KR102190443B1 - 용액공정을 이용한 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자 - Google Patents

용액공정을 이용한 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102190443B1
KR102190443B1 KR1020190121585A KR20190121585A KR102190443B1 KR 102190443 B1 KR102190443 B1 KR 102190443B1 KR 1020190121585 A KR1020190121585 A KR 1020190121585A KR 20190121585 A KR20190121585 A KR 20190121585A KR 102190443 B1 KR102190443 B1 KR 102190443B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
layer
conductive
polymer layer
polymer
Prior art date
Application number
KR1020190121585A
Other languages
English (en)
Inventor
윤창훈
채주영
김세광
이진규
최민호
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020190121585A priority Critical patent/KR102190443B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102190443B1 publication Critical patent/KR102190443B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H01L51/441—
    • H01L51/0002—
    • H01L51/0021—
    • H01L51/102—
    • 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 potential barriers
    • H10K10/80—Constructional details
    • H10K10/82—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/60—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 제1 전도성 고분자를 포함하는 제1 전도성 고분자층; 제1 전도성 고분자층 상에 위치하고, 전도성 나노소재를 포함하는 전도층; 상기 전도층 상에 위치하고, 경화성 고분자를 포함하는 고정 고분자층; 및 상기 고정 고분자층 상에 위치하고, 지지층을 포함하는 유연기재;를 포함하는 전극에 관한 것이다. 본 발명의 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기 전자 소자는 용액공정이 가능한 고분자 소재를 사용함으로써, 진공 증착 공정 없이 상압 조건에서 간단한 방법으로 제조할 수 있고, 제조단가를 절약할 수 있는 효과가 있다.

Description

용액공정을 이용한 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자 {ELECTRODE USING SOLUTION PROCESS, METHOD FOR PREPARING THE SAME, AND ORGANIC OPTOELECTRONIC DEVICE COMPRING THE SAME}
본 발명은 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자 (Organic optoelectronic device)에 관한 것으로, 상세하게는 용액공정이 가능한 고분자 소재를 사용함으로써, 진공 증착 공정 없이 상압 조건에서 제조할 수 있는 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자에 관한 것이다.
실리콘 기반의 무기물 반도체는 공정의 복잡함으로 인한 제작 단가가 높으며, 무기물이 가지고 있는 고유의 특성 때문에 플렉서블한 기판에 적용하기가 어렵다. 이러한 점을 해결하기 위해, 최근 유기물을 이용하여 OTFT, OLED, OPV 등의 유기 전자(organic electronics) 연구가 활발하게 진행되고 있다.
최근 유기발광다이오드, 유기태양전지 및 유기박막트랜지스터 등의 유기전자소자의 경우에도 용액공정(solution process)이 가능하기 때문에 이를 적용하려는 시도가 많아지고 있다. 용액공정으로는 잉크젯 인쇄, 롤투롤 코팅, 스크린 인쇄, 스프레이 코팅, 딥(dip) 코팅 등이 있다.
그러나, 양극 및 음극은 여전히 진공에서 스퍼터링하거나 증착공정을 통해 제조되고 있다. 이 공정은 매우 비싼 공정장비가 필요할 뿐만 아니라 고진공 기술과 같은 복잡한 공정이 요구되어 제조 또는 유지 비용이 높다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 용액공정이 가능한 고분자 소재를 사용함으로써, 진공 증착 공정 없이 상압 조건에서 제조할 수 있는 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 하나의 목적은 유동 고분자층을 포함함으로써, 하부 전극 상에 패터닝된 패턴모양에 따라 균일한 접착이 가능하여 발광 균일도가 향상되고, 유기 반도체층과의 접착력이 우수한 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 전도성 고분자를 포함하는 제1 전도성 고분자층(110); 제1 전도성 고분자층(110) 상에 위치하고, 전도성 나노소재를 포함하는 전도층(120); 상기 전도층(120) 상에 위치하고, 경화성 고분자를 포함하는 고정 고분자층(140); 및 상기 고정 고분자층(140) 상에 위치하고, 지지층(151)을 포함하는 유연기재(150);를 포함하는 전극(100)이 제공된다.
상기 유연기재(150)가 열가소성 고분자를 포함하는 유동 고분자층(152)을 상기 지지층(151) 상에 추가로 포함하고, 상기 유동 고분자층(152)이 상기 고정 고분자층(140)과 상기 지지층(151) 사이에 위치할 수 있다.
상기 열가소성 고분자가 반결정성 고분자(semicrystalline polymer)일 수 있다.
상기 반결정성 고분자가 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 이소택틱 폴리프로필렌(isotactic PP), 신디오택틱 폴리프로필렌(syndiotactic PP), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 및 폴리에틸렌옥사이드(PEO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 반결정성 고분자의 녹는점(melting point, Tm)이 40℃ 내지 180℃에 포함될 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 반결정성 고분자의 녹는점(melting point, Tm)이 50℃ 내지 150℃에 포함될 수 있다.
상기 전극(100)이 제2 전도성 고분자를 포함하는 제2 전도성 고분자층(130)을 추가로 포함하고, 상기 제2 전도성 고분자층(130)이 상기 전도층(120)과 상기 고정 고분자층(140) 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1 전도성 고분자 및 제2 전도성 고분자가 각각 독립적으로 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate), Poly (acetylene), Poly (pyrrole), Poly (thiophene), Poly (para-phenylene), Poly (phenylene sulfide), Poly (para-phenylene vinylene), 및 Polyaniline 으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 전도성 나노소재는 나노와이어, 메쉬, 구, 타원, 다면체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 형상의 입자일 수 있다.
상기 전도성 나노소재는 Ag, Au, Al, Ag, Be, Bi, Co, Cu, Cr, Hf, In, Mn, Mo, Mg, Ni, Nb, Pb, Pd, Pt, Rh, Re, Ru, Sb, Ta, Te, Ti,V, W, Zr, 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 유연기재(150)가 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 경화성 고분자는 에폭시수지, 페놀수지, 요소수지, 실리콘수지, 폴리우레탄, 폴리 이미드, 아크릴, 및 아크릴레이트 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 제1 전극(100); 상기 제1 전극 상에 형성되고, 유기 반도체를 포함하는 유기 반도체층(200); 및 상기 유기 반도체층(200) 상에 위치하는 제2 전극(300);을 포함하는 유기광전소자(10)가 제공된다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, (a) 지지층(151)을 포함하는 유연기재(150)를 포함하는 상판(11)을 제공하는 단계; (b) 하판(12)을 제공하는 단계; 및 (c) 상기 상판(11)과 상기 하판(12)을 결합하는 단계;를 포함하고, 상기 단계 (b)는 (b-1) 제1 전도성 고분자를 포함하는 용액을 희생층 상에 도포하고 건조하여 제1 전도성 고분자층(110)을 형성하는 단계; (b-2) 전도성 나노소재를 포함하는 용액을 상기 제1 전도성 고분자층(110) 상에 도포하고 건조하여 전도층(120)을 형성하는 단계; 및 (b-3) 경화성 고분자를 포함하는 용액을 상기 전도층(120) 상에 도포하여 고정 고분자층(140)을 형성하는 단계;를 포함하고, 단계 (c)는 상기 고정 고분자층(140) 상에 상기 지지층(151)을 포함하는 상기 유연기재(150)를 위치시키고, 경화하는 단계(c')인 것인 전극(100)의 제조방법이 제공된다.
상기 유연기재(150)가 열가소성 고분자를 포함하는 유동 고분자층(152)을 상기 지지층(151) 상에 추가로 포함한 것이고, 상기 단계 (c)가 상기 고정 고분자층(140)과 상기 유동 고분자층(152)을 마주 보게 하고, 상기 고정 고분자층(140) 상에 지지층(151)과 유동 고분자층(152)을 포함하는 유연기재(150)를 위치시키고, 경화하여 상기 상판(11)과 상기 하판(12)을 결합시키는 단계 (c'')일 수 있다.
상기 전극의 제조방법이 상기 단계 (b-2)와 (b-3)사이에 상기 전도층(120) 상에 제2 전도성 고분자를 포함하는 용액을 도포하고 건조하여 상기 제2 전도성 고분자를 포함하는 제2 전도성 고분자층(130)을 형성하는 단계 (b'-2)를 추가로 포함할 수 있다.
단계 (b-1) 내지 (b-3)가 스핀코팅, 딥코팅, 롤투롤 코팅, 슬롯 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 수행되고, 단계 (c')의 경화가 열경화 또는 광경화일 수 있다.
상기 전극의 제조방법이 단계 (c) 후에 상기 희생층을 상기 하판(12)에서 제거하는 단계(d)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, (1) 제14항에 따른 제1 전극(100)을 포함하는 상부 전극(21)을 제조하는 단계; (2) 제2 전극(300) 및 상기 제2 전극 상에 형성된 유기 반도체층(200)을 포함하는 하부 전극(22)을 제조하는 단계; 및 (3) 상기 상부 전극(21)의 제1 전도성 고분자층(110)과 상기 하부 전극(22)의 상기 유기 반도체층(200)을 마주 보게 하고 가압 및 가열하여 상기 상부 전극(21)과 상기 하부 전극(22)을 결합시키는 단계;를 포함하는 유기광전소자(10)의 제조방법이 제공된다.
상기 단계 (3)의 가열이 아래 온도(T)에서 수행될 수 있다.
[식 1]
Tm - 30 ≤ T < Tm + 30 (Tm은 열가소성 고분자의 녹는점)
본 발명의 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자는 용액공정이 가능한 고분자 소재를 사용함으로써, 진공 증착 공정 없이 상압 조건에서 간단한 방법으로 제조할 수 있고, 제조단가를 절약할 수 있다.
또한 유동 고분자층을 포함함으로써, 하부 전극 상에 패터닝된 패턴모양에 따라 균일한 접착이 가능하여 발광 균일도가 향상되고, 유기 반도체층과의 접착력이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 유기광전소자의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극의 제조방법을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 유기광전소자의 제조방법을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극의 SEM 이미지이다.
도 6은 유동 고분자층을 포함하지 않는 소자(소자실시예 2 및 3) 및 유동 고분자층과 제2 전도성 고분자층을 포함하지 않는 소자(소자실시예 4) 의 발광영역을 보여주는 사진이다.
도 7은 유동 고분자층 및 제2 전도성 고분자층을 포함하는 소자(소자실시예 1) 의 발광영역을 보여주는 사진이다.
도 8은 본 발명의 소자실시예 1 및 2에 따른 유기 발광 다이오드의 전류-전압 곡선이다.
도 9는 본 발명의 소자실시예 1 및 2에 따른 유기 발광 다이오드의 휘도-전압 곡선이다.
도 10은 본 발명의 소자실시예 5에 따른 유기 태양 전지의 에너지 변환 효율 곡선이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 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. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, 어떤 구성요소가 "다른 구성요소 상에", " 다른 구성요소 상에 형성되어" 또는 " 다른 구성요소 상에 적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극의 구조도이다. 이하, 도 1을 참고하여 본 발명의 전극에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은 제1 전도성 고분자를 포함하는 제1 전도성 고분자층(110); 제1 전도성 고분자층(110) 상에 위치하고, 전도성 나노소재를 포함하는 전도층(120); 상기 전도층(120) 상에 위치하고, 경화성 고분자를 포함하는 고정 고분자층(140); 및 상기 고정 고분자층(140) 상에 위치하고, 지지층(151)을 포함하는 유연기재(150);를 포함하는 전극(100)을 제공한다.
상기 유연기재(150)가 열가소성 고분자를 포함하는 유동 고분자층(152)을 상기 지지층(151) 상에 추가로 포함하고, 상기 유동 고분자층(152)이 상기 고정 고분자층(140)과 상기 지지층(151) 사이에 위치할 수 있다.
상기 열가소성 고분자가 반결정성 고분자(semicrystalline polymer)일 수 있다.
상기 반결정성 고분자가 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 이소택틱 폴리프로필렌(isotactic PP), 신디오택틱 폴리프로필렌(syndiotactic PP), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 및 폴리에틸렌옥사이드(PEO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 반결정성 고분자의 녹는점(melting point, Tm)이 40℃ 내지 180℃에 포함될 수 있고, 바람직하게는 50℃ 내지 150℃에 포함될 수 있다.
상기 전극(100)이 제2 전도성 고분자를 포함하는 제2 전도성 고분자층(130)을 추가로 포함하고, 상기 제2 전도성 고분자층(130)이 상기 전도층(120)과 상기 고정 고분자층(140) 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1 전도성 고분자 및 제2 전도성 고분자가 각각 독립적으로 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate), poly (acetylene), poly (pyrrole), poly (thiophene), poly (para-phenylene), poly (phenylene sulfide), poly (para-phenylene vinylene), 및 polyaniline 으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 전도성 나노소재는 나노와이어, 메쉬, 구, 타원, 다면체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 형상의 입자일 수 있고, 바람직하게는 나노와이어일 수 있다.
상기 전도성 나노소재는 Ag, Au, Al, Ag, Be, Bi, Co, Cu, Cr, Hf, In, Mn, Mo, Mg, Ni, Nb, Pb, Pd, Pt, Rh, Re, Ru, Sb, Ta, Te, Ti,V, W, Zr, 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 Ag일 수 있다.
전도성 나노소재로서 나노와이어 형태의 은 나노와이어(AgNW)를 사용함으로써, 굴곡이 심한 은 메쉬(Ag mesh)보다 표면 평탄도가 증가하고, 균일한 광 투과성을 보이는 투명전극을 구현할 수 있다.
상기 유연기재(150)가 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 유연기재로서 Al-PET와 같이 고반사 코팅이 되어 있는 기판을 사용하면, 위쪽으로 나가는 빛이 반사되어 전방으로 사용할 수 있으므로 광효율이 증가할 수 있고, Haze한 필름을 사용하면, 외부광추출 효율이 향상될 수 있다. 따라서 적용되는 소자에 맞추어 적절하게 사용할 수 있다.
상기 경화성 고분자는 에폭시수지, 페놀수지, 요소수지, 실리콘수지, 폴리우레탄, 폴리이미드, 아크릴, 및 아크릴레이트 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 유기광전소자의 구조도이다. 이하, 도 2를 참고하여 본 발명의 유기광전소자에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 제1 전극(100); 상기 제1 전극 상에 형성되고, 유기 반도체를 포함하는 유기 반도체층(200); 및 상기 유기 반도체층(200) 상에 위치하는 제2 전극(300);을 포함하는 유기광전소자(10)를 제공한다.
상기 유기 반도체가 Poly(3-hexylthiophene):Phenyl-C61-butyric Acid Methyl Ester(P3HT:PCBM), poly-3-alkylthiphenes(P3SAT), poly-3-hexylthiphene, poly-3-dethiophene, fullerene(C60), poly-co-dioctyfluorenyl-dithiophenyl(F8T2), poly-alkyltriarylamine(PTAA), dihexyl-sexitheophene(DH6T), poly-alkylterthiophenes(PTT), poly-alkylquaterthiphenes(PQT), pentacenes, bis-(trisopropylsilylethinyl)pentacene(TIPS-pentacenes), PVK(Poly(9-vinylcarbazole)), MeH PPV(Poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]), PPV (poly(phenylenevinylene]), PCMO (Poly[3-(carbazol-9-ylmethyl)-3-methyloxetane]), 2,7-F-PVF (Poly[9-sec-butyl-2,7-difluoro-9H-carbazole]), PFH-A-DMP (Poly[(9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl)-co-(anthracen-9,10-diyl)] end capped with dimethylphenyl), PF-DMB (Poly[(9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl)-alt-(2,5-dimethyl-1,4-phenylene)] end capped with dimethylphenyl), PFH-EC (Poly[(9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl)-co-(9-ethylcarbazol-2,7-diyl)] end capped with dimethylphenyl) 으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
상기 유기 반도체층(200)이 전자주입층(EIL); 전자수송층(ETL); 발광층(EML); 정공수송층(HTL); 및 정공주입층(HIL)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 유기 반도체층(200)은 다층 구조일 수 있다.
상기 제2 전극(300)이 ITO (Indium Tin Oxide), 그래핀, 탄소나노튜브, 금속, 금속산화물, 전도성 고분자 기반 전극, 메탈 메쉬 전극으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제2 전극(300) 상에 기판(400)을 추가로 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극의 제조방법을 나타낸 모식도이다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 전극의 제조방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 지지층(151)을 포함하는 유연기재(150)를 포함하는 상판(11)을 제공한다(단계 a).
상기 단계 (a)가 상기 지지층(151) 상에 열가소성 고분자를 포함하는 용액을 도포하고 건조하여 상기 열가소성 고분자를 포함하는 유동 고분자층(152)을 형성하는 단계 (a-1)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 단계 (a-1)은 스핀코팅, 딥코팅, 롤투롤 코팅, 슬롯 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅, 스프레이 코팅, 노즐젯 프린팅, 잉크젯 프린팅, 임프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 수행될 수 있다.
다음으로, 하판(12)을 제공한다(단계 b).
상기 단계 (b)는 (b-1) 제1 전도성 고분자를 포함하는 용액을 희생층 상에 도포하고 건조하여 제1 전도성 고분자층(110)을 형성하는 단계; (b-2) 전도성 나노소재를 포함하는 용액을 상기 제1 전도성 고분자층(110) 상에 도포하고 건조하여 전도층(120)을 형성하는 단계; 및 (b-3) 경화성 고분자를 포함하는 용액을 상기 전도층(120) 상에 도포하여 고정 고분자층(140)을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 단계 (b-2)와 (b-3)사이에 상기 전도층(120) 상에 제2 전도성 고분자를 포함하는 용액을 도포하고 건조하여 상기 제2 전도성 고분자를 포함하는 제2 전도성 고분자층(130)을 형성하는 단계 (b'-2)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 단계 (b-1) 내지 (b-3)가 스핀코팅, 딥코팅, 롤투롤 코팅, 슬롯 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅, 스프레이 코팅, 노즐젯 프린팅, 잉크젯 프린팅, 임프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 수행될 수 있다.
마지막으로, 상기 상판(11)과 상기 하판(12)을 결합하여 전극을 제조한다(단계 c).
단계 (c)는 상기 고정 고분자층(140) 상에 상기 지지층(151)을 포함하는 상기 유연기재(150)를 위치시키고, 경화하는 단계 (c')일 수 있다.
상기 유연기재(150)가 열가소성 고분자를 포함하는 유동 고분자층(152)을 상기 지지층(151) 상에 추가로 포함한 것이고, 상기 단계 (c)가 상기 고정 고분자층(140)과 상기 유동 고분자층(152)을 마주 보게 하고, 상기 고정 고분자층(140) 상에 지지층(151)과 유동 고분자층(152)을 포함하는 유연기재(150)를 위치시키고, 경화하여 상기 상판(11)과 상기 하판(12)을 결합시키는 단계 (c'')일 수 있다.
단계(c') 또는 단계 (c'')의 상기 경화는 열경화 또는 광경화일 수 있다.
상기 단계 (c) 후에 상기 희생층을 상기 하판(12)에서 제거하는 단계(d)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 희생층은 유리판, 금속판, 고분자판 및 세라믹판으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 유기광전소자의 제조방법을 나타낸 모식도이다. 이하 도 4를 참고하여 본 발명의 유기광전소자의 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 (1) 상기 전극의 제조방법에 따라 제조된 제1 전극(100)을 포함하는 상부 전극(21)을 제조하는 단계; (2) 제2 전극(300) 및 상기 제2 전극 상에 형성된 유기 반도체층(200)을 포함하는 하부 전극(22)을 제조하는 단계; 및 (3) 상기 상부 전극(21)의 제1 전도성 고분자층(110)과 상기 하부 전극(22)의 상기 유기 반도체층(200)을 마주 보게 하고 가압 및 가열하여 상기 상부 전극(21)과 상기 하부 전극(22)을 결합시키는 단계;를 포함하는 유기광전소자(10)의 제조방법을 제공한다.
상기 단계 (3)의 가열이 아래 온도(T)에서 수행될 수 있다.
[식 1]
Tm - 30 ≤ T < Tm + 30 (Tm은 열가소성 고분자의 녹는점)
상기 단계 (3)이 롤코팅기(roll coater) 또는 핫-프레스 라미네이터(hot-press laminator)에서 수행될 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
[전극의 제조]
실시예 1: 유동 고분자층 및 제2 전도성 고분자층을 포함하지 않는 전극
(a) 상판의 제조
98um 두께의 PET 유연 기재를 포함하는 상판을 제조하였다.
(b) 하판의 제조
먼저, 유리 기판 상에 PEDOT:PSS (PEDOT:PSS = 1:6, AL4083) 용액을 2,000 rpm에서 60초 동안 스핀 코팅하고, 150℃에서 5분 동안 건조하여 제1 전도성 고분자층을 제조하였다. 이어서 은나노와이어 용액 (0.5wt% in DIW, AgNW - 직경 20nm, 길이 20 um) 을 1,000 rpm에서 60초 동안 스핀 코팅하고, 100℃에서 5분 동안 대기 중에서 건조하여 전도층을 제조하였다. 이후, 에폭시 용액을 2,000 rpm에서 60초 동안 스핀 코팅하여 고정 고분자층이 형성된 하판을 제조하였다.
(c) 전극의 제조
상기 상판의 PET 유연 기재와 상기 하판의 고정 고분자층을 마주 보게 위치시키고, hot-press 라미네이터를 이용하여 150℃ 온도에서 3 kgf/cm2 압력으로 가압하여 상기 상판과 상기 하판을 결합하였다. 마지막으로 진공 흡착 패드를 상기 상판의 PET 유연 기재 표면에 부착하고, 상기 하판의 유리 기판(희생층)을 분리하여 두께가 100um인 전극을 제조하였다.
실시예 2: 유동 고분자층을 포함하지 않는 전극(두께 100um)
실시예 1의 (b) 하판의 제조 단계에서 전도층을 제조한 후 고정 고분자층을 제조하기 전에 PEDOT:PSS (PEDOT:PSS = 1:2.5, PH1000) 및 Ethylene glycole (20 vol%)을 포함하는 혼합 용액을 2,000 rpm에서 60초 동안 스핀 코팅하고, 150℃에서 5분 동안 대기 중에서 건조하여 제2 전도성 고분자층을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 두께가 100um인 전극을 제조하였다.
실시예 3: 유동 고분자층을 포함하지 않는 전극(두께 38 um)
실시예 2의 (a) 상판의 제조 단계에서 98um 두께의 PET 기판 대신에 35um 두께의 PET 기판을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 두께가 38 um인 전극을 제조하였다.
실시예 4: 유동 고분자층 및 제2 전도성 고분자층을 포함하는 전극
(a) 상판의 제조
98um 두께의 PET 유연 기재 상에 바 코팅 방법으로 LDPE 유동 고분자층을 형성하여 상판을 제조하였다.
(b) 하판의 제조
먼저, 유리 기판 상에 PEDOT:PSS (PEDOT:PSS = 1:6, AL4083) 용액을 2,000 rpm에서 60초 동안 스핀 코팅하고, 150℃에서 5분 동안 건조하여 제1 전도성 고분자층을 제조하였다. 이어서 은나노와이어 용액 (0.5wt% in DIW, AgNW - 직경 20nm, 길이 20 um) 을 1,000 rpm에서 60초 동안 스핀 코팅하고, 100℃에서 5분 동안 대기 중에서 건조하여 전도층을 제조하였다. 다음으로 PEDOT:PSS (PEDOT:PSS = 1:2.5, PH1000) 및 Ethylene glycole (20 vol%)을 포함하는 혼합 용액을 2,000 rpm에서 60초 동안 스핀 코팅하고, 150℃에서 5분 동안 대기 중에서 건조하여 제2 전도성 고분자층을 제조하였다. 이후, 에폭시 용액을 2,000 rpm에서 60초 동안 스핀 코팅하여 고정 고분자층이 형성된 하판을 제조하였다.
(c) 전극의 제조
상기 상판의 유동 고분자층과 상기 하판의 고정 고분자층을 마주 보게 위치시키고, hot-press 라미네이터를 이용하여 150℃ 온도에서 3 kgf/cm2 압력으로 가압하여 상기 상판과 상기 하판을 결합하였다. 마지막으로 진공 흡착 패드를 상기 상판의 PET 유연 기재 표면에 부착하고, 상기 하판의 유리 기판(희생층)을 분리하여 두께가 100 um인 전극을 제조하였다.
실시예 5: 유동 고분자층 및 제2 전도성 고분자층을 포함하는 전극의 제조
실시예 4에서 은나노와이어 용액을 1,000 rpm으로 스핀코팅하는 대신에 500 rpm으로 스핀코팅하는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 전극을 제조하였다.
실시예 6: 유동 고분자층 및 제2 전도성 고분자층을 포함하는 전극의 제조
실시예 4에서 은나노와이어 용액을 1,000 rpm으로 스핀코팅하는 대신에 1,500 rpm으로 스핀코팅하는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 전극을 제조하였다.
실시예 7: 유동 고분자층 및 제2 전도성 고분자층을 포함하는 전극의 제조
실시예 4에서 은나노와이어 용액을 1,000 rpm으로 스핀코팅하는 대신에 2,000 rpm으로 스핀코팅하는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 전극을 제조하였다.
하기 표 1에 실시예 1 내지 7에 따라 제조된 전극의 구성을 정리하였다.
유동 고분자층 제2 전도성 고분자층 전도층의
코팅 속도		 전극의 두께 경화 방법
실시예 1 Ⅹ Ⅹ 1,000 rpm 100um 열경화
실시예 2 Ⅹ ○ 1,000 rpm 100um 열경화
실시예 3 Ⅹ ○ 1,000 rpm 38um 열경화
실시예 4 ○ ○ 1,000 rpm 100um 열경화
실시예 5 ○ ○ 500 rpm 100um 열경화
실시예 6 ○ ○ 1,500 rpm 100um 열경화
실시예 7 ○ ○ 2,000 rpm 100um 열경화
[유기광전소자의 제조]
소자실시예 1: 유기 발광 다이오드
(a) 상부 전극의 제조
실시예 4에 따라 제조된 전극(지지층/유동 고분자층/고정 고분자층/제2 전도성 고분자층/전도층/제1 전도성 고분자층)을 준비하였다.
(b) 하부 전극의 제조
ITO 기판의 일면 상에 산화아연(ZnO)을 20nm 두께로 2,000rpm에서 스핀 코팅하고, 핫플레이트 상에서 200℃로 1시간 동안 베이킹하였다. 이어서, 2-메톡시에탄올(99%, Sigma Aldrich)에 용해된 0.1wt% 폴리에틸렌이민에톡시레이트 용액(PEIE, 80% ethoxylated solution, Sigma Aldrich)을 4,000rpm으로 스핀 코팅하여 건조한 후, N2가 충전된 글로브 박스로 옮겼다. 다음으로 유기 반도체로서 톨루엔(99 %, Alfa Aesar)에 용해된 polymer Super Yellow(PDY-132, liviluxR, Merck) 용액(4g/L)을 50nm 두께로 900rpm에서 30초 동안 스핀코팅하고, 핫플레이트 상에서 110℃에서 1시간 동안 건조하여 유기 반도체층이 형성된 하부 전극을 제조하였다.
(c) 소자의 제조
상기 상부 전극의 제1 전도성 고분자층과 상기 하부 전극의 유기 반도체층을 마주 보게 위치시키고, hot-press 라미네이터를 이용하여 130℃ 온도에서 3 kgf/cm2 압력으로 가압하여 유기 발광 다이오드를 제조하였다.
소자실시예 2: 유기 발광 다이오드
소자실시예 1에서 실시예 4에 따라 제조된 전극을 사용하는 대신에 실시예 2에 따라 제조된 전극을 사용하는 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 제조하였다.
소자실시예 3: 유기 발광 다이오드
소자실시예 1에서 실시예 4에 따라 제조된 전극을 사용하는 대신에 실시예 3에 따라 제조된 전극을 사용하는 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 제조하였다.
소자실시예 4: 유기 발광 다이오드
소자실시예 1에서 실시예 4에 따라 제조된 전극을 사용하는 대신에 실시예 1에 따라 제조된 전극을 사용하는 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 제조하였다.
소자실시예 5: 유기 태양 전지
(a) 상부 전극의 제조
실시예 4에 따라 제조된 전극(지지층/유동 고분자층/고정 고분자층/제2 전도성 고분자층/전도층/제1 전도성 고분자층)을 준비하였다.
(b) 하부 전극의 제조
ITO 기판의 일면 상에 산화아연(ZnO)을 20nm 두께로 2,000rpm에서 스핀 코팅하고, 핫플레이트 상에서 200℃로 1시간 동안 베이킹하였다. 이어서, 2-메톡시에탄올(99%, Sigma Aldrich)에 용해된 0.1wt% 폴리에틸렌이민에톡시레이트 용액(PEIE, 80% ethoxylated solution, Sigma Aldrich)을 4,000rpm으로 스핀 코팅하여 건조한 후, N2가 충전된 글로브 박스로 옮겼다. 다음으로 유기 반도체로서 디클로로벤젠(99%, Alfa Aesar)에 용해된 P3HT:PCBM (P3HT, Mw> 45,000, PCBM 99%> grade, Lumtech) 용액(25g/L)을 150nm 두께로 600rpm에서 30초 동안 스핀코팅하고, 대기 중에서 1시간 동안 열처리하였다. 이후, 핫플레이트 상에서 130℃에서 30분 동안 건조하여 유기 반도체층이 형성된 하부 전극을 제조하였다.
(c) 소자의 제조
상기 상부 전극의 제1 전도성 고분자층과 상기 하부 전극의 유기 반도체층을 마주 보게 위치시키고, hot-press 라미네이터를 이용하여 130℃ 온도에서 3 kgf/cm2 압력으로 가압하여 유기 태양 전지를 제조하였다.
[시험예]
시험예 1: 전극의 SEM 분석
도 5는 본 발명의 실시예 4에 따른 전극의 SEM 이미지이다.
도 5를 참조하면, 실시예 4에 따라 제조된 전극은 희생층(유리기판)을 분리한 이후에도 표면에 전도성 나노소재 네트워크(AgNW network)가 깨지지 않고 잘 유지되고 있음을 알 수 있었다. 이로 인해 희생층 분리 공정을 거친 후에도 높은 전기 전도도를 보이는 전극을 구성할 수 있다.
시험예 2: 코팅속도에 따른 전극의 투과율 비교
하기 표 2에 실시예 4 내지 7에 따른 전극의 투과도를 기재하였다.
AgNW 스핀코팅 속도 면저항 ± Std. (Ω/sq) 평균 투과도 (%)
실시예 4 1,000 rpm 39.0 ± 2 75
실시예 5 500 rpm 26.5 ± 5 72
실시예 6 1,500 rpm 50.2 ± 3 78
실시예 7 2,000 rpm 74.5 ± 5 80
표 2를 참조하면, AgNW 의 스핀코팅 속도에 따라 최종 전극의 면저항과 평균 투과도가 변하는 것을 알 수 있었다. 특히 면저항 값과 평균 투과도 값은 반비례하는 특성을 보이므로, 최종 소자에 맞는 적정 조건을 찾아서 소자 제작을 진행할 수 있었다. 본 발명의 소자실시예에서는 1,000rpm 조건을 적용하였다.
시험예 3: 유동 고분자층 및 전도성 고분자층의 유무에 따른 소자의 발광영역 비교
도 6 및 유동 고분자층을 포함하지 않는 소자(소자실시예 2 및 3) 및 유동 고분자층과 제2 전도성 고분자층을 포함하지 않는 소자(소자실시예 4)의 발광영역을 보여주는 사진이고, 도 7은 유동 고분자층 및 제2 전도성 고분자층을 포함하는 소자(소자실시예 1) 의 발광영역을 보여주는 사진이다.
도 6 및 7을 참조하면, 유동 고분자층을 포함하지 않는 소자실시예 2 및 3은 은 두께가 두꺼울수록 중심(center)부분만 일부 접촉이 일어나고, 실제 발광 영역이 크게 감소하였다. 또한 필름 두께가 얇으면 발광 영역이 다소 향상되나, 여전히 발광 영역이 균일하지 않고, 얇은 필름으로 인한 공정성이 크게 감소하였다.
그러나 소자실시예 1의 소자는 제조공정 중 열코팅기를 이용한 hot-press lamination 단계에 의해 유동성을 갖는 고분자 층이 재정렬되고, 이에 따라 균일하게 접착되어 발광 영역이 균일하게 나타났다.
또한 제2 전도성 고분자층을 포함하지 않는 소자실시예 4의 경우, 발광하는 부분이 거의 관찰되지 않았다. 그 이유는 도 5의 SEM 분석 결과에서 알 수 있듯이 전도성 나노소재인 AgNW는 마치 철조망 같이 나노와이어 사이에 빈 공간이 다수 존재하는데, 상기 빈 공간으로 인해 전하가 이동할 수 없기 때문이다. 따라서 제2 전도성 고분자층은 유기광전소자의 성능과 밀접한 관계가 있다.
시험예 4: 유동 고분자층의 유무에 따른 유기 발광 다이오드 특성 비교
도 8은 본 발명의 소자실시예 1 및 2에 따른 유기 발광 다이오드의 전류 밀도-전압 곡선이고, 도 9는 본 발명의 소자실시예 1 및 2에 따른 유기 발광 다이오드의 휘도-전압 곡선이다.
도 8 및 9를 참조하면, 소자실시예 2는 중심(center)부분만 일부 접촉이 일어나기 때문에 실제 발광 영역이 크게 감소하지만, 소자실시예 1은 제조공정 중 열코팅기를 이용한 hot-press lamination 단계에 의해 유동성을 갖는 고분자 층에 의해 재정렬되고, 이에 따라 균일하게 접착되어 소자 전체 면적에서 전류 흐름이 나타나기 때문에 동일한 전압을 인가하였을 때, 더 큰 전류 밀도와 휘도를 보이는 것을 알 수 있었다.
시험예 5: 유기 태양 전지의 에너지 변환 효율
도 10은 본 발명의 소자실시예 5에 따른 유기 태양 전지의 에너지 변환 효율 곡선이다.
도 10을 참조하면, 소자실시예 5에 따른 유기 태양 전지의 경우에도 제조공정 중 열코팅기를 이용한 hot-press lamination 단계에 의해 유동성을 갖는 고분자 층이 재정렬되고, 이에 따라 균일하게 접착되어 우수한 태양전지 특성을 보이는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 전극
11: 상판 12: 하판
110: 제1 전도성 고분자층 120: 전도층
130: 제2 전도성 고분자층 140: 고정 고분자층
150: 유연기재 151: 지지층
152: 유동 고분자층
10: 유기광전소자
21: 상부 전극 22: 하부 전극
100: 제1 전극 200: 유기 반도체층
300: 제2 전극 400: 기판

Claims (20)

  1. 제1 전도성 고분자를 포함하는 제1 전도성 고분자층;
    제1 전도성 고분자층 상에 위치하고, 전도성 나노소재를 포함하는 전도층;
    상기 전도층 상에 위치하고, 경화성 고분자를 포함하는 고정 고분자층; 및
    상기 고정 고분자층 상에 위치하고, 지지층을 포함하는 유연기재;를 포함하고,
    상기 유연기재가 열가소성 고분자를 포함하는 유동 고분자층을 상기 지지층 상에 추가로 포함하고,
    상기 유동 고분자층이 상기 고정 고분자층과 상기 지지층 사이에 위치하는 것인, 전극.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 고분자가 반결정성 고분자(semicrystalline polymer)인 것을 특징으로 하는 전극.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반결정성 고분자가 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 이소택틱 폴리프로필렌(isotactic PP), 신디오택틱 폴리프로필렌(syndiotactic PP), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 및 폴리에틸렌옥사이드(PEO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 반결정성 고분자의 녹는점(melting point, Tm)이 40℃ 내지 180℃에 포함되는 것을 특징으로 하는 전극.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반결정성 고분자의 녹는점(melting point, Tm)이 50℃ 내지 150℃에 포함되는 것을 특징으로 하는 전극.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전극이 제2 전도성 고분자를 포함하는 제2 전도성 고분자층을 추가로 포함하고,
    상기 제2 전도성 고분자층이 상기 전도층과 상기 고정 고분자층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 전극.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전도성 고분자 및 제2 전도성 고분자가 각각 독립적으로 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate), poly (acetylene), poly (pyrrole), poly (thiophene), poly (para-phenylene), poly (phenylene sulfide), poly (para-phenylene vinylene), 및 polyaniline 으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 나노소재는 나노와이어, 메쉬, 구, 타원, 다면체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 형상의 입자인 것을 특징으로 하는 전극.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 나노소재는 Ag, Au, Al, Ag, Be, Bi, Co, Cu, Cr, Hf, In, Mn, Mo, Mg, Ni, Nb, Pb, Pd, Pt, Rh, Re, Ru, Sb, Ta, Te, Ti,V, W, Zr, 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유연기재가 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 경화성 고분자는 에폭시수지, 페놀수지, 요소수지, 실리콘수지, 폴리우레탄, 폴리이미드, 아크릴, 및 아크릴레이트 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극.
  13. 제1항에 따른 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 형성되고, 유기 반도체를 포함하는 유기 반도체층; 및
    상기 유기 반도체층 상에 위치하는 제2 전극;을
    포함하는 유기광전소자.
  14. (a) 지지층을 포함하는 유연기재를 포함하는 상판을 제공하는 단계;
    (b) 하판을 제공하는 단계; 및
    (c) 상기 상판과 상기 하판을 결합하는 단계;를 포함하고,
    상기 단계 (b)는
    (b-1) 제1 전도성 고분자를 포함하는 용액을 희생층 상에 도포하고 건조하여 제1 전도성 고분자층을 형성하는 단계;
    (b-2) 전도성 나노소재를 포함하는 용액을 상기 제1 전도성 고분자층 상에 도포하고 건조하여 전도층을 형성하는 단계; 및
    (b-3) 경화성 고분자를 포함하는 용액을 상기 전도층 상에 도포하여 고정 고분자층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 유연기재가 열가소성 고분자를 포함하는 유동 고분자층을 상기 지지층 상에 추가로 포함한 것이고,
    단계 (c)는
    상기 고정 고분자층과 상기 유동 고분자층을 마주 보게 하고, 상기 고정 고분자층 상에 지지층과 유동 고분자층을 포함하는 유연기재를 위치시키고, 경화하여 상기 상판과 상기 하판을 결합시키는 단계 (c'')인 것인,
    전극의 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 전극의 제조방법이 상기 단계 (b-2)와 (b-3)사이에
    상기 전도층 상에 제2 전도성 고분자를 포함하는 용액을 도포하고 건조하여 상기 제2 전도성 고분자를 포함하는 제2 전도성 고분자층을 형성하는 단계 (b'-2)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전극의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서,
    단계 (b-1) 내지 (b-3)가 스핀코팅, 딥코팅, 롤투롤 코팅, 슬롯 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅, 스프레이 코팅, 노즐젯 프린팅, 잉크젯 프린팅, 임프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 수행되고,
    단계 (c')의 경화가 열경화 또는 광경화인 것을 특징으로 하는 상기 전극의 제조방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 전극의 제조방법이
    단계 (c) 후에 상기 희생층을 상기 하판에서 제거하는 단계(d)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전극의 제조방법.
  19. (1) 제14항에 따른 제1 전극을 포함하는 상부 전극을 제조하는 단계;
    (2) 제2 전극 및 상기 제2 전극 상에 형성된 유기 반도체층을 포함하는 하부 전극을 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 상부 전극의 제1 전도성 고분자층과 상기 하부 전극의 상기 유기 반도체층을 마주 보게 하고, 가압 및 가열하여 상기 상부 전극과 상기 하부 전극을 결합시키는 단계;를
    포함하는 유기광전소자의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 단계 (3)의 가열이 아래 온도(T)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 유기광전소자의 제조방법:
    [식 1]
    Tm - 30 ≤ T < Tm + 30 (Tm은 열가소성 고분자의 녹는점)
KR1020190121585A 2019-10-01 2019-10-01 용액공정을 이용한 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자 KR102190443B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190121585A KR102190443B1 (ko) 2019-10-01 2019-10-01 용액공정을 이용한 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190121585A KR102190443B1 (ko) 2019-10-01 2019-10-01 용액공정을 이용한 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102190443B1 true KR102190443B1 (ko) 2020-12-11

Family

ID=73786216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190121585A KR102190443B1 (ko) 2019-10-01 2019-10-01 용액공정을 이용한 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102190443B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011054419A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Konica Minolta Holdings Inc 透明電極、有機エレクトロルミネッセンス素子、および有機薄膜太陽電池素子
KR20120087804A (ko) * 2009-05-14 2012-08-07 듀폰 테이진 필름즈 유.에스. 리미티드 파트너쉽 투명 전도성 복합 필름

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120087804A (ko) * 2009-05-14 2012-08-07 듀폰 테이진 필름즈 유.에스. 리미티드 파트너쉽 투명 전도성 복합 필름
JP2011054419A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Konica Minolta Holdings Inc 透明電極、有機エレクトロルミネッセンス素子、および有機薄膜太陽電池素子

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9722197B2 (en) Inverted organic electronic device and method for manufacturing the same
KR101811476B1 (ko) 광전 장치 및 그 제조 방법
US7063994B2 (en) Organic semiconductor devices and methods of fabrication including forming two parts with polymerisable groups and bonding the parts
KR100973018B1 (ko) 광기전력 소자 및 광기전력 소자의 제조 방법
JP5980418B2 (ja) アミン基を有する非共役高分子を含む有機電子素子用機能層及びこれを含む有機電子素子
US8829506B2 (en) Optoelectronic device having an embedded electrode
JP5949335B2 (ja) タンデム型の光電変換素子およびこれを用いた太陽電池
CN105206761B (zh) 一种发光二极管及其制备方法
CN103403906A (zh) 光伏电池
Koo et al. Recent advances in soft electronic materials for intrinsically stretchable optoelectronic systems
JP2016058455A (ja) 光電変換素子、光電変換素子の配線基板、光電変換素子の製造方法、および光電変換構造体
KR20160090364A (ko) 유기 전자 소자
US20140138667A1 (en) Organic semiconductor device, and method for producing same
KR20180138185A (ko) 유기 솔라 모듈 및/또는 제조 방법
Zhu et al. Efficient Hole Injection of MoO x-Doped Organic Layer for Printable Red Quantum Dot Light-Emitting Diodes
KR101478879B1 (ko) 미세 패턴의 전하 생성층을 포함하는 소자의 제조방법
KR102190443B1 (ko) 용액공정을 이용한 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 유기광전소자
TWI437744B (zh) 有機光電薄膜元件之製造方法
Xie Solution-Processed Organic Light-Emitting Devices
KR101364461B1 (ko) 유기태양전지 모듈 및 이의 제조방법
US12004414B2 (en) Method for manufacturing device
US20180248121A1 (en) Printable Functional Materials For Plastic Electronics Applications
JP2016003302A (ja) 組成物、電子デバイス及び電子デバイスの製造方法
JP2015046596A (ja) 電子デバイス、及び電子デバイスの製造方法
JP2011175889A (ja) 有機半導体デバイスおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant