost of the entire optical device.
본 발명의 실시예에 따르면, 상부전극이 금속 나노 와이어 층이 전자 수송층에 의해 둘러싸인 구조를 가져 누설 전류(leakage current)를 감소시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper electrode may have a structure in which the metal nanowire layer is surrounded by the electron transport layer, thereby reducing leakage current.
본 발명의 실시예에 따르면, 상부전극에 금속 나노 와이어, 금속 나노 입자, 아민계 고분자를 포함하여, 상부전극의 전도성, 유연성 및 투명성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper electrode may include metal nanowires, metal nanoparticles, and amine polymers, thereby improving conductivity, flexibility, and transparency of the upper electrode.
본 발명의 실시예에 따르면, 전도성, 유연성 및 투명성이 향상된 상부전극을 광 소자에 형성하여 광 소자를 안정적으로 구동시키고 소자 성능을 향상시킬 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the upper electrode having improved conductivity, flexibility, and transparency may be formed in the optical device, thereby stably driving the optical device and improving device performance.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극을 촬영한 주사전자현미경(Scanning electron microscope, SEM) 사진이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부 전극이 구비된 광 소자의 전압에 따른 전류 밀도를 나타낸 그래프이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부 전극이 구비된 광 소자의 전압에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 비교예 1에 따른 전압 대비 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 비교예 2에 따른 광 소자의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 비교예 2에 따른 광 소자의 전압에 따른 휘도와 전류 밀도를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 비교예 3에 따른 광 소자의 전압에 따른 휘도와 전류 밀도를 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention.
4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an exemplary embodiment of the present invention.
5A is a graph showing the current density by voltage of an optical device having a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention.
5B is a graph illustrating luminance according to voltage of an optical device having a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing luminance versus voltage according to Comparative Example 1 of the present invention.
7 is a schematic view showing the structure of an optical device according to Comparative Example 2 of the present invention.
8 is a graph showing luminance and current density according to voltage of an optical device according to Comparative Example 2 of the present invention.
9 is a graph showing luminance and current density according to voltage of an optical device according to Comparative Example 3 of the present invention.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited to the embodiments.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and / or "comprising" refers to a component, step that does not exclude the presence or addition of one or more other components, steps.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “an embodiment”, “an example”, “side”, “an example”, etc., should be construed that any aspect or design described is better or advantageous than other aspects or designs. It is not.
또한, '또는'이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.In addition, the term 'or' means inclusive or 'inclusive or' rather than exclusive OR 'exclusive or'. In other words, unless stated otherwise or unclear from the context, the expression 'x uses a or b' means any one of natural inclusive permutations.
또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms “a” or “an”, as used in this specification and in the claims, generally refer to “one or more” unless the context clearly dictates otherwise or in reference to a singular form. Should be interpreted as.
아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terminology used in the following description has been chosen to be general and universal in the art to which it relates, although other terms may vary depending on the development and / or change in technology, conventions, and preferences of those skilled in the art. Therefore, the terms used in the following description should not be understood as limiting the technical spirit, and should be understood as exemplary terms for describing the embodiments.
또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in certain cases, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning thereof will be described in detail in the corresponding description. Therefore, the terms used in the following description should be understood based on the meanings of the terms and the contents throughout the specification, rather than simply the names of the terms.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used in the present specification (including technical and scientific terms) may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
한편, 본 발명의 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.On the other hand, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terminology used herein is a term used to properly express an embodiment of the present invention, which may vary according to a user, an operator's intention, or a custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법은 용액 공정을 기반으로 하여 전자 수송층 상에 금속 나노 와이어를 도포하고 금속 나노 와이어 층을 형성하고, 금속 나노와이어 층 상에 다시 전자 수송층을 형성하여 광 소자용 투명 상부전극을 제조하는 방법이다.In the method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention, a metal nanowire is coated on an electron transport layer, a metal nanowire layer is formed on the solution transport layer, and the electron transport layer is again on the metal nanowire layer. Forming a transparent upper electrode for an optical device.
본 발명에 따른 광 소자용 투명 상부전극은 전자 수송층 사이에 금속 나노 와이어 층이 형성된 구조를 가진다.The transparent upper electrode for an optical device according to the present invention has a structure in which a metal nanowire layer is formed between the electron transport layers.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법 및 이로부터 제조된 광 소자용 투명 상부전극은 용액 공정을 기반으로 하여 광 소자용 투명 상부전극의 제조 비용을 크게 절감할 수 있고, 종래의 투명 전극 소자인 ITO보다 내구성이 강하여 광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.The method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention and the transparent upper electrode for an optical device manufactured therefrom can greatly reduce the manufacturing cost of the transparent upper electrode for an optical device based on a solution process. It is more durable than ITO, which is a conventional transparent electrode device, so that the life of the optical device can be improved.
상기와 같이, 본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법 및 이로부터 제조된 광 소자용 투명 상부전극을 간략히 설명하였으며, 보다 구체적인 설명을 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.As described above, the method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to the present invention and the transparent upper electrode for an optical device manufactured therefrom were briefly described, and the detailed description thereof will be described below with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)의 제조 방법은 하부 전자 수송층을 형성하는 단계(S100), 금속 나노 와이어 층을 형성하는 단계(S200), 상부 전자 수송층을 형성하는 단계(S300)을 포함한다.Referring to FIG. 1, in the method of manufacturing a transparent
본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조방법의 단계 S100는 금속 나노 입자 분산액과 아민계 고분자 분산액을 광 소자 하부 구조체(10) 상에 도포하여 하부 전자 수송층(110)을 형성한다.Step S100 of the method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention is to apply a metal nanoparticle dispersion and an amine-based polymer dispersion on the optical device
광 소자 하부 구조체(10)는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)의 하부에 해당하는 구조체로, ITO 애노드(anode), PEDOT:PSS로 이루어진 정공 수송층, 발광층, 광 흡수층을 포함할 수 있다.The optical device
본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조방법을 통해 제조된 광 소자용 투명 상부전극(100)은 위치 특성 상 발광층이나 광 흡수층 상에 형성될 수 있다.The transparent
상기 발광층은 발광 염료가 도포되어 형성될 수 있으며, 광 흡수층은 3d 오비탈의 전이금속으로서 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 이용하여 형성될 수 있다.The light emitting layer may be formed by applying a light emitting dye, and the light absorbing layer is a transition metal of 3d orbital; scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), and iron (Fe). ), Cobalt (Co), nickel (Ni) and copper (Cu) can be formed using at least one selected from the group consisting of.
단계 S100은 금속 나노 입자 분산액이 먼저 도포된 후 아민계 고분자 분산액이 도포되어 하부 전자 수송층(110)이 형성될 수 있다.In step S100, the metal nanoparticle dispersion may be applied first, and then the amine polymer dispersion may be applied to form the lower
상기 금속 나노 입자 분산액 및 상기 아민계 고분자 분산액은 광 소자 하부 구조체(10) 상에 스핀 코팅되어 도포될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 공지된 코팅 방식에 의한 도포도 가능하다.The metal nanoparticle dispersion and the amine-based polymer dispersion may be coated by spin coating on the optical device
구체적으로, 스핀코팅(spin coating), 스프레이코팅(spray coating), 잉크젯코팅(inkjet coating), 슬릿코팅(slit coating) 또는 딥코팅(deep coating) 등의 방법을 사용할 수 있으나, 그 방법을 특별하게 한정하는 것은 아니다.Specifically, spin coating, spray coating, inkjet coating, slit coating or deep coating may be used. It is not limited.
단계 S100은 제1 하부 전자 수송층(111)을 형성하는 단계 및 제2 하부 전자 수송층(112)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Step S100 may include forming a first lower
제1 하부 전자 수송층(111)을 형성하는 단계는 광 소자 하부 구조체(10) 상에 상기 금속 나노 입자 분산액을 도포한 후 제1 열경화 공정을 통해 제1 하부 전자 수송층(111)을 형성하는 과정이다.The forming of the first lower
상기 금속 나노 입자 분산액은 10nm 내지 110nm의 직경을 가지는 금속 나노 입자가 용매에 분산된 용액이며, 상기 용매는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)일 수 있다.The metal nanoparticle dispersion is a solution in which metal nanoparticles having a diameter of 10 nm to 110 nm are dispersed in a solvent, and the solvent may be isopropyl alcohol.
실시예에 따라서는, 상기 용매는 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에틸 아세테이트 (ethyl acetate) 부틸 아세테이트 (butyl acetate), 메톡시 에탄올 (methoxyethanol), 2-에톡시에탄올 (2-ethoxyehtnaol) 중 어느 하나일 수 있다.In some embodiments, the solvent may be any one of methanol, ethanol, butanol, ethyl acetate, butyl acetate, methoxyethanol, and 2-ethoxyethanol. have.
상기 금속 나노 입자는 상기 금속 나노 입자 분산액의 전체 중량 대비, 1 중량% 내지 2.5 중량%로 포함될 수 있다.The metal nanoparticles may be included in an amount of 1 wt% to 2.5 wt% based on the total weight of the metal nano particle dispersion.
상기 금속 나노 입자가 상기 금속 나노 입자 분산액에 1중량% 미만으로 포함되면 금속 나노 입자가 표면 전체에 고르게 도포되지 못하여 은 나노선 양극과 발광층 혹은 광 흡수층이 맞닿아 전기적 쇼트가 발생할 수 있다.When the metal nanoparticles are included in the metal nanoparticle dispersion in less than 1% by weight, the metal nanoparticles may not be evenly applied to the entire surface, and the electrical nanowires may occur due to the contact between the silver nanowire anode and the light emitting layer or the light absorption layer.
또한, 상기 금속 나노 입자가 상기 금속 나노 입자 분산액에 2.5 중량%를 초과하며 포함되면 금속 나노 입자의 두께가 너무 두꺼워져 전자 주입이 및 수송이 원할하게 이뤄지지 않을 수 있다.In addition, when the metal nanoparticles are included in the metal nanoparticle dispersion in excess of 2.5% by weight, the thickness of the metal nanoparticles may be so thick that electron injection and transport may not be smoothly performed.
상기 금속 나노 입자는 전자를 추출하는 역할을 하는 것으로, 산화아연(ZnO)이 될 수 있다.The metal nanoparticles serve to extract electrons and may be zinc oxide (ZnO).
실시예에 따라서는 상기 금속 나노 입자는 이산화티타늄(TiO2), 세슘 카보네이트(CsCO3) 중 어느 하나가 될 수 있다.According to an embodiment, the metal nanoparticles may be any one of titanium dioxide (TiO 2 ) and cesium carbonate (CsCO 3 ).
상기 금속 나노 입자는 전자 주입을 원활하게 하고, 발광층과 광 흡수층이 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조방법에 의해 제조된 투명 상부전극의 금속 나노 와이어층과 직접 맞닿아 발생하는 전기적 쇼트를 막아줄 수 있다.The metal nanoparticles facilitate electron injection, and the light emitting layer and the light absorbing layer are directly connected with the metal nanowire layer of the transparent upper electrode manufactured by the method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention. It can prevent the electrical short that occurs in contact.
광 소자 하부 구조체(10) 상에 도포된 금속 나노 입자 분산액은 제1 열경화 공정을 통해 경화된다.The metal nanoparticle dispersion liquid applied onto the
제1 열경화 공정은 90℃ 내지 120℃의 온도에서 5분 내지 20분 동안 수행될 수 있다.The first thermosetting process may be performed for 5 to 20 minutes at a temperature of 90 ℃ to 120 ℃.
제1 열경화 공정이 90℃ 미만으로 수행되면, 금속 나노 입자 분산액의 용매가 충분히 증발되지 않아 제1 하부 전자 수송층(111)의 경화가 제대로 일어나지 않을 수 있다.When the first thermosetting process is performed at less than 90 ° C., the solvent of the metal nanoparticle dispersion may not be sufficiently evaporated so that curing of the first lower
또한, 제1 열경화 공정이 120℃ 초과하여 수행되면, 광 소자 하부 구조체인 발광층 또는 광 흡수층의 성능이 저하될 수 있다.In addition, when the first thermosetting process is performed at more than 120 ° C., the performance of the light emitting layer or the light absorbing layer, which is an optical element undercarriage, may be degraded.
상기 제2 하부 전자 수송층(112)을 형성하는 단계는 상기 형성된 제1 하부 전자 수송층(111) 상에 상기 아민계 고분자 분산액을 도포한 후 제2 열경화 공정을 통해 제2 하부 전자 수송층(112)을 형성하는 과정이다.The forming of the second lower
상기 아민계 고분자 분산액은 아민계 고분자가 용매에 분산된 용액을 말하며, 상기 용매는 2-에톡시에탄올(2-ethoxyethanol)일 수 있다.The amine-based polymer dispersion refers to a solution in which the amine-based polymer is dispersed in a solvent, and the solvent may be 2-ethoxyethanol.
상기 아민계 고분자 분산액에 분산된 아민계 고분자는 폴리에틸렌이민 (Polyethyleneimine, PEI), 에톡시화 폴리에틸렌이민 (Polyethyleneimine ethoxylated, PEIE) 및 Poly [(9,9-bis(3'-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)] (PFN) 중 어느 하나가 될 수 있다.The amine polymer dispersed in the amine polymer dispersion is polyethyleneimine (PEI), ethoxylated polyethyleneimine (PEIE) and Poly [(9,9-bis (3 '-(N, N-dimethylamino) propyl) -2,7-fluorene) -alt-2,7- (9,9-dioctylfluorene)] (PFN).
상기 아민계 고분자는 전자를 수송할 뿐 아니라, 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)이 투명성 및 유연성을 가지도록 한다.The amine-based polymer not only transports electrons, but also allows the transparent
상기 아민계 고분자는 아민계 고분자 분산액의 전체 중량 대비 1 중량% 내지 2 중량%로 포함될 수 있다.The amine polymer may be included in an amount of 1 wt% to 2 wt% based on the total weight of the amine polymer dispersion.
아민계 고분자가 아민계 고분자 분산액에 1중량% 미만으로 포함되면, 아민계 고분자가 제1 하부 전자 수송층의 표면 전체에 고르게 도포되지 못하여 금속 나노 와이어 층과 광 소자 하부 구조체가 맞닿아 전기적 쇼트가 발생할 수 있다.When the amine-based polymer is included in the amine-based polymer dispersion in less than 1% by weight, the amine-based polymer is not evenly applied to the entire surface of the first lower electron transport layer, so that the metal nanowire layer and the optical device lower structure come into contact with each other to cause electrical short. Can be.
또한, 아민계 고분자가 상기 아민계 고분자 분산액에 2중량% 초과하여 포함되면, 제2 하부 전자 수송층의 두께가 너무 두꺼워져 전자 주입이 및 수송이 원할하게 이뤄지지 않을 수 있다.In addition, when the amine-based polymer is included in more than 2% by weight in the amine-based polymer dispersion, the thickness of the second lower electron transport layer may be too thick to facilitate the electron injection and transport.
상기 아민계 고분자는 양극 전극인 금속 나노 와이어 층의 일함수(work function)를 낮춰 전자 주입을 원활하게 하며, 광 소자 하부 구조체가 될 수 있는 발광층 또는 광 흡수층이 금속 나노 와이어 층과 직접 맞닿아 발생하는 전기적 쇼트를 방지할 수 있다.The amine-based polymer lowers the work function of the metal nanowire layer, which is an anode electrode, to facilitate electron injection, and is generated when a light emitting layer or a light absorbing layer, which may be an optical device substructure, directly contacts the metal nanowire layer. Electrical shorts can be prevented.
상기 아민계 고분자는 하부 전자 수송층(110)의 전자 수송 효율을 향상시키기 위해 n-타입 도펀트(dopant)에 의해 도핑되어 상기 아민계 고분자 분산액 내에 분산될 수 있다.The amine-based polymer may be doped with an n-type dopant to be dispersed in the amine-based polymer dispersion to improve electron transport efficiency of the lower
상기 n-타입 도펀트는 세슘 카보네이트(Cesium carbonate, CsCO3), 유기차화합물(Alq3), 플루오르화 세슘(Cesium fluoride, CsF) 중 어느 하나일 수 있다.The n-type dopant may be any one of cesium carbonate (Cesium carbonate, CsCO 3 ), an organic tea compound (Alq 3), and cesium fluoride (CsF).
상기 아민계 고분자와 상기 n-타입 도펀트는 10:1 내지 30:1 의 중량비로 도핑될 수 있다.The amine-based polymer and the n-type dopant may be doped in a weight ratio of 10: 1 to 30: 1.
아민계 고분자와 n-타입 도펀트가 중량비 30:1 미만으로 도핑되면, 아민계 고분자가 n-타입 도펀트에 의해 충분히 도핑되지 않아 전자 수송 효율이 저하될 수 있다.When the amine polymer and the n-type dopant are doped at a weight ratio of less than 30: 1, the amine polymer may not be sufficiently doped by the n-type dopant, thereby reducing the electron transport efficiency.
또한, 아민계 고분자와 n-타입 도펀트가 중량비 10:1을 초과하여 도핑되면, n-타입 도펀트의 비율이 너무 많아져 광 소자의 성능이 저해될 수 있다.In addition, when the amine polymer and the n-type dopant is doped in a weight ratio of more than 10: 1, the ratio of the n-type dopant is too high, which may impair the performance of the optical device.
제1 하부 전자 수송층(111) 상에 도포된 아민계 고분자 분산액은 제2 열경화 공정을 통해 경화되어 제2 하부 전자 수송층(112)이 형성된다.The amine polymer dispersion applied on the first lower
제2 열경화 공정은 제1 열경화 공정과 마찬가지로 90℃ 내지 120℃의 온도에서 5분 내지 20분 동안 수행될 수 있다.The second thermosetting process may be performed for 5 to 20 minutes at a temperature of 90 ° C to 120 ° C similarly to the first thermosetting process.
제2 열경화 공정이 90℃ 미만으로 수행되면, 아민계 고분자 분산액의 용매가 충분히 증발되지 않아 제2 하부 전자 수송층(112)의 경화가 제대로 일어나지 않을 수 있다.When the second thermosetting process is performed at less than 90 ° C., the solvent of the amine-based polymer dispersion may not be sufficiently evaporated, thereby hardening the second lower
또한, 제2 열경화 공정이 120℃ 초과하여 수행되면, 광 소자 하부 구조체가 될 수 있는 발광층 또는 광 흡수층의 성능이 저하될 수 있다.In addition, when the second thermosetting process is performed at more than 120 ° C., the performance of the light emitting layer or the light absorbing layer, which may be an optical element undercarriage, may be degraded.
실시예에 따라서는, 상기 제1 열경화 공정 및 상기 제2 열경화 공정의 수행 온도는 상기 온도 범위에 한정되지 않으며, 금속 나노 입자 분산액과 아민계 고분자 분산액의 농도를 고려하여 공정 수행 온도를 정할 수 있다.According to an embodiment, the performing temperature of the first thermosetting process and the second thermosetting process is not limited to the temperature range, and the process execution temperature may be determined in consideration of the concentration of the metal nanoparticle dispersion and the amine-based polymer dispersion. Can be.
금속 나노 와이어 층을 형성하는 단계(S200)는 하부 전자 수송층(110) 상에 금속 나노 와이어 분산액을 도포하여 금속 나노 와이어 층(120)을 형성하는 과정이다.The forming of the metal nanowire layer (S200) is a process of forming the
실시예에 따라서, 금속 나노 와이어 층(120)은 제2 하부 전자 수송층(112) 상에 형성될 수 있다.In some embodiments, the
상기 금속 나노 와이어 분산액은 하부 전자 수송층(110) 상에 스핀 코팅(Spin-coating)되어 금속 나노 와이어 층(120)을 형성할 수 있으며 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 회전속도와 시간을 다르게 할 수 있으며, 다른 공지의 코팅 방식을 이용할 수도 있다.The metal nanowire dispersion may be spin-coated on the lower
구체적으로, 스핀코팅(spin coating), 스프레이코팅(spray coating), 잉크젯코팅(inkjet coating), 슬릿코팅(slit coating) 또는 딥코팅(deep coating) 등의 방법을 사용할 수 있으나, 그 방법을 특별하게 한정하는 것은 아니다.Specifically, spin coating, spray coating, inkjet coating, slit coating or deep coating may be used. It is not limited.
상기 금속 나노 와이어 분산액은 금속 나노 와이어가 용매에 분산된 용액으로, 이때 용매는 에탄올이 될 수 있다.The metal nanowire dispersion is a solution in which metal nanowires are dispersed in a solvent, wherein the solvent may be ethanol.
상기 금속 나노 와이어는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)에 전도성, 유연성 및 투명성을 부여할 수 있다.The metal nanowires may impart conductivity, flexibility, and transparency to the transparent
상기 금속 나노 와이어는 금(Au) 및 구리(Cu)와 같이 전도성이 우수한 금속으로 이루어진 나노 와이어일 수 있으나, 전도성, 유연성 및 투명성 측면에서 은 나노 와이어(silver nanowire, AgNWs)인 것이 바람직하다.The metal nanowire may be a nanowire made of a metal having excellent conductivity such as gold (Au) and copper (Cu), but is preferably silver nanowire (AgNWs) in terms of conductivity, flexibility, and transparency.
상기 금속 나노 와이어는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)의 특성 상 전도성, 유연성 및 투명성을 가지는 금속으로 이루어지면 금속 종류를 한정하지 않는다.The metal nanowire is not limited to a metal type when the metal nanowire is made of a metal having conductivity, flexibility, and transparency in view of the characteristics of the transparent
실시예에 따라서는 상기 금속 나노 와이어 분산액을 하부 전자 수송층(110) 상에 도포한 후 열 경화 공정을 수행하여 금속 나노 와이어 층(120)을 형성할 수 있다.In some embodiments, the metal nanowire dispersion may be coated on the lower
상기 금속 나노 와이어 분산액을 경화시키는 열 경화 공정은 90℃ 내지 120℃에서 5분 내지 20분 동안 수행될 수 있다.The heat curing process of curing the metal nanowire dispersion may be performed at 90 ° C. to 120 ° C. for 5 minutes to 20 minutes.
상기 금속 나노 와이어 분산액이 도포되어 형성된 금속 나노 와이어 층(120)은 금속 나노 와이어들이 네트워크(network)로 구성될 수 있다.The
상부 전자 수송층을 형성하는 단계(S300)는 금속 나노 와이어 층(120) 상에 상기 금속 나노 입자 분산액과 상기 아민계 고분자 분산액을 도포하여 상부 전자 수송층(130)을 형성하는 과정이다.The forming of the upper electron transport layer (S300) is a process of forming the upper
단계 S300은 상기 단계 S100과 마찬가지로 상기 금속 입자 분산액 및 상기 아민계 고분자 분산액으로 이루어질 수 있으나, 광 하부 구조체 상에서 진행되는 상기 단계 S100과 달리 단계 S300은 금속 나노 와이어 층(120) 상에서 진행된다는 점에서 차이가 있다.Step S300 may be made of the metal particle dispersion and the amine-based polymer dispersion as in step S100, but unlike step S100 that proceeds on the light substructure, step S300 is performed on the
상부 전자 수송층(130)을 이루는 상기 금속 나노 입자 분산액 및 상기 아민계 고분자 분산액은 금속 나노 와이어 층(120) 상에 스핀 코팅되어 도포될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 공지된 코팅 방식에 의한 도포도 가능하다.The metal nanoparticle dispersion and the amine-based polymer dispersion forming the upper
구체적으로, 스핀코팅(spin coating), 스프레이코팅(spray coating), 잉크젯코팅(inkjet coating), 슬릿코팅(slit coating) 또는 딥코팅(deep coating) 등의 방법을 사용할 수 있으나, 그 방법을 특별하게 한정하는 것은 아니다.Specifically, spin coating, spray coating, inkjet coating, slit coating or deep coating may be used. It is not limited.
실시예에 따라서는 단계 S300은 단계 S100과 마찬가지로 제1 상부 전자 수송층(131)을 형성하는 단계 및 제2 상부 전자 수송층(132)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, step S300 may include forming a first upper
제1 상부 전자 수송층(131)을 형성하는 단계는 금속 나노 와이어 층(120) 상에 상기 금속 나노 입자 분산액을 도포한 후 제3 열경화 공정을 통해 제1 상부 전자 수송층(131)을 형성하는 과정이다.The forming of the first upper
제1 상부 전자 수송층(131)을 이루는 상기 금속 나노 입자 분산액은 제1 하부 전자 수송층(111)을 이루는 금속 나노 입자 분산액과 동일할 수 있다.The metal nanoparticle dispersion liquid constituting the first upper
실시예에 따라서는 제1 상부 전자 수송층(131)을 이루는 상기 금속 나노 입자 분산액은 제1 하부 전자 수송층(111)을 이루는 금속 나노 입자 분산액과 다를 수 있다.In some embodiments, the metal nanoparticle dispersion liquid constituting the first upper
예를 들어 제1 하부 전자 수송층(111)을 이루는 금속 나노 입자 분산액은 산화아연(ZnO) 나노 입자 분산액일 수 있고, 제1 상부 전자 수송층(131)을 이루는 금속 나노 입자 분산액은 이산화티타늄(TiO2) 나노 입자 분산액일 수 있다.For example, the metal nanoparticle dispersion liquid constituting the first lower
실시예에 따라서는 제1 상부 전자 수송층(131)을 이루는 상기 금속 나노 입자 분산액의 용매는 제1 하부 전자 수송층(111)을 이루는 금속 나노 입자 분산액의 용매와 동일하거나 상이할 수 있다.In some embodiments, the solvent of the metal nanoparticle dispersion liquid constituting the first upper
예를 들어, 제1 하부 전자 수송층(111)을 이루는 상기 금속 나노 입자 분산액의 용매는 에탄올이고, 제1 상부 전자 수송층(131)을 이루는 금속 나노 입자 분산액의 용매는 메탄올일 수 있다.For example, the solvent of the metal nanoparticle dispersion liquid constituting the first lower
제1 상부 전자 수송층(131)을 이루는 금속 나노 입자 분산액은 금속 나노 입자가 전체 중량 대비 1중량% 내지 1.5중량%로 포함될 수 있다.The metal nanoparticle dispersion liquid constituting the first upper
금속 나노 와이어 층(120) 상에 도포된 상기 금속 나노 입자 분산액은 제3 열경화 공정을 통해 경화되어 제1 상부 전자 수송층(131)이 될 수 있다.The metal nanoparticle dispersion liquid coated on the
상기 제3 열경화 공정은 90℃ 내지 120℃의 온도에서 수행될 수 있다.The third thermosetting process may be performed at a temperature of 90 ℃ to 120 ℃.
상기 제3 열경화 공정은 상기 제1 열경화 공정 및 상기 제2 열경화 공정과 동일한 온도에서 수행될 수 있으나, 상기 금속 나노 입자 분산액의 용매 종류에 따라 상기 온도 범위 내에서 다른 온도로 수행될 수도 있다.The third heat curing process may be performed at the same temperature as the first heat curing process and the second heat curing process, but may be performed at a different temperature within the temperature range according to the solvent type of the metal nanoparticle dispersion. have.
상기 제2 상부 전자 수송층(132)을 형성하는 단계는 상기 형성된 제1 상부 전자 수송층(131) 상에 상기 아민계 고분자 분산액을 도포한 후 제4 열경화 공정을 통해 제2 상부 전자 수송층(132)을 형성하는 과정이다.The forming of the second upper
제2 상부 전자 수송층(132)을 이루는 상기 아민계 고분자 분산액은 제2 하부 전자 수송층(112)을 이루는 아민계 고분자 분산액과 동일할 수 있다.The amine polymer dispersion constituting the second upper
실시예에 따라서는 제2 상부 전자 수송층(132)을 이루는 상기 아민계 고분자 분산액은 제2 하부 전자 수송층(112)을 이루는 아민계 고분자 분산액과 다를 수 있다.In some embodiments, the amine-based polymer dispersion forming the second upper
예를 들어 제2 하부 전자 수송층(112)을 이루는 아민계 고분자 분산액은 PEIE 분산액일 수 있고, 제2 상부 전자 수송층(132)을 이루는 금속 나노 입자 분산액은 PEI 분산액일 수 있다.For example, the amine-based polymer dispersion constituting the second lower
실시예에 따라서는 제2 상부 전자 수송층(132)을 이루는 상기 아민계 고분자 분산액의 용매는 제2 하부 전자 수송층(112)을 이루는 아민계 고분자 분산액의 용매와 동일하거나 상이할 수 있다.In some embodiments, the solvent of the amine-based polymer dispersion constituting the second upper
예를 들어, 제2 하부 전자 수송층(112)을 이루는 상기 아민계 고분자 분산액의 용매는 2-에톡시알코올이고, 제2 상부 전자 수송층(132)을 이루는 아민계 고분자 분산액의 용매는 에탄올일 수 있다.For example, the solvent of the amine polymer dispersion forming the second lower
제2 상부 전자 수송층(132)을 이루는 아민계 고분자 분산액에 분산된 아민계 고분자는 제2 하부 전자 수송층(112)과 마찬가지로 상부 전자 수송층(130)의 전자 수송 효율을 향상시키기 위해 n-타입 도펀트(dopant)에 의해 도핑되어 상기 아민계 고분자 분산액 내에 분산될 수 있다.The amine-based polymer dispersed in the amine-based polymer dispersion constituting the second upper
상기 n-타입 도펀트는 세슘 카보네이트(Cesium carbonate, CsCO3), 유기차화합물(Alq3), 플루오르화 세슘(Cesium fluoride, CsF) 중 어느 하나일 수 있다.The n-type dopant may be any one of cesium carbonate (Cesium carbonate, CsCO 3 ), an organic tea compound (Alq 3), and cesium fluoride (CsF).
상기 n-타입 도펀트는 제2 하부 전자 수송층(112)의 아민계 고분자를 도핑하는 n-타입 도펀트와 동일하거나 상이할 수 있다.The n-type dopant may be the same as or different from the n-type dopant doping the amine-based polymer of the second lower
예를 들어 제2 하부 전자 수송층(112)의 아민계 고분자를 도핑하는 n-타입 도펀트는 세슘 카보네이트이고, 제2 상부 전자 수송층(132)의 아민계 고분자를 도핑하는 n-타입 도펀트는 Alq3일 수 있다.For example, the n-type dopant doping the amine polymer of the second lower
상기 아민계 고분자와 상기 n-타입 도펀트는 제2 하부 수송층을 이루는 아민계 고분자와 마찬가지로 10:1 내지 30:1의 중량비로 도핑될 수 있다.The amine-based polymer and the n-type dopant may be doped in a weight ratio of 10: 1 to 30: 1 similarly to the amine-based polymer forming the second lower transport layer.
아민계 고분자와 n-타입 도펀트가 중량비 30:1 미만으로 도핑되면, 아민계 고분자가 n-타입 도펀트에 의해 충분히 도핑되지 않아 전자 수송 효율이 저하될 수 있다.When the amine polymer and the n-type dopant are doped at a weight ratio of less than 30: 1, the amine polymer may not be sufficiently doped by the n-type dopant, thereby degrading electron transport efficiency.
또한, 아민계 고분자와 n-타입 도펀트가 중량비 10:1을 초과하여 도핑되면, n-타입 도펀트의 비율이 너무 많아져 광 소자의 성능이 저해될 수 있다.In addition, when the amine polymer and the n-type dopant is doped in a weight ratio of more than 10: 1, the ratio of the n-type dopant is too high, which may impair the performance of the optical device.
실시예에 따라서는, 제2 상부 전자 수송층(132)을 이루는 아민계 고분자와 n-타입 도펀트의 중량비는 제2 하부 전자 수송층(112)을 이루는 아민계 고분자와 n-타입 도펀트의 중량비와 동일하거나 상이할 수 있다.In some embodiments, the weight ratio of the amine polymer and the n-type dopant constituting the second upper
예를 들어, 제2 하부 전자 수송층(112)의 경우 아민계 고분자와 n-타입 도펀트는 10:1 중량비로 도핑되고, 제2 상부 전자 수송층(132)의 경우 아민계 고분자와 n-타입 도펀트는 30:1 중량비로 도핑될 수 있다.For example, in the case of the second lower
제2 상부 전자 수송층(132)을 이루는 아민계 고분자 분산액은 아민계 고분자가 전체 중량 대비 1중량% 내지 2중량%로 포함될 수 있다.The amine-based polymer dispersion forming the second upper
제1 상부 전자 수송층(131) 상에 도포된 상기 아민계 고분자 분산액은 제4 열경화 공정을 통해 경화되어 제2 상부 전자 수송층(132)이 될 수 있다.The amine polymer dispersion applied on the first upper
상기 제4 열경화 공정은 90℃ 내지 120℃의 온도에서 수행될 수 있다.The fourth thermosetting process may be performed at a temperature of 90 ℃ to 120 ℃.
상기 제4 열경화 공정은 상기 제1 열경화 공정, 상기 제2 열경화 공정 및 상기 제3 열경화 공정과 동일한 온도에서 수행될 수 있으나, 상기 아민계 고분자 분산액의 용매 종류에 따라 상기 온도 범위 내에서 다른 온도로 수행될 수도 있다.The fourth thermosetting process may be performed at the same temperature as the first thermosetting process, the second thermosetting process, and the third thermosetting process, but within the temperature range depending on the type of solvent of the amine-based polymer dispersion. It may also be carried out at different temperatures.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극을 도시한 것이다.2 illustrates a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)은 광 하부 구조체 상에 제1 하부 전자 수송층(111)과 제2 하부 전자 수송층(112)을 포함하는 하부 전자 수송층(110), 금속 나노 와이어 층(120) 및 제1 상부 전자 수송층(131)과 제2 상부 전자 수송층(132)을 포함하는 상부 전자 수송층(130)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the transparent
각 구성요소에 대한 설명은 도 1에서 전술한 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Description of each component has been described above with reference to FIG. 1, and a detailed description thereof will be omitted.
또한, 실시예에 따라서는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)은 하부 전자 수송층(110)과 상부 전자 수송층(130) 사이에 금속 나노 와이어 층(120)이 배치될 수 있다.In addition, according to the embodiment, the transparent
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극을 나타낸 모식도이다.3 is a schematic view showing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)에서 제1 하부 전자 수송층(111)을 이루는 금속 나노 입자 사이에 아민계 고분자가 일부 혼입되어 제2 하부 전자 수송층(112)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the amine polymer is partially mixed between the metal nanoparticles forming the first lower
제2 하부 전자 수송층(112) 상에 형성된 금속 나노 와이어 층(120)은 금속 나노 와이어의 네트워크로 이루어질 수 있다.The
제1 상부 전자 수송층(131)을 이루는 금속 나노 입자는 금속 나노 와이어의 네트워크 구조 사이나 금속 나노 와이어 상에 배치하고 있음을 확인할 수 있다.The metal nanoparticles constituting the first upper
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극을 촬영한 주사전자현미경(Scanning electron microscope, SEM) 사진이다.4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 금속 나노 와이어 표면 및 사이에 금속 나노 입자가 분포되어 있는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that metal nanoparticles are distributed between and on the surface of the metal nanowires.
본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)은 용액 공정으로 제조되어 전체적인 광 소자의 제조 원가를 낮출 수 있다.The transparent
본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)은 금속 나노 와이어 층(120)이 전자 수송층에 의해 둘러싸인 구조를 가져 누설 전류(leakage current)를 감소시킬 수 있다.The transparent
또한, 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극(100)은 전도성, 유연성 및 투명성이 향상되어 광 소자를 안정적으로 구동시키고 소자 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the transparent
이하, 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극이의 특형성된 광 조사의 특성 및 효과를 증명하는 비교예 및 실시예를 기재한다. 하기 비교예 및 실시예는 본 발명의 효과를 실험적으로 입증하기 위해 제시된 것일 뿐, 본 발명이 하기 비교예 및 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, comparative examples and examples demonstrating the characteristics and effects of the specialized light irradiation of the transparent upper electrode for the solution process-based optical device according to the embodiment of the present invention are described. The following comparative examples and examples are only presented to experimentally demonstrate the effect of the present invention, the present invention is not limited by the following comparative examples and examples.
[실시예]EXAMPLE
유리로 이루어진 투명 기판 상에 ITO(Indium tin oxide)를 DC 마그네트론 스퍼터를 이용해 100nm 두께로 스퍼터링하여 ITO 양극(anode)을 형성한다.Indium tin oxide (ITO) is sputtered to a thickness of 100 nm using a DC magnetron sputter on a transparent substrate made of glass to form an ITO anode.
PEDOT:PSS(AI 4083, Clevios)와 이소프로필 알코올을 1:1 중량비로 혼합한 용액 0.5g을 ITO 양극 상에 3,000rpm의 속도로 스핀 코팅한 다음 120℃에서 10분 동안 열경화시켜 정공 수송층을 형성한다.0.5 g of a solution of PEDOT: PSS (AI 4083, Clevios) and isopropyl alcohol in a 1: 1 weight ratio was spin-coated on an ITO anode at a rate of 3,000 rpm and then thermally cured at 120 ° C. for 10 minutes to form a hole transport layer. Form.
노란색 발광 물질(Super yellow)을 톨루엔에 5mg/mL로 첨가한 용액 0.5g을 정공 수송층 상에 1,500rpm 속도로 스핀 코팅한 다음 90℃에서 10분 동안 열경화시켜 발광층을 형성하여 광 소자 하부 구조체를 제작한다.0.5 g of a solution in which 5 mg / mL of a yellow light emitting material (super yellow) was added to toluene was spin-coated at a speed of 1,500 rpm on a hole transport layer, and then thermally cured at 90 ° C. for 10 minutes to form a light emitting layer, thereby forming an optical device undercarriage. To make.
이소프로필 알코올에 50nm 직경의 산화아연(ZnO) 나노 입자를 넣은 금속 나노 입자 분산액 0.5g을 발광층 상에 2,000rpm의 속도로 스핀 코팅한다. 이후 110℃에서 10분 동안 열경화시켜 제1 하부 전자 수송층을 형성한다.0.5 g of a metal nanoparticle dispersion containing 50 nm diameter zinc oxide (ZnO) nanoparticles in isopropyl alcohol is spin coated on a light emitting layer at a speed of 2,000 rpm. Thereafter, thermal curing is performed at 110 ° C. for 10 minutes to form a first lower electron transport layer.
PEIE와 세슘 카보네이트(Cs2CO3)를 10:1의 중량비로 도핑한 후, 2-에톡시에탄올에 도핑된 PEIE를 1중량%로 혼합한 아민계 고분자 분산액 0.5g을 제1 하부 전자 수송층 상에 5,000rpm의 속도로 스핀 코팅한다. 이후 110℃에서 10분 동안 열경화시켜 제2 하부 전자 수송층을 형성하고 하부 전자 수송층을 형성한다.After doping PEIE and cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ) in a weight ratio of 10: 1, 0.5 g of an amine polymer dispersion containing 1 wt% of PEIE doped with 2-ethoxyethanol was added to the first lower electron transport layer. Spin coating at a speed of 5,000 rpm. Thereafter, thermal curing is performed at 110 ° C. for 10 minutes to form a second lower electron transport layer and form a lower electron transport layer.
에탄올에 은 나노 와이어를 첨가하여 제조된 3mg/mL 농도의 금속 나노 와이어 분산액 0.5g을 제2 하부 전자 수송층 상에 1,000rpm의 속도로 스핀 코팅한다. 이후 110℃에서 5분 동안 열경화시켜 금속 나노 와이어 층을 형성한다.0.5 g of the metal nanowire dispersion having a concentration of 3 mg / mL prepared by adding silver nanowires to ethanol was spin coated on the second lower electron transport layer at a speed of 1,000 rpm. After heat curing at 110 ℃ for 5 minutes to form a metal nanowire layer.
이소프로필 알코올에 50nm 직경의 산화아연(ZnO) 나노 입자를 넣은 금속 나노 입자 분산액 0.5g을 발광층 상에 2,000rpm의 속도로 스핀 코팅한다. 이후 110℃에서 10분 동안 열경화시켜 제1 상부 전자 수송층을 형성한다.0.5 g of a metal nanoparticle dispersion containing 50 nm diameter zinc oxide (ZnO) nanoparticles in isopropyl alcohol is spin coated on a light emitting layer at a speed of 2,000 rpm. After thermal curing at 110 ℃ for 10 minutes to form a first upper electron transport layer.
PEIE와 세슘 카보네이트(Cs2CO3)를 10:1의 중량비로 도핑한 후, 2-에톡시에탄올에 도핑된 PEIE를 1중량%로 혼합한 아민계 고분자 분산액 0.5g을 제1 하부 전자 수송층 상에 5,000rpm의 속도로 스핀 코팅한다. 이후 110℃에서 10분 동안 열경화시켜 제2 상부 전자 수송층을 형성한다.After doping PEIE and cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ) in a weight ratio of 10: 1, 0.5 g of an amine polymer dispersion containing 1 wt% of PEIE doped with 2-ethoxyethanol was added to the first lower electron transport layer. Spin coating at a speed of 5,000 rpm. Thereafter, thermal curing is performed at 110 ° C. for 10 minutes to form a second upper electron transport layer.
제1 상부 전자 수송층 및 제2 상부 전자 수송층, 즉 상부 전자 수송층이 형성되어 투명 상부전극이 형성된 광 소자를 제조한다.A first upper electron transport layer and a second upper electron transport layer, that is, an upper electron transport layer are formed to manufacture an optical device having a transparent upper electrode.
[비교예 1]Comparative Example 1
상부전극이 PEDOT:PSS에 이온성 액체(ionic liquid)를 첨가한 전도성 폴리머와 PEDOT:PSS로 이루어진 전하 수송층으로 이루어지는 것을 제외하고는, [실시예]와 동일하게 광 소자를 제조하였다.An optical device was manufactured in the same manner as in [Example], except that the upper electrode was formed of a conductive polymer including an ionic liquid added to PEDOT: PSS and a charge transport layer made of PEDOT: PSS.
[비교예 2]Comparative Example 2
전자회전(electrospinning)으로 형성한 에폭시 나노 파이버와 셀룰로오스 나노 파이버(cellulose nanofiber)의 복합체인 하이브리드 필름 상에 PEDOT:PSS를 스핀 코팅한 후 경화시켜 PEDOT:PSS 전극을 형성한 후 [실시예]와 동일한 방법으로 정공 수송층 및 발광층을 형성한다.After spin coating PEDOT: PSS on a hybrid film, which is a composite of epoxy nanofibers and cellulose nanofibers formed by electrospinning, the PEDOT: PSS electrode was formed and cured to form the same PEDOT: PSS electrode. A hole transport layer and a light emitting layer are formed by the method.
제1 하부 전자 수송층이 PFN 고분자 ((Poly[(9,9-bis(3'-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)])가 분산된 PFN 분산액에 의해 형성되고, 제2 하부 전자 수송층이 산화아연(ZnO) 나노 입자 분산액에 의해 형성되며, 상부 전자 수송층을 형성하지 않는 것을 제외하고는, [실시예]와 동일한 방법으로 광 소자를 제조하였다.The first lower electron transport layer is a PFN polymer ((Poly [(9,9-bis (3 '-(N, N-dimethylamino) propyl) -2,7-fluorene) -alt-2,7- (9,9- dioctylfluorene))) is formed by the dispersed PFN dispersion, and the second lower electron transport layer is formed by the zinc oxide (ZnO) nanoparticle dispersion, and does not form the upper electron transport layer, except that An optical device was manufactured in the same manner.
[비교예 3]Comparative Example 3
아민계 고분자 분산액으로 PEI 분산액을 이용하여 하부 전자 수송층 및 상부 전자 수송층을 형성하고, 은 나노 와이어를 폴리우레탄에 임베딩하여 양극, 음극 모두 형성하고, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 음극용 은 나노 와이어가 임베딩된 폴리우레탄 기판에 스핀 코팅하여 형성한 후, 이를 양극과 핫프레싱(hot-pressing) 공정을 통해 접착하여 광 소자를 제작한 것을 제외하고는, [실시예]와 동일하게 광 소자를 제조하였다.As the amine-based polymer dispersion, the lower electron transport layer and the upper electron transport layer are formed using the PEI dispersion, and silver nanowires are embedded in polyurethane to form both the anode and the cathode, and the hole transport layer, the emission layer, and the electron transport layer are silver nanowires for the cathode. Is formed by spin-coating the embedded polyurethane substrate, and then bonded to the anode through a hot-pressing process to fabricate the optical device, as in Example. It was.
상기 실시예 및 비교예 1 내지 비교예 3의 투명 상부전극을 표로 정리하면 다음과 같다.The transparent upper electrodes of Examples and Comparative Examples 1 to 3 are summarized as follows.
[표 1]TABLE 1
전류 밀도 및 휘도 비교Current density and brightness comparison
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부 전극이 구비된 광 소자의 전압에 따른 전류 밀도를 나타낸 그래프이다.5A is a graph showing the current density by voltage of an optical device having a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 상기 실시예에 인가되는 전압이 약 13V 이상일 때 전류 밀도가 소폭 감소하나, 대체적으로 전압이 증가할수록 전류 밀도가 증가하는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5A, when the voltage applied to the embodiment is about 13V or more, the current density decreases slightly, but as the voltage increases, the current density tends to increase.
또한, 상기 실시예에 인가되는 전압이 약 6V 이상이 되면, 전류 밀도가 가파르게 증가하는 것을 확인할 수 있다.In addition, when the voltage applied to the above embodiment is about 6V or more, it can be seen that the current density increases steeply.
이는 상기 실시예에 따른 광 소자의 누설 전류가 감소하여 전류 밀도가 증가하는 것이다.This is because the leakage current of the optical device according to the embodiment is reduced to increase the current density.
따라서, 상기 실시예에 따른 투명 상부전극이 형성된 광 소자는 투명성, 유연성, 전도성을 가져 누설 전류가 감소함에 따라 전류 밀도가 증가하는 것을 확인할 수 있다.Therefore, it can be seen that the optical device having the transparent upper electrode according to the embodiment has transparency, flexibility, and conductivity, so that the current density increases as the leakage current decreases.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부 전극이 구비된 광 소자의 전압에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다.5B is a graph illustrating luminance according to voltage of an optical device having a transparent upper electrode for a solution process-based optical device according to an embodiment of the present invention.
도 5b를 참조하면, 상기 실시예에 인가되는 전압이 약 7V일 때까지는 광 소자가 발광되지 않는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5B, it can be seen that the optical device does not emit light until the voltage applied to the embodiment is about 7V.
상기 실시예에 인가되는 전압이 약 7V 이상일 때부터 광 소자가 발광하기 시작하여, 11V까지 광 소자의 휘도(luminance)가 증가되어 최대 2,500cd/m2의 휘도를 가지는 것을 확인할 수 있다.When the voltage applied to the embodiment is about 7V or more, the optical device starts to emit light, and the luminance of the optical device is increased up to 11V, and it can be seen that the luminance is at a maximum of 2500 cd / m 2 .
상기 실시예에 인가되는 전압이 약 11V 이상일 때부터 광 소자의 휘도가 감소하는 것을 확인할 수 있다.It can be seen that the luminance of the optical device decreases when the voltage applied to the embodiment is about 11V or more.
이는 과도한 전압이 가해져 발광층 및 전극에 손상이 가해지기 때문이다.This is because excessive voltage is applied to damage the light emitting layer and the electrode.
상기 실시예는 누설 전류의 감소로 전류 밀도가 증가함에 따라 최대 2,500cd/m2에 달하는 휘도를 가질 수 있어, 광 소자의 성능이 우수함을 확인할 수 있다.The embodiment may have a luminance of up to 2,500 cd / m 2 as the current density increases due to a decrease in the leakage current, thereby confirming that the performance of the optical device is excellent.
도 6은 본 발명의 비교예 1에 따른 전압 대비 휘도를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing luminance versus voltage according to Comparative Example 1 of the present invention.
도 6에서 PET 기판 플롯(plot)만 참조하면, 상기 비교예 1에 인가되는 전압의 크기가 증가할수록 광 소자의 휘도 역시 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring only to the PET substrate plot in FIG. 6, as the voltage applied to Comparative Example 1 increases, the luminance of the optical device may also increase.
그러나 상기 비교예 1은 최대 휘도가 340cd/m2로, 상기 실시예의 최대 휘도는 상기 비교예 1의 최대 휘도의 약 7배가 되는 것을 확인할 수 있다.However, in Comparative Example 1, the maximum luminance was 340 cd / m 2 , and the maximum luminance of the example was about 7 times the maximum luminance of Comparative Example 1.
따라서, 상기 실시예에 따른 투명 상부전극 구조를 가지는 광 소자는 구동 시 상기 비교예 1에 비해 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다.Therefore, it can be seen that the optical device having the transparent upper electrode structure according to the embodiment has improved performance compared to Comparative Example 1 when driving.
도 7은 본 발명의 비교예 2에 따른 광 소자의 구조를 나타내는 모식도이다.7 is a schematic view showing the structure of an optical device according to Comparative Example 2 of the present invention.
도 7을 참조하면, 상기 비교예 2는 상기 실시예와 달리 하이브리드 필름 상에 양극인 PEDOT:PSS 전극이 형성된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, in Comparative Example 2, it is confirmed that the PEDOT: PSS electrode, which is an anode, is formed on the hybrid film unlike the above embodiment.
상기 비교예 2는 제1 하부 전자 수송층으로 금속 나노 입자, 제2 하부 전자 수송층으로 아민계 고분자를 포함하는 상기 실시예와는 달리, 제1 하부 전자 수송층으로 PFN 고분자, 제2 하부 전자 수송층으로 금속 나노 입자를 포함하는 하부 전자 수송층을 가지는 것을 알 수 있다.Comparative Example 2 is different from the above example in which the metal nanoparticles are used as the first lower electron transport layer and the amine polymer is used as the second lower electron transport layer, and the PFN polymer is used as the first lower electron transport layer and the metal is used as the second lower electron transport layer. It can be seen that it has a lower electron transport layer containing nanoparticles.
상기 비교예 2는 금속 나노 와이어 층 상에 상부 전자 수송층이 형성되는 상기 실시예와는 달리, 상부 전자 수송층 구조를 포함하지 않는 것을 확인할 수 있다.Comparative Example 2, unlike the above embodiment in which the upper electron transport layer is formed on the metal nanowire layer, it can be seen that does not include the upper electron transport layer structure.
도 8은 본 발명의 비교예 2에 따른 광 소자의 전압에 따른 휘도와 전류 밀도를 나타낸 그래프이며, 도 8과 관련된 설명에서는 하이브리드 필름 관련 플롯(plot)만 참조하도록 한다.FIG. 8 is a graph illustrating luminance and current density according to voltage of an optical device according to Comparative Example 2 of the present invention. In the description related to FIG. 8, only a hybrid film related plot is referred to.
도 8에서 하이브리드 필름 상에 제조된 상기 비교예 2의 광 소자의 전류 밀도 데이터를 참조하면, 상기 비교예 2에 인가되는 전압의 크기가 증가할수록 전류 밀도 역시 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to the current density data of the optical device of Comparative Example 2 prepared on the hybrid film in FIG. 8, it can be seen that as the magnitude of the voltage applied to Comparative Example 2 increases, the current density also increases.
그러나, 상기 비교예 2는 상기 실시예에 비해 전류 밀도가 증가하는 폭이 작으며, 같은 전압 대비 전류 밀도 값이 작은 것을 확인할 수 있다.However, Comparative Example 2 has a smaller current density increase compared to the embodiment, it can be seen that the current density value is smaller than the same voltage.
따라서, 상기 실시예는 상기 비교예 2에 비해 누설 전류를 방지하는 효과가 커 더 큰 전류 밀도를 가질 수 있다.Therefore, the embodiment may have a larger current density than that of Comparative Example 2 in preventing leakage current.
도 8에서 하이브리드 필름 상에 제조된 상기 비교예 2의 광 소자의 휘도 데이터를 참조하면, 상기 비교예 2에 인가되는 전압의 크기가 증가할수록 휘도가 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to the luminance data of the optical device of Comparative Example 2 prepared on the hybrid film in FIG. 8, it can be seen that the luminance increases as the magnitude of the voltage applied to Comparative Example 2 increases.
그러나 상기 비교예 2의 최대 휘도는 440cd/m2로, 상기 실시예의 최대 휘도의 약 1/6배인 것을 확인할 수 있다.However, the maximum luminance of Comparative Example 2 is 440 cd / m 2 , which is about 1/6 times the maximum luminance of the embodiment.
상기 비교예 2는 상기 실시예에 비해 누설 전류가 많아 작은 전류 밀도 값을 가지게 되어, 낮은 휘도 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.Comparative Example 2 has a large leakage current compared to the embodiment has a small current density value, it can be confirmed that has a low luminance value.
따라서, 상기 실시예에 따른 투명 상부전극 구조를 가지는 광 소자는 구동 시 상기 비교예 2에 비해 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다.Therefore, it can be seen that the optical device having the transparent upper electrode structure according to the embodiment has improved performance compared to Comparative Example 2 when driving.
도 9는 본 발명의 비교예 3에 따른 광 소자의 전압에 따른 휘도와 전류 밀도를 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing luminance and current density according to voltage of an optical device according to Comparative Example 3 of the present invention.
도 9의 전류 밀도 그래프를 참조하면, 상기 비교예 3에 인가되는 전압이 커질수록 전류 밀도가 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to the current density graph of FIG. 9, it can be seen that the current density increases as the voltage applied to Comparative Example 3 increases.
특히 상기 비교예 3은 인가되는 전압이 약 17V 이상이 되면 전류 밀도가 급격하게 증가되는 것을 알 수 있다.In particular, in Comparative Example 3, it can be seen that the current density increases rapidly when the applied voltage is about 17V or more.
그러나, 상기 비교예 3은 같은 전압 대비 전류 밀도가 증가하는 폭이 상기 실시예에 비해 작으며, 같은 전압 대비 전류 밀도의 값도 작은 것을 확인할 수 있다.However, in Comparative Example 3, it is confirmed that the width at which the current density increases with respect to the same voltage is smaller than that of the embodiment, and the value of the current density with respect to the same voltage is also small.
따라서, 상기 실시예는 같은 전압이 인가되어도 상기 비교예 3에 비해 누설 전류가 많지 않아 더 큰 전류 밀도를 가질 수 있다.Therefore, the embodiment may have a larger current density because the leakage current is less than that of Comparative Example 3 even when the same voltage is applied.
도 9의 휘도 그래프를 참조하면, 상기 비교예 3에 인가되는 전압이 커질수록 휘도가 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to the luminance graph of FIG. 9, it can be seen that the luminance increases as the voltage applied to Comparative Example 3 increases.
그러나 상기 비교예 3의 최대 휘도는 320cd/m2로, 상기 실시예의 최대 휘도의 약 1/8배 인 것을 확인할 수 있다.However, the maximum luminance of Comparative Example 3 is 320 cd / m 2 , which is about 1/8 times the maximum luminance of the embodiment.
상기 비교예 3은 같은 전압이 인가될 때 상기 실시예에 비해 누설 전류가 많아 작은 전류 밀도 값을 가지게 되어, 낮은 휘도 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.In Comparative Example 3, when the same voltage is applied, the leakage current is higher than that of the above embodiment, resulting in a small current density value.
따라서, 상기 실시예에 따른 투명 상부전극 구조를 가지는 광 소자는 구동 시 상기 비교예 3에 비해 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다.Therefore, the optical device having the transparent upper electrode structure according to the embodiment can be seen that the performance is improved compared to the Comparative Example 3 when driving.
본 발명에 따른 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극은 우수한 전도성, 투명성 및 유연성을 가져 광 소자의 누설 전류를 감소시킴에 따라 광 소자의 성능을 향상시킬 수 있다.The transparent upper electrode for the solution process-based optical device according to the present invention has excellent conductivity, transparency, and flexibility, thereby reducing the leakage current of the optical device, thereby improving performance of the optical device.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from these descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
10: 광 소자 하부 구조체
100: 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극
110: 하부 전자 수송층
111: 제1 하부 전자 수송층
112: 제2 하부 전자 수송층
120: 금속 나노 와이어 층
130: 상부 전자 수송층
131: 제1 상부 전자 수송층
132: 제2 상부 전자 수송층10: optical device substructure
100: transparent upper electrode for solution process-based optical device
110: lower electron transport layer
111: first lower electron transport layer
112: second lower electron transport layer
120: metal nanowire layer
130: upper electron transport layer
131: first upper electron transport layer
132: second upper electron transport layer
Claims (15)
상기 하부 전자 수송층 상에 금속 나노 와이어 분산액을 도포하여 금속 나노 와이어 층을 형성하는 단계; 및
상기 금속 나노 와이어 층 상에 상기 금속 나노 입자 분산액과 상기 아민계 고분자 분산액을 도포하여 상부 전자 수송층을 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 아민계 고분자 분산액은 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, PEI)을 포함하는 아민계 고분자가 분산되며,
상기 아민계 고분자는 n-타입 도펀트(dopant)에 의해 도핑되는 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
Applying a metal nanoparticle dispersion and an amine polymer dispersion onto the optical device undercarriage to form a lower electron transport layer;
Applying a metal nanowire dispersion on the lower electron transport layer to form a metal nanowire layer; And
Forming an upper electron transport layer by applying the metal nanoparticle dispersion and the amine polymer dispersion onto the metal nanowire layer.
Including,
The amine-based polymer dispersion is an amine-based polymer containing polyethyleneimine (PEI) is dispersed,
The amine-based polymer is a method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device, characterized in that doped with n-type dopant (dopant).
상기 하부 전자 수송층을 형성하는 상기 단계는,
상기 광 소자 하부 구조체 상에 상기 금속 나노 입자 분산액을 도포한 후 제1 열경화 공정을 통해 제1 하부 전자 수송층을 형성하는 단계; 및
상기 형성된 제1 하부 전자 수송층 상에 상기 아민계 고분자 분산액을 도포한 후 제2 열경화 공정을 통해 제2 하부 전자 수송층을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of forming the lower electron transport layer,
Forming a first lower electron transport layer through a first thermosetting process after applying the metal nanoparticle dispersion onto the optical device lower structure; And
Applying the amine-based polymer dispersion onto the formed first lower electron transport layer and then forming a second lower electron transport layer through a second thermosetting process
Method for producing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device comprising a.
상기 제1 열경화 공정 및 상기 제2 열경화 공정은 90 ℃ 내지 120 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 2,
The first thermosetting process and the second thermosetting process is a method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device, characterized in that carried out at a temperature of 90 ℃ to 120 ℃.
상기 상부 전자 수송층을 형성하는 상기 단계는,
상기 금속 나노 와이어 층 상에 상기 금속 나노 입자 분산액을 도포한 후 제3 열경화 공정을 통해 제1 상부 전자 수송층을 형성하는 단계; 및
상기 형성된 제1 상부 전자 수송층 상에 상기 아민계 고분자 분산액을 도포한 후 제4 열경화 공정을 통해 제2 상부 전자 수송층을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of forming the upper electron transport layer,
Forming a first upper electron transport layer through a third thermosetting process after applying the metal nanoparticle dispersion onto the metal nanowire layer; And
Applying the amine-based polymer dispersion onto the formed first upper electron transport layer and then forming a second upper electron transport layer through a fourth heat curing process
Method for producing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device comprising a.
상기 제3 열경화 공정 및 상기 제4 열경화 공정은 90 ℃ 내지 120 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
The third thermal curing process and the fourth thermal curing process is a method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device, characterized in that carried out at a temperature of 90 ℃ to 120 ℃.
상기 광 소자 하부 구조체는 발광층 및 광 흡수층 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 1,
The optical device undercarriage is a method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device, characterized in that it comprises any one of a light emitting layer and a light absorbing layer.
상기 아민계 고분자는 상기 아민계 고분자 분산액의 전체 중량 대비 1 중량% 내지 2 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 1,
The amine-based polymer is a method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device, characterized in that it comprises 1 to 2% by weight relative to the total weight of the amine-based polymer dispersion.
상기 아민계 고분자와 상기 n-타입 도펀트는 10:1 내지 30:1 의 중량비로 도핑되는 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 1,
The amine-based polymer and the n-type dopant is a method of manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device, characterized in that doped in a weight ratio of 10: 1 to 30: 1.
상기 n-타입 도펀트는 세슘 카보네이트(Cesium carbonate, CsCO3), 유기차화합물(Alq3), 플루오르화 세슘(Cesium fluoride, CsF) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 1,
The n-type dopant is any one of cesium carbonate (Cesium carbonate, CsCO 3 ), organic tea compound (Alq3), cesium fluoride (Cesium fluoride, CsF) characterized in that the transparent upper electrode for an optical device Manufacturing method.
상기 금속 나노 입자 분산액은 산화아연(ZnO)을 포함하는 금속 나노 입자가 분산된 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 1,
The metal nanoparticle dispersion is a method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device, characterized in that the metal nanoparticles containing zinc oxide (ZnO) is dispersed.
상기 금속 나노 입자는 상기 금속 나노 입자 분산액의 전체 중량 대비 1 중량% 내지 2.5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 12,
The metal nanoparticles is a method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device, characterized in that it comprises 1 to 2.5% by weight relative to the total weight of the metal nanoparticle dispersion.
상기 금속 나노 와이어 분산액은 은 나노 와이어(silver nanowire, AgNWs)를 포함하는 금속 나노 와이어가 분산된 것을 특징으로 하는 용액 공정 기반 광 소자용 투명 상부전극의 제조 방법.
The method of claim 1,
The metal nanowire dispersion is a method for manufacturing a transparent upper electrode for a solution process-based optical device, characterized in that the metal nanowires containing silver nanowires (AgNWs) is dispersed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190055700A KR102077534B1 (en) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | Manufacturing method for transparent top electrode of optical device based on solution process and transparent top electrode of optical device manufactured by the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190055700A KR102077534B1 (en) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | Manufacturing method for transparent top electrode of optical device based on solution process and transparent top electrode of optical device manufactured by the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102077534B1 true KR102077534B1 (en) | 2020-02-17 |
Family
ID=69670825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190055700A KR102077534B1 (en) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | Manufacturing method for transparent top electrode of optical device based on solution process and transparent top electrode of optical device manufactured by the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102077534B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102293405B1 (en) * | 2020-02-24 | 2021-08-26 | 연세대학교 산학협력단 | Organic light emitting diode, and using stretchable light-emitting material and a manufacturing method of thereof |
| WO2022143556A1 (en) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | Tcl科技集团股份有限公司 | Photoelectric device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140068310A (en) * | 2012-11-26 | 2014-06-09 | 한국전자통신연구원 | The method of fabricating a transparent electrode and a dye-sensitized solar cell using the transparent electrode |
| KR20140131001A (en) * | 2013-05-03 | 2014-11-12 | 경희대학교 산학협력단 | Transparent electrode with silver wire and metal oxide, manufaturing method thereof, diode apparatus using the same and manufaturing method thereof |
| KR20170042271A (en) | 2017-04-06 | 2017-04-18 | 연세대학교 산학협력단 | Transparent electrode and manufacturing method thereof |
| KR101827352B1 (en) * | 2013-10-04 | 2018-02-08 | 원스 주식회사 | Electrode having excellent light transmittance, method for manufacturing same, and electronic element including same |
-
2019
- 2019-05-13 KR KR1020190055700A patent/KR102077534B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140068310A (en) * | 2012-11-26 | 2014-06-09 | 한국전자통신연구원 | The method of fabricating a transparent electrode and a dye-sensitized solar cell using the transparent electrode |
| KR20140131001A (en) * | 2013-05-03 | 2014-11-12 | 경희대학교 산학협력단 | Transparent electrode with silver wire and metal oxide, manufaturing method thereof, diode apparatus using the same and manufaturing method thereof |
| KR101827352B1 (en) * | 2013-10-04 | 2018-02-08 | 원스 주식회사 | Electrode having excellent light transmittance, method for manufacturing same, and electronic element including same |
| KR20170042271A (en) | 2017-04-06 | 2017-04-18 | 연세대학교 산학협력단 | Transparent electrode and manufacturing method thereof |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 미국 공개특허공보 제2018-0277787호, "열적으로 안정적 은 나노 와이어 투명 전극(THERMALLY STABLE SILVER NANOWIRE TRANSPARENT ELECTRODE)" |
| 서정훈: "용액공정 ZnO/Ag나노와이어/ZnO 전극 기반의 반투명 고분자 태양전지", 울산대학교 대학원 물리학과 이학석사 학위논문 (2018.07.31)* * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102293405B1 (en) * | 2020-02-24 | 2021-08-26 | 연세대학교 산학협력단 | Organic light emitting diode, and using stretchable light-emitting material and a manufacturing method of thereof |
| WO2022143556A1 (en) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | Tcl科技集团股份有限公司 | Photoelectric device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kim et al. | Polyethylenimine ethoxylated-mediated all-solution-processed high-performance flexible inverted quantum dot-light-emitting device | |
| CN107492587B (en) | QLED display device, preparation method and application | |
| CN111384278B (en) | Quantum dot light-emitting diode and preparation method thereof | |
| KR101607478B1 (en) | Inverted polymer solar cells fabricated by using core-shell nanoparticles and fabrication process thereof | |
| EP2304822A1 (en) | Electro-optic diode devices | |
| CN111384256B (en) | Quantum dot light-emitting diode and preparation method thereof | |
| CN110265564B (en) | Quantum dot light-emitting diode, preparation method thereof and display screen | |
| CN111384273B (en) | Quantum dot light-emitting diode and preparation method thereof | |
| KR102077534B1 (en) | Manufacturing method for transparent top electrode of optical device based on solution process and transparent top electrode of optical device manufactured by the same | |
| CN110970579B (en) | Zinc oxide nanocrystalline electron transport layer, preparation method thereof and electronic device | |
| CN111244295B (en) | Quantum dot light-emitting diode and preparation method thereof | |
| CN110649167A (en) | Quantum dot light-emitting diode and preparation method thereof | |
| CN111244298B (en) | Light-emitting device and display | |
| CN114039002B (en) | Electron transport ink, electron transport film, electroluminescent diode, and display device | |
| CN112531123B (en) | Preparation method of electron transport film layer and preparation method of quantum dot light-emitting diode | |
| CN112349853B (en) | Electroluminescent device, preparation method thereof and display device | |
| CN111384263B (en) | Quantum dot light-emitting diode and preparation method thereof | |
| CN114695728A (en) | Optoelectronic device | |
| JP2008226464A (en) | Method of manufacturing organic electroluminescent panel | |
| US20240081088A1 (en) | Photoelectric devices | |
| US20240040816A1 (en) | Photoelectric devices | |
| CN113130809B (en) | Composite electrode and preparation method thereof, and quantum dot light-emitting diode | |
| CN113611805B (en) | Light emitting device, method of manufacturing the same, and light emitting apparatus | |
| CN114695712A (en) | Optoelectronic device | |
| CN115568239A (en) | QLED device and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |