KR102322649B1 - 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 제조할 수 있는 코팅제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 OLED 등의 발광소자, 태양전지 등에 있어서 양극 등의 전극층에 UV 경화 방식으로 코팅될 수 있고, 발광소자의 특성에 따라 미세한 일함수 제어를 수행할 수 있으며, OLED 등의 발광소자의 성능저하를 초래하지 않는, 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 제조할 수 있는 코팅제에 관한 것이다.
Description
본 발명은 OLED 등의 발광소자, 태양전지 등에 있어서 양극 등의 전극층에 UV 경화 방식으로 코팅될 수 있고, 발광소자의 특성에 따라 미세한 일함수 제어를 수행할 수 있으며, OLED 등의 발광소자의 성능저하를 초래하지 않는, 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 제조할 수 있는 코팅제에 관한 것이다.
유기 박막 트랜지스터나 유기 태양 전지와 같은 유기 전자 소자, 그래핀 기반 전자 소자 등을 포함하는 다양한 소자들이 높은 효율을 얻기 위해서는 전하 주입과 전하 전달이 원활히 이루어져야 한다.
전하 주입에 가장 큰 영향을 미치는 것이 바로 전극과 활성층 사이의 주입 에너지 장벽이며, 이는 전극의 일함수 혹은 활성층의 LUMO나 HOMO에 의해 달라지게 된다. 따라서 고효율의 소자를 제조하기 위해 특정 물질을 전극 위에 추가하여 전극의 일함수를 변화시키거나, 반도체 물질에 도핑을 유도함으로써 에너지 장벽을 줄여 전하 주입을 활성화시키기 위한 다양한 기술들이 제안되어 왔으며, 이는 전자 소자 개발에 있어 아직도 큰 비중을 차지하고 있다.
이중 전극의 일함수를 변화시키는 기술은 전극 위에 전자 터널링이 가능하도록 매우 얇은 절연 물질을 코팅하여 전극과 계면 쌍극자를 유도하고, 전자 에너지 포텐셜을 변화시켜 일함수를 조절하는 원리를 이용하는 기술이다.
일함수를 조절하는 기술은 일반적으로 한국공개특허 10-2012-0121065호(선행문헌 1)와 한국공개특허 10-2013-0006050호(선행문헌 2)에서 제시하는 스핀 코팅방법이나 한국등록특허 10-0945729호(선행문헌 3) 또는 10-0977152에서 제시하는 자가조립단일막(selfassembled monolayer) (선행문헌 4) 형성법이 있다. 하지만 스핀 코팅방법이나 자기조립단일막 형성법은 액상공정으로 용액을 이용하기 때문에 일함수 조절을 유도하려는 전극 표면의 표면 에너지에 큰 영향을 받으며 산소 플라즈마처리와 같은 별도의 표면 전처리가 필요하고, 자가조립단일막 형성법의 경우 특정한 화학 결합을 통해 이루어지기 때문에 제한된 범위 내에서만 적용이 가능하다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위한 방법으로 한국공개특허 10-2015-0047840호 (선행문헌 5) 에서는 원자층 증착방법으로 투명전극의 표면에 일함수 조절막을 형성하는 방법을 제시하고 있다. 하지만 원자층 증착방법은 투명전극에만 적용이 가능하여 다양한 전극의 일함수를 조절할 수 없다는 문제점이 있다.
한편, 한국등록특허 10-1718879호(선행문헌 6)는 iCVD 공정 을 이용하여 전자주개 그룹을 포함하는 단량체 및/또는 전자받개 그룹을 포함하는 단량체의 기능성 고분자 박막을 전극에 증착시키면 일함수가 조절된 전극을 개시하고 있다.
그러나, 위의 선행문헌 1 ~ 6은 스핀 코팅방법, 자기조립단일막 형성법, iCVD 등의 전처리 등의 복잡한 공정처리를 요구하고, 또한 세밀하게 다양한 범위에서 일함수를 제어하지 못한다는 문제점이 있다.
(특허문헌 0001) 특허문헌1: 한국공개특허 10-2012-0121065호
(특허문헌 0002) 특허문헌2: 한국공개특허 10-2013-0006050호
(특허문헌 0003) 특허문헌3: 한국등록특허 10-0945729호
(특허문헌 0004) 특허문헌4: 한국등록특허 10-0977152호
(특허문헌 0005) 특허문헌5: 한국등록특허 10-0977152호
(특허문헌 0006) 특허문헌6: 한국등록특허 10-1718879호
본 발명의 목적은 OLED 등의 발광소자, 태양전지 등에 있어서 양극 등의 전극층에 UV 경화 방식으로 코팅될 수 있고, 발광소자의 특성에 따라 미세한 일함수 제어를 수행할 수 있으며, OLED 등의 발광소자의 성능저하를 초래하지 않는, 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 제조할 수 있는 코팅제을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 태양전지 혹은 발광소자의 전극층 위에 코팅되어, UV경화에 의하여 전극층 위에서 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 형성할 수 있는 코팅제로서, 자외선경화형 바인더; 유기용매; 분산보조제; 산화금속분말; 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말;을 포함하고, 상기 산화금속분말 및 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말의 함량을 조절함으로써, 상기 도전성 박막의 일함수가 제어되는, 코팅제를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 코팅제는 상기 전극층 위에서 경화되는 경우에, 상기 도전성 박막은 상기 자외선경화형 바인더 물질로 이루어지는 매트릭스 상에 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말의 입자와 상기 산화금속분말의 입자가 서로 연결되어 분산되는 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 코팅제는, 0.5 내지 5 중량%의 자외선경화형 바인더; 80 내지 96 중량%의 유기용매; 0.5 내지 5 중량%의 분산보조제; 0.05 내지 2 중량%의 산화금속분말; 0.1 내지 2 중량%의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 산화금속분말은 AZO(Aluminium doped zinc oxide) 분말을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 코팅제는, 1차적으로 유기용매에 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말 및 상기 산화금속분말이 포함된 상태에서 2 이상의 회전자 및 고정자를 포함하는 전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하고, 유기용매에 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말 및 상기 산화금속분말이 포함된 상태에서 비드밀에 의한 추가적인 분산이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 산화금속분말의 입자의 직경은 5 내지 50nm일 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는, 태양전지 혹은 발광소자의 전극층 위에 코팅되어, UV경화에 의하여 전극층 위에서 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 형성할 수 있는 코팅제를 제조하는 방법으로서, 제1유기용매, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분, 산화금속분말, 분산보조제를 혼합한 제1혼합액을 제조하는 단계; 상기 제1혼합액에 전단믹서에 의한 교반을 수행하는 단계; 상기 제1혼합액에 비드밀에 의한 교반을 수행하는 단계; 제2유기용매, 자외선경화형 바인더를 혼합하여 제2혼합액을 제조하는 단계; 및 제1혼합액 및 제2혼합액을 혼합한 후에, 전술한 전단믹서에 의한 교반이 수행하는 단계;를 포함하고, 상기 산화금속분말 및 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말의 함량을 조절함으로써, 상기 도전성 박막의 일함수가 제어되는, 코팅제를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 도전성 박막은 상기 자외선경화형 바인더 물질로 이루어지는 매트릭스 상에 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말의 입자와 상기 산화금속분말의 입자가 서로 연결되어 분산되는 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 제조할 수 있는 코팅제는 UV경화 방식의 단일 공정으로 전극층 위에 안정적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 제조할 수 있는 코팅제는, 대상소자에서의 최적화를 위한 일함수를 코팅제에서의 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말과 상기 산화금속분말을 조절함으로써, 정밀하고 안정적으로 제어할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 제조할 수 있는 코팅제는, 원하는 일함수를 갖는 도전성 박막을 안정적으로 제조할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 제조할 수 있는 코팅제는, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말과 상기 산화금속분말이 자외선경화형 바인더 매트릭스 상에서 배치되는 안정적인 구조를 가지고, 균질한 일함수를 가질 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제의 제조단계를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제의 제조단계를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 코팅제의 상태를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 박막의 입자구조를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 도전성 박막의 일함수 측정에 대한 실험결과를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제의 제조단계를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 코팅제의 상태를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 박막의 입자구조를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 도전성 박막의 일함수 측정에 대한 실험결과를 도시한다.
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표면들을 포함한다.
또한, 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. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도전성 박막의 구조
본 발명의 도전성 박막은 태양전지소자, 혹은 발광소자의 전극층에 해당하는 양극 위에 형성된다. 바람직하게는, 상기 양극은 Ag를 이용한 반사전극에 해당하고, 이와 같은 반사전극 상에 본 발명에 따른 코팅제가 도포되고, 코팅제가 자외선경화됨에 따라 양극상에 도전성 박막을 형성할 수 있다.
본 발명에서는 이와 같은 도전성 박막을 제조하는 코팅제에서의 PEDOT:PSS 및 산화금속의 함량을 조절함으로써, 일함수를 제어할 수 있다. 예를들어, OLED 발광소자의 경우 전하의 이동과 관련된 전기적 특성이 정공수송층, 발광층의 특성에 따라 결정이 되는데, 양극의 일함수를 제어한다면, 전기적 효율을 최적화할 수 있다. 다만, 이와 같은 발광소자의 전하의 이동과 관련된 전기적 특성은 소자마다 상이할 수 있고, 이에 따른 최적화된 일함수의 값이 변화한다.
본 발명에서는 코팅제의 성분을 간단히 조절함으로써 목표 일함수를 갖도록 제어하되, 간단히 코팅 후 UV경화라는 단일공정을 통하여, 일함수를 제어할 수 있는 효과를 갖는 코팅제 및 이를 이용한 도전성 박막을 제공한다.
코팅제의 제조방법
본 발명의 실시예들에 따른 코팅제는 태양전지 혹은 발광소자의 전극층 위에 코팅되어, UV경화에 의하여 전극층 위에서 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 형성할 수 있는 코팅제로서, 자외선경화형 바인더; 유기용매; 분산보조제; 산화금속분말; 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말;을 포함한다.
본 발명의 코팅제에서는 상기 산화금속분말 및 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말의 함량을 조절함으로써, 코팅제가 UV경화되어 형성되는 상기 도전성 박막의 일함수가 제어될 수 있다.
상기 코팅제는0.5 내지 5 중량%의 자외선경화형 바인더; 80 내지 96 중량%의 유기용매; 0.5 내지 5 중량%의 분산보조제; 0.05 내지 2 중량%의 산화금속분말; 0.1 내지 2 중량%의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말을 포함한다.
바람직하게는, 상기 코팅제는 광개시제를 포함하고, 바람직하게는 광개시제는 자외선경화형 바인더 100g 당 0.03g 내지 0.5g을 포함한다.
상기 코팅제에 포함된 자외선경화성 바인더는 아크릴계 바인더 물질을 포함함이 바람직하다. 이와 같은 아크릴계 바인더는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말과 산화금속분말의 입자가 위치할 수 있는 매트릭스를 안정적으로 형성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 3관능기 이상의 아크릴계 바인더가 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 자외선경화성 바인더는 9관능기 아크릴계 올리고머 30 내지 50 중량%, 6관능기 아크릴계 올리고머 30 내지 50 중량%, 실란커플링제 5 내지 15 중량%, 포스페이트(phosphate)계 부착 개선제 5 내지 15 중량%를 포함한다.
이와 같은 UV경화성 바인더는 코팅제 전체 중량의 0.5 내지 5 중량%가 바람직하다. UV경화성 바인더가 0.5 중량% 미만인 경우에는 PEDOT:PSS 및 산화금속의 입자가 고르게 분산되는 바인더 매트릭스를 구현하기 어렵고, 5 중량% 초과인 경우에는 높은 점도에 의하여 제조공정이 어려워지고, 금속분말의 사용량이 많아져서 경제성이 떨어진다는 문제점이 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 PEDOT/PSS 분말 및 산화금속분말의 용해를 더욱 촉진시키기 위하여 특수한 분산보조제를 이용한다. 구체적으로, 상기 분산보조제는 상기 고체분말 형태의 금속분말들의 분산을 보조하기 위한 제1 분산보조제; 및 상기 코팅제가 코팅되는 경우 전도도를 향상시키기 위한 제2 분산보조제를 포함한다. 이와 같은 분산보조제는 코팅액 전체에 대해 0.5 내지 5 중량%를 차지함이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 분산보조제는 아민류(Amine류), 아크릴레이트류(Acrylate류), 및 폴리올류(Polyol류) 중 1 이상을 포함하고, 상기 제2 분산보조제는 카보네이트(carbonate), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 테트라메틸렌글리콜(tetramethylene glycol), 소르비톨(sorbitol), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide), 아세톤니트릴(acetonitrile), 디메틸술폭시드(dimethylsulfoxide), 글리세롤(glycerol), 에틸렌시안화물(ethylene cyanide), 포름산(formic acid), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate), 2,6-디플루오르피리딘(2,6-difluoropyridine), 포름아미드(formamide), 및 N-메틸포름아미드(N-methylformamide) 중 1 이상을 포함함이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 제1분산보조제는 Tertiary amine계 첨가제를 포함하고, 제2분산보조제는 carbonate계 첨가제를 포함한다.
바람직하게는, 상기 유기용매는 아마이드류 용매, 니트로메탄, 케톤류 용매, 알코올류 용매, 아세테이트류 용매, 방향족 용매, 글리콜에테르류 용매, 아크릴레이트 단분자류 용매, 아미드류 용매, 아크릴레이트올리고머(Acrylate oligomer), 우레탄아크릴레이트폴리머(Urethane acrylate polymer) 중 어느 하나 혹은 상기 유기용매의 혼합용매를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 상기 유기용매는 에탄올, N,N-디메틸아세트아마이드(DMA), 니트로메탄(Nitromethane), 메틸에틸케톤 (MEK(Methyl ethyl ketone)), 이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol), 에틸 알코올(Ethyl alcohol), n-부틸 아세테이트(n-Butyl acetate), 톨루엔(Toluene), PGME (Propylene glycol methyl ether, 1-METHOXY-2-PROPANOL), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), HEMA(Hydroxyethyl methacrylate), HEA(Hydroxyethy acrylate), 및 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylform amide(DMF)) 중 하나 또는 상기 유기 용매의 혼합용매를 포함한다.
가장 바람직하게는, 상기 유기용매는 PGME (Propylene glycol methyl ether), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate)를 이용할 수 있다. PGME의 경우, 보다 균질하게 산화금속분말과 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말을 균질하게 분산시킬 수 있다. 혹은 가장 바람직하게는, 상기 유기용매는 DMA 및 에탄올을 혼합하여 사용할 수 있다.
다만, 위와 같은 유기용매의 선택에 불구하고, PEDOT/PSS 분말물질의 성질상, 완전하게 유기용매에 용해가 되지 않는 문제점이 있기 때문에, 본 발명에서는, 상기 후술하는 전단믹서와 비드밀에 의한 추가적인 교반이 이루어진다.
한편, 상기 산화금속분말은 일함수제어의 목적에 따라서 다양한 산화금속분말이 이용될 수 있으나, 본 발명에서는 다양한 재료를 실험해본 결과, AZO(Aluminium doped zinc oxide), Fe3O4 의 나노파티클 분말이 함량 조절에 따라 선형적이고 안정적으로 일함수를 조절함을 도출하였다.
상기 산화금속분말은 상기 자외선경화형 아크릴바인더의 10% 내지 50%의 중량을 가지는 것이 바람직하다. 위의 함량에서 균질하게 아크릴바인더가 이루는 매트릭스 상에 산화금속분말의 나노파티클 입자들이 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 산화금속분말의 입자의 직경은 5 내지 50nm이다. 이와 같이 산화금속분말이 나노파티클 형태를 가짐으로써 산화금속분말 및 PEDOT:PSS 분말의 전도성 입자들이 연결됨으로써 균질하게 일함수가 제어된 형태를 구현할 수 있다.
상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)은 티오펜(thiophene)의 구조에 에틸렌디옥시(ethylenedioxy) 그룹을 고리의 형태로 갖고 있으며, 공기나 열에 대한 우수한 안정성을 가지고 있다.
또한, 3, 4번 위치에 치환되어 있는 에틸렌디옥시기에 의한 전자공여 효과에 의하여 티오펜보다 낮은 optical 밴드 갭(760nm 내지 780nm 또는 1.6eV 내지 1.7eV)을 갖고 있고, 산화/환원의 전위차에 따라 변색이 가능하며 산화상태에서 흡수 밴드가 적외선 영역에 존재하여 투명성의 확보가 가능하다.
바람직하게는, PEDOT/PSS는 고체분말 형태인 것으로, 벨기에의 AGFA사에서 제공하는 pallet(상품명 Orgacon Dry)을 이용할 수 있다
바람직하게는, 코팅제는 UV경화되기 전에, 1차적으로 유기용매에 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말 및 상기 산화금속분말이 포함된 상태에서 2 이상의 회전자 및 고정자를 포함하는 전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하고, 2차적으로 유기용매에 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말 및 상기 산화금속분말이 포함된 상태에서 비드밀에 의한 추가적인 분산이 수행된다.
이와 같은 코팅제는 양극층 위에 1㎛이하의 두께로 UV경화 방식에 의하여 도전성 박막을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제의 제조단계를 개략적으로 도시한다.
단계 S100에서는 제1유기용매, PEDOT:PSS고형분분말, 산화금속분말, 분산보조제를 혼합한 제1혼합액이 제조된다. 이와 같이 제조된 제1혼합액은 일반적인 교반이 이루어질 수 있다.
상기 제1유기용매는 전술한 유기용매의 일 실시예에 해당할 수 있다.
단계 S200에서는 상기 제1혼합액에 대해 전술한 방식의 전단믹서에 의하여 교반이 이루어질 수 있다. 이 경우, 온도가 섭씨 5도 내지 12도 사이가 유지됨이 바람직하고, 바람직하게는 섭씨 6도 내지 10도 사이의 온도가 유지됨이 바람직하다.
고전단믹서의 일예로서 높은 회전력 등을 이용하여 높은 전단력을 발생시켜 2 이상의 회전자 및 고정자로 구성되는 장치가 될 수 있다. 이와 같은 고전단믹서는 공동화 현상을 이용하여 상기 혼합액을 보다 보다 균질하게 하여 제2 혼합액으로 제조할 수 있다. 바람직하게는, 혼합액에 대하여 상기 고전단믹서는 약 6,000rpm 이상의 회전속도로 1시간 이상 분산 및 혼합을 수행한다. 이때 혼합액의 온도가 상기 온도구간을 유지하도록 냉각을 추가적으로 수행한다.
단계 S300에서는 S200이 수행된 제1혼합액에 대해 전술한 방식의 비드밀에 의한 교반이 이루어진다. 일반적으로 PEDOT:PSS 는 유기용매에 용해가 되지 않는 물질로 알려져있고, 대부분은 수계 용액 형태로 제조되다. 전술한 전단믹서 및 비드밀의 추가적인 특수 교반에 의하여 고르게 분산될 수 있다.
바람직하게는 상기 비드밀은 나노 분산이 가능한 비드밀의 형태이다. 이와 같은 비드밀단계에 의하여 상기 혼합액은 비드에 의하여 보다 균질해지고 분산성이 개선될 수 있다.
상기 비드밀의 일예로서 습식 분산 및 습식 분쇄에 있어서 효율적인 비드, 예를들어 지르코니아 함유비드를 이용하여 대상분체에 대해 충격력을 가함으로써 분쇄 및 분산을 가하고, 따라서 이와 같은 비드밀단계에 의하여 상기 제2 혼합액은 비드에 의하여 보다 균질해지고 분산성이 개선될 수 있다.
또한, 상기 비드는 그 입경이 50㎛ 내지 200㎛임이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 80㎛~120㎛ 범위의 입경을 가지는 비드를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 비드밀의 회전체 회전 속도는 주파수 30 내지 60Hz정도의 범위에서 사용되는 것이 바람직하다.
단계 S400에서는 제2유기용매에 자외선경화형 바인더를 혼합하여 제2혼합액이 제조된다. 상기 제2혼합액에는 광개시제가 포함될 수도 있다. 상기 제2유기용매는 제1유기용매와 다른 종류의 유기용매가 사용될 수 있다. 이와 같은 제2혼합액은 일반적인 방식으로 교반이 이루어진다.
단계 S500에서는 위의 제1혼합액 및 제2혼합액을 혼합한 후에, 전술한 전단믹서에 의한 교반이 수행된다.
이렇게 제조된 코팅제는 10℃ 이하의 냉장 보관 장치에서 보관되어야 한다. 실온 20℃ 이상의 온도에서 장기간 보관 될 경우 PEDOT/PSS 및 금속분말의 입자가 응집현상을 보여, 전도성이 급격히 저하될 수 있다.
이와 같은 방식에서는 PEDOT:PSS 및 산화금속 분말을 1차적으로 유기용매에 분산을 수행하고, 자외선경화형 바인더 용액을 제조한 후에, 이 두 용액을 혼합하고 추가적인 전단믹서에 의한 교반을 수행한다. 이 경우, 후술하는 도 2에서와 같은 단계보다 PEDOT:PSS 분말과 산화금속 분말의 함량 제어에 따른 일함수 제어가 보다 규칙적인 형태를 가짐을 확인하였다. 이는 PEDOT:PSS 입자와 산화금속 입자가 더욱 균질하게 코팅액에 분산되어 있을 수 있기 때문이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제의 제조단계를 개략적으로 도시한다.
단계 S110에서는 유기용매, PEDOT:PSS고형분분말, 산화금속분말, 분산보조제, 광개시제 등의 첨가제, 자외선경화형바인더를 혼합한 혼합액이 제조된다. 이와 같이 제조된 혼합액은 일반적인 교반이 이루어질 수 있다.
상기 유기용매는 전술한 유기용매의 일 실시예에 해당할 수 있다.
단계 S210에서는 상기 혼합액에 대해 전술한 방식의 전단믹서에 의하여 교반이 이루어질 수 있다. 이 경우, 온도가 섭씨 5도 내지 12도 사이가 유지됨이 바람직하고, 바람직하게는 섭씨 6도 내지 10도 사이의 온도가 유지됨이 바람직하다.
단계 S310에서는 S210이 수행된 제1혼합액에 대해 전술한 방식의 비드밀에 의한 교반이 이루어진다. 일반적으로 PEDOT:PSS 는 유기용매에 용해가 되지 않는 물질로 알려져있고, 대부분은 수계 용액 형태로 제조되다. 전술한 전단믹서 및 비드밀의 추가적인 특수 교반에 의하여 고르게 분산될 수 있다.
이와 같은 방식에서는 PEDOT:PSS, 산화금속 분말, 및 자외선경화형 바인더를 한번에 유기용매에 분산을 수행하여 코팅액을 제조하는 방식으로서, 도 1에 도시된 방법보다 더욱 용이하게 코팅액을 제조할 수 있다는 이점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제의 상태를 개략적으로 도시한다.
도면부호 121로 표시한 부분은 유기용매, 첨가제, UV바인더를 포함하는 용매에 해당하고, 도면부호 122로 표시한 부분은 산화금속분말 입자에 해당하고, 도면부호 123으로 표시한 부분은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 입자에 해당한다.
도 3의 (A)는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말이 없이, 자외선경화형 아크릴바인더, 유기용매, 산화금속분말이 혼합된 형태에서 전단믹서 및 비드밀 등으로 교반된 상태에 해당한다. 산화금속분말은 서로 응집하는 특성을 가지고 있고, 높은 밀도를 가지고 있기 때문에, 대부분이 교반을 하고 일정 시간이 지난 후에는 바닥에 침전하게 된다. 이와 같은 상태의 코팅제는 UV경화를 수행하는 경우에, 산화금속분말입자가 균질하게 분포되지 못하고, 이에 따라 도전성박막의 국부 영역에서 일함수가 변동할 수 있는 문제점이 발생한다.
한편, 도 3의 (B)는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분, 자외선경화형 아크릴바인더, 유기용매, 산화금속분말이 혼합된 형태에서 전단믹서 및 비드밀 등으로 교반된 상태에 해당한다. 산화금속분말은 서로 응집하는 특성을 가지고 있지만, PEDOT:PSS 입자에 결합되어, 균질하게 분포된다. 특히 PEDOT:PSS 는 낮은 비중을 가지고 있기 문에, 유기용매에서 부유하게 되고, 이에 따라 산화금속분말 입자가 응집하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 코팅제 상태에서 산화금속분말의 입자 및 PEDOT:PSS 분말의 입자가 균질하게 분산되게 되고, 이는 보다 영역적으로 균질한 전기적 특성을 갖는 도전성 박막을 형성할 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제에 의하여 형성된 도전성 박막의 입자구조를 개략적으로 도시한다.
도면부호 124로 표시한 부분은 UV바인더에 의하여 형성되는 매트릭스에 해당하고, 도면부호 122로 표시한 부분은 산화금속분말 입자에 해당하고, 도면부호 123으로 표시한 부분은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS) 입자에 해당한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도전성 박막은 UV바인더 물질의 매트릭스 상에서 산화금속분말의 입자 및 PEDOT:PSS 분말의 입자가 서로 비정형적으로 연결되는 형태를 가진다. UV경화 아크릴 바인더는 산화금속분말의 입자 및 PEDOT:PSS 입자들을 안정적으로 고정하고, 산화금속분말의 입자 및 PEDOT:PSS 분말의 입자들이 균질하게 분포하되, 서로 연결된 구조를 가질 수 있다.
이와 같은 구조에서는 산화금속 분말 및 PEDOT:PSS 분말의 연결이 안정적으로 유지되고, 이에 따라 안정적인 일함수 제어가 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 도전성 박막의 일함수 측정에 대한 실험결과를 도시한다.
제조방법 A-1
1.Ethanol(EtOH) 344.5g,Dimethylacetamide(DMA) 125g,Carbonate 계 첨가제 20g, Tertiary amine 계 첨가제 5g을 모두 혼합하여 혼합물을 . 60분간 교반하여 혼합물을 제조한다.
2.상기의 혼합액에 PEDOT:PSS 고체 분말 5g 혼합후 60분간 교반 한다.
3.PEDTO:PSS 고체 분말이 추가된 상기의 혼합액에 Aluminium doped zinc oxide(AZO) [평균 입자 크기 15nm, Aluminium 2wt% doped] 0.5g 혼합 후 60분간 교반 한다.
4.PEDOT:PSS 및 AZO가 추가된 상기의 혼합액을 60분간 high shear mixing 시행한다. 이때 혼합액의 온도 8℃로 유지 한다.
5.High shear mixing이 시행된 상기의혼합액을 60분간 비드밀에 의한 분산 수행한다
제조방법 A-2
1. EtOH 343.5g, AZO 1.5g을 사용한 것 이외에는 제조방법 A-1과 동일한 방법으로 혼합액을 제조한다.
제조방법 A-2
1.EtOH 342g, AZO 3g을 사용한 것 이외에는 제조방법 A-1과 동일한 방법으로 혼합액을 제조한다.
실시예 B-1
1.UV 경화형 Binder 혼합액 1g, 1-methoxy-2-propanol 13g, polyol 0.1g을 혼합 한 후 UV 경화형 binder를 완전히 용해시킨다.
2.UV 경화형 binder 혼합액 (UV 경화형 바인더 혼합액은 9관능기 아크릴계 올리고머 40wt%, 6관능기 아크릴계38%, 실란커플링제 12wt%, phosphate계 부착 개선제 10wt%가 혼합된 것을 사용)
3.위의 혼합액에 제조방법 A-1에 의해 재조된 분산액 31g을 혼합한 후 30분간 교반한다.
4.위의 혼합액에 high shear mixing을 60분간 시행한다. 이때 혼합액의 온도 8℃로 유지하여야 한다.
5.위의 혼합액에 광개시제 및 기타 첨가제 혼합 한 후 30분간 교반한다.
실시예 B-2
1.실시예 B-1과 동일하고,
2.분산액으로서 제조방법 A-2에 의해 제조된 분산액을 사용한 것만 다르게 하여 혼합액을 제조한다.
실시예 B-3
1.실시예 B-1과 동일하고,
2.분산액으로서 제조방법 A-3에 의해 제조된 분산액을 사용한 것만 다르게 하여 혼합액을 제조한다.
실시예 B-4
1.UV 경화형 binder 24g, Ethanol 551.64g, 1-methoxy-2-propanol 551.64g을 혼합하고 완전히 용해 시킨다.
A.UV 경화형 binder 혼합물로서 9관능기 아크릴 올리고머 46wt%, 6관능기 아로마틱 아크릴 올리고머 46wt%, phosphate계 부착개선제 8wt%를 혼합한 것을 사용 한다.
2.위의 혼합액에 carbonate계 첨가제 48g, tertiary amine계 첨가제 12g을 혼합한 후 완전히 용해 시킨다.
3.위의 혼합액에 PEDOT:PSS 고체 분말 12g을 혼합 한 후 60분간 교반한다.
4.위의 혼합액에 AZO 0.72g 혼합 한 후 60분간 교반 한다.
5.위의 혼합액에 high shear mixing 시행 한다. 이때 혼합액 온도 8℃로 유지하여야 한다.
6.위의 혼합액에 60분간 “포리스 고유의 milling 기법” 시행한다.
7.위의 혼합액에 기타 첨가제(광개시제 및 첨가제)를 혼합하여 코팅제로서 사용한다.
실시예 B-5
1.실시예 B-4과 동일하고,
2.EtOH 550.8g, 1-methoxy-2-propanol 550.8g, AZO 2.4g을 사용한 것만 다르게 하여 혼합액을 제조한다.
실시예 B-6
1.실시예 B-4과 동일하고,
2.금속 입자로서 Fe3O4 [평균입자 크기 15~20nm]를 사용한 것 만 다르게 하여 혼합액을 제조한다.
실시예 B-7
1.실시예 B-5와 동일하고
2.금속 입자로서 Fe3O4 [평균입자 크기 15~20nm]를 사용한 것 만 다르게 하여 혼합액을 제조한다.
실시예 B-8
1.UV 경화형 binder 17.14g, 1-methoxy-2-propanol 1140g을 혼합하고 완전히 용해 시킨다.
A.UV 경화형 binder 혼합물로서 9관능기 아크릴 올리고머 50wt%, 6관능기 아로마틱 아크릴 올리고머 50wt%를 혼합한 것을 사용 한다.
2.위의 혼합액에 carbonate계 첨가제 17.14g, tertiary amine계 첨가제 4.29g을 혼합하고 완전히 용해시킨다.
3.위의 혼합액에 Fe3O4 나노 입자 17.14g 을 혼합하고 60분간 교반한다.
4.위의 혼합액에 PEDOT:PSS 고체 분말 12g을 혼합하고 60분간 교반한다.
5.위의 혼합액에 high shear mixing 시행한다.. 이때 혼합액 온도 8℃로 유지하여야 한다.
6.위의 혼합액에 60분간 “포리스 고유의 milling 기법” 시행한다.
7.위의 혼합액에 기타 첨가제(광개시제 및 첨가제)를 혼합하여 코팅재로서 사용한다.
도전성 박막의 형성
1.반사전극으로서 Ag를 이용한 도전성 전극을 glass표면에 형성시킨다.
2.위의 전극 표면에 제조법 B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8에 의해 제조된 코팅액을 spin coating을 아래의 조건으로 시행 한다.
1) Spin coating은 10000rpm으로 20초간 실시
2) 위의 코팅 시편을 90℃의 convection oven에서 건조
3) 위의 코팅 시편을 400mJ/cm2의 광량으로 자외선 경화시킴
3.측정
1) 위의 실시예에 의해 제조된 코팅 시편의 표면에 대하여 Kelvin probe 측정기법으로 전극 표면의 일함수를 측정하였다.
2) Kelvin probe 측정 기법은 영국의 KP Technology사 제품을 사용하였다.
3) 1지점당 50회 측정 후 평균을 산출하고, 시편당 3지점에 대해 측정을 시행하고 다시 평균을 산출하였다..
각각의 실시예들의 성분 함량
BB1 | BB2 | B3 | B4 | B5 | ||
에탄올 | 21.359 | 21.297 | 21.122 | 에탄올 | 551.64 | 550.8 |
DMA | 7.75 | 7.75 | 7.75 | |||
CARBONATE계 첨가제 | 1.24 | 1.24 | 1.24 | CARBONATE계 첨가제 | 48 | 48 |
TERTIARY AMINE계 첨가제 | 0.31 | 0.31 | 0.31 | TERTIARY AMINE계 첨가제 | 12 | 12 |
PEDOT:PSS | 0.31 | 0.31 | 0.31 | PEDOT:PSS | 12 | 12 |
AZO | 0.031 | 0.093 | 0.186 | AZO | 0.72 | 2.4 |
UV 경화형바인더 | 1 | 1 | 1 | UV 경화형바인더 | 24 | 24 |
1-METHOXY-2-PROPANOL | 13 | 13 | 13 | 1-METHOXY-2-PROPANOL | 551.64 | 550.8 |
POLYOL | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
BB6 | BB7 | BB8 |
|
에탄올 | 551.64 | 550.8 | |
CARBONATE계 첨가제 | 48 | 48 | 17.14 |
TERTIARY AMINE계 첨가제 | 12 | 12 | 4.29 |
PEDOT:PSS | 12 | 12 | 12 |
Fe3O4 | 0.72 | 2.4 | 17.14 |
UV 경화형바인더 | 24 | 24 | 17.14 |
1-METHOXY-2-PROPANOL | 551.64 | 550.8 | 1140 |
제조된 도전성 박막에 대한 일함수 측정 결과
상기 실시예 1 내지 8의 일함수 실험결과인 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 코팅제에 따르면 산화금속분말의 종류 및 함량을 조절함에 따라서, 다양한 범위에서의 일함수를 안정적으로 구현할 수 있었다.
특히, 실시예 1 내지 5의 경우, 산화금속분말인 AZO의 함량변화에 따라 일정한 관계를 가지고 일함수가 변화함을 확인할 수 있었고, 실시예 6 내지 8의 경우 산화금속분말의 종류를 Fe3O4 로 변경하는 경우에는 보다 넓은 범위의 일함수를 안정적으로 구현할 수 있었다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는, 산화금속분말을 AZO, Fe3O4 중에 어느 하나를 선택하고, 이들의 함량을 제어함으로써, 4.34 에서 5.28 eV 의 넓은 범위에서 정밀하게 일함수를 제어할 수 있는 효과를 발휘할 수 있음을 확인하였다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
Claims (8)
- 태양전지 혹은 발광소자의 전극층 위에 코팅되어, UV경화에 의하여 전극층 위에서 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 형성할 수 있는 코팅제로서,
0.5 내지 5 중량%의 자외선경화형 바인더;
80 내지 96 중량%의 유기용매;
0.5 내지 5 중량%의 분산보조제;
0.05 내지 2 중량%의 산화금속분말; 및
0.1 내지 2 중량%의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말;을 포함하고,
상기 산화금속분말은 AZO(Aluminium doped zinc oxide) 분말 혹은 Fe3O4 의 분말을 포함하고,
상기 코팅제는 상기 전극층 위에서 경화되는 경우에, 상기 도전성 박막은 상기 자외선경화형 바인더로 이루어지는 매트릭스 상에 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말의 입자와 상기 산화금속분말의 입자가 서로 연결되어 분산되어 고정되어 있는 구조를 가지고,
상기 코팅제는 1차적으로 유기용매에 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말 및 상기 산화금속분말이 포함된 상태에서 2 이상의 회전자 및 고정자를 포함하는 전단믹서에 의한 전단력에 의한 분산 및 혼합을 수행하고, 2차적으로 유기용매에 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말 및 상기 산화금속분말이 포함된 상태에서 비드밀에 의한 추가적인 분산이 수행되고,
상기 산화금속분말 및 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말의 함량을 조절함으로써, 상기 도전성 박막의 일함수가 제어되는, 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 형성할 수 있는 코팅제.
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- 청구항 1에 있어서,
상기 산화금속분말의 입자의 직경은 5 내지 50nm인, 코팅제.
- 태양전지 혹은 발광소자의 전극층 위에 코팅되어, UV경화에 의하여 전극층 위에서 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 형성할 수 있는 코팅제를 제조하는 방법으로서,
제1유기용매, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분, 산화금속분말, 분산보조제를 혼합한 제1혼합액을 제조하는 단계;
상기 제1혼합액에 전단믹서에 의한 교반을 수행하는 단계;
상기 제1혼합액에 비드밀에 의한 교반을 수행하는 단계;
상기 제1유기용매와 다른 종류의 유기용매를 포함하는 제2유기용매, 자외선경화형 바인더를 혼합하여 제2혼합액을 제조하는 단계; 및
제1혼합액 및 제2혼합액을 혼합한 후에, 전술한 전단믹서에 의한 교반이 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 코팅제는, 0.5 내지 5 중량%의 자외선경화형 바인더; 80 내지 96 중량%의 유기용매; 0.5 내지 5 중량%의 분산보조제; 0.05 내지 2 중량%의 산화금속분말; 및 0.1 내지 2 중량%의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말;을 포함하고,
상기 산화금속분말은 AZO(Aluminium doped zinc oxide) 분말 혹은 Fe3O4 의 분말을 포함하고,
상기 코팅제는 상기 전극층 위에서 경화되는 경우에, 상기 도전성 박막은 상기 자외선경화형 바인더로 이루어지는 매트릭스 상에 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말의 입자와 상기 산화금속분말의 입자가 서로 연결되어 분산되어 고정되어 있는 구조를 가지고,
상기 산화금속분말 및 상기 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS)의 고형분 분말의 함량을 조절함으로써, 상기 도전성 박막의 일함수가 제어되는, 일함수 제어가 가능한 도전성 박막을 형성할 수 있는 코팅제를 제조하는 방법.
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