KR102349582B1 - Transparent electrode and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

우수한 신뢰성의 투명전극 및 그의 제조방법이 제안된다. 본 투명전극은 투명전극은 그래핀층; 및 그래핀층 상의, 표면에 금속산화물층이 형성된 금속나노와이어층;을 포함한다. A transparent electrode having excellent reliability and a method for manufacturing the same are proposed. The transparent electrode includes: a graphene layer; and a metal nanowire layer having a metal oxide layer formed on the surface thereof on the graphene layer.

Description

투명전극 및 그의 제조방법{Transparent electrode and manufacturing method thereof}Transparent electrode and manufacturing method thereof

본 발명은 투명전극 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 신뢰성의 투명전극 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent electrode and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a highly reliable transparent electrode and a method for manufacturing the same.

투명 전극은 광 투과성과 도전성이 있는 전극으로, 평판 액정 표시장치(flat liquid crystal display), 터치 패널(touch panel), 전자 발광 장치(electroluminescent device) 및 박막 광전지(thin film photovoltaic cell) 등다양한 분야에 응용하기 위해 점차 기술이 개발되고 있는 분야이다. Transparent electrodes are light-transmitting and conductive electrodes, and are used in various fields such as flat liquid crystal displays, touch panels, electroluminescent devices, and thin film photovoltaic cells. It is a field in which technology is gradually being developed for application.

현재, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO)과 같은 진공 증착 금속 산화물들(vacuum deposited metal oxides)은 글래스(glass)와 중합체막들(polymeric films)과 같은 유전체 표면들에 대해 광학적 투명성 및 전기적 도전성을 제공하기 위한 산업 표준 물질들이다. 그러나, 금속 산화막들(metal oxide films)은 높은 도전성 수준을 달성하기 위해 높은 증착 온도 또는 높은 어닐링 온도를 필요로 하며, 외부의 물리적인 자극에 의하여 깨지기 쉽고 휨 변형 등에 취약하다. 또한 폴리머 기판 위에 코팅했을 때 기판을 구부리면 막이 부서지는 단점이 있다. Currently, vacuum deposited metal oxides such as indium tin oxide (ITO) are optically transparent and electrically conductive for dielectric surfaces such as glass and polymeric films. These are industry standard substances to provide However, metal oxide films require a high deposition temperature or a high annealing temperature to achieve a high conductivity level, and are brittle by external physical stimuli and are susceptible to bending deformation. In addition, when coated on a polymer substrate, there is a disadvantage in that the film breaks if the substrate is bent.

이러한 문제점들을 해결하기 위한 방안으로, 전도성 고분자(Conducting Polymer), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(Graphene), 그리고 금속 나노 와이어가 주목받고 있다. As a method to solve these problems, conductive polymers, carbon nanotubes, graphene, and metal nanowires are attracting attention.

금속 나노 와이어 중 은(Ag) 또는 구리(Cu) 나노 와이어의 경우 용액 기반의 코팅공정이 가능하고, 가시광선 영역에서 투과율이 높고 면 저항도 ITO와 유사하여 향후 플렉시블 디스플레이에의 응용 가능성이 매우 높다. 특히, 은나노와이어들이 투명기판 위에 그물망처럼 네트워크를 형성하면서 코팅되는 경우, 비교적 높은 광투과율과 함께 우수한 전도성을 갖는 투명 전극으로 제조될 수 있다. Among metal nanowires, silver (Ag) or copper (Cu) nanowires can be applied in a solution-based coating process, have high transmittance in the visible ray region, and have sheet resistance similar to ITO, so their application to future flexible displays is very high. . In particular, when the silver nanowires are coated while forming a network like a mesh on a transparent substrate, a transparent electrode having relatively high light transmittance and excellent conductivity can be manufactured.

금속 나노와이어를 적용한 투명전극은 낮은 저항과 높은 광투과율에도 불구하고, 금속 나노와이어로 인하여 헤이즈가 높거나, 매끄러운 표면의 투명전극을 제조하기 어려운 문제점이 여전히 존재한다. 아울러, 금속의 특성상 고온에서 용융되어 회로연결이 끊어질 수 있거나 외부환경에 의한 오염과 산화 등의 문제가 발생하게 된다. Although the transparent electrode to which the metal nanowire is applied has low resistance and high light transmittance, there is still a problem in that it is difficult to manufacture a transparent electrode having a high haze or a smooth surface due to the metal nanowire. In addition, due to the nature of the metal, it may be melted at a high temperature, and thus the circuit connection may be broken, or problems such as contamination and oxidation may occur due to the external environment.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 우수한 신뢰성의 투명전극 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a transparent electrode having excellent reliability and a method for manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 투명전극은 그래핀층; 및 그래핀층 상의, 표면에 금속산화물층이 형성된 금속나노와이어층;을 포함한다. A transparent electrode according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a graphene layer; and a metal nanowire layer having a metal oxide layer formed on the surface thereof on the graphene layer.

금속나노와이어는 은나노와이어이고, 금속산화물층은 AZO일 수 있다. The metal nanowire may be a silver nanowire, and the metal oxide layer may be AZO.

금속산화물층은 두께가 10 내지 30nm일 수 있다. The metal oxide layer may have a thickness of 10 to 30 nm.

금속산화물층은 금속산화물 원자층이 2내지 10층으로 구성될 수 있다. The metal oxide layer may include 2 to 10 metal oxide atomic layers.

금속산화물층은 금속나노와이어층의 빈공간의 적어도 일부를 채울 수 있다.The metal oxide layer may fill at least a part of the empty space of the metal nanowire layer.

금속산화물층은 전도성 금속산화물을 포함할 수 있다.The metal oxide layer may include a conductive metal oxide.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 금속기판 상에 화학기상증착공정으로 그래핀층을 형성하는 단계; 그래핀층 상에 금속나노와이어층을 형성하는 단계; 원자층증착공정으로 금속나노와이어 표면에 금속산화물층을 형성하는 단계; 및 금속기판을 제거하는 단계;를 포함하는 투명전극 제조방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, the method comprising: forming a graphene layer on a metal substrate by a chemical vapor deposition process; forming a metal nanowire layer on the graphene layer; forming a metal oxide layer on the surface of the metal nanowire by an atomic layer deposition process; and removing the metal substrate; is provided a transparent electrode manufacturing method comprising a.

금속산화물층을 형성하는 단계는 금속나노와이어층의 적어도 일부의 빈공간을 채우도록 금속산화물층을 형성하는 단계일 수 있다.The forming of the metal oxide layer may be a step of forming the metal oxide layer to fill an empty space of at least a portion of the metal nanowire layer.

본 발명의 실시예들에 따르면, 투명전극용으로 사용되는 금속나노와이어의 표면에 원자층 증착공정으로 금속산화물 박막층을 형성하여 투명도는 유지하면서 금속나노와이어의 산화를 방지하고, 고온신뢰성을 보장할 수 있도록 하여 금속나노와이어의 성능을 개선하는 효과가 있다.According to embodiments of the present invention, a metal oxide thin film layer is formed on the surface of a metal nanowire used for a transparent electrode by an atomic layer deposition process to prevent oxidation of the metal nanowire while maintaining transparency, and to ensure high-temperature reliability. This has the effect of improving the performance of metal nanowires.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명전극의 단면도이고, 도 2는 투명전극 상의 금속나노와이어의 단면도이다.
도 3은 표면에 AZO(Zn:Al=20:1)층이 형성된 은나노와이어의, AZO층의 두께에 따른 광투과도 및 헤이즈특성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명전극의 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 투명전극의 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다. 1 is a cross-sectional view of a transparent electrode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a metal nanowire on the transparent electrode.
3 is a graph showing light transmittance and haze characteristics according to the thickness of the AZO layer of the silver nanowire having an AZO (Zn:Al=20:1) layer formed on the surface thereof.
4 is a cross-sectional view of a transparent electrode according to another embodiment of the present invention.
5 to 8 are views provided to explain a method of manufacturing a transparent electrode according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Although there may be components shown to have a specific pattern or a predetermined thickness in the accompanying drawings, this is for convenience of explanation or distinction, so even if the present invention has a specific pattern and a predetermined thickness, the characteristics of the components shown It is not limited to only.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명전극의 단면도이고, 도 2는 투명전극 상의 금속나노와이어의 단면도이다. 본 발명에 따른 투명전극(100)은 그래핀층(110); 및 그래핀층(110) 상의, 표면에 금속산화물층(130)이 형성된 금속나노와이어층(120);을 포함한다.1 is a cross-sectional view of a transparent electrode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a metal nanowire on the transparent electrode. The transparent electrode 100 according to the present invention includes a graphene layer 110; and a metal nanowire layer 120 having a metal oxide layer 130 formed thereon on the graphene layer 110 .

본 발명에 따른 투명전극(100)은 그래핀층(110)을 포함한다. 그래핀은 복수개의 탄소원자들이 서로 공유결합으로 연결되어 폴리시클릭 방향족 분자를 형성하여 층 또는 시트 형태를 형성한 것이다. 그래핀은 화학적, 열적 안정성이 매우 높고 층상구조로 전도성 및 방열성이 높기 때문에 투명전극에 사용할 수 있다. The transparent electrode 100 according to the present invention includes a graphene layer 110 . In graphene, a plurality of carbon atoms are covalently linked to each other to form a polycyclic aromatic molecule to form a layer or sheet. Graphene has very high chemical and thermal stability and can be used in transparent electrodes because of its layered structure and high conductivity and heat dissipation.

그래핀층(110) 상에는 금속나노와이어층(120)이 형성된다. 본 발명에 따른 금속나노와이어층(120)은 표면에 금속산화물층(130)이 형성되어 있다. 도 2를 참조하면, 와이어 형상의 금속나노와이어(121) 외부에 금속산화물층(130)이 형성되어 있다. A metal nanowire layer 120 is formed on the graphene layer 110 . A metal oxide layer 130 is formed on the surface of the metal nanowire layer 120 according to the present invention. Referring to FIG. 2 , a metal oxide layer 130 is formed on the outside of the wire-shaped metal nanowire 121 .

본 발명에 따른 투명전극(100)은 그래핀층(110) 및 금속나노와이어층(120)을 포함하여 전극으로 기능한다. 금속나노와이어는 금속이므로 전도성이 높으나, 통상 투명하지 않은 것이 일반적이다. 그러나, 금속나노와이어는 나노사이즈에 기인하여 소정 수준까지 투명할 수 있으므로 투명전극(100)에 사용될 수 있다. 다만, 금속나노와이어(121)가 너무 두껍게 형성되면 불투명해질 수 있으므로 전도성의 판상형 그래핀층(110) 상에 형성하여 전도성이 보조되고, 금속나노와이어층(120)을 형성할 수 있는 기판의 기능도 수행한다. The transparent electrode 100 according to the present invention functions as an electrode including the graphene layer 110 and the metal nanowire layer 120 . Since metal nanowires are metal, they have high conductivity, but are generally not transparent. However, since the metal nanowire may be transparent to a predetermined level due to the nano size, it may be used for the transparent electrode 100 . However, if the metal nanowire 121 is formed too thickly, it may become opaque, so it is formed on the conductive plate-shaped graphene layer 110 to support conductivity, and the function of the substrate on which the metal nanowire layer 120 can be formed carry out

금속나노와이어(121)는 금속이라는 특성상 금속나노와이어는 고온내구성이 우수하지 않고, 고온 다습한 환경에서 산화나 손상이 발생한다. 본 발명에 따른 투명전극용 나노와이어(100)는 고온, 다습한 환경에서 손상없이 신뢰성 높은 전극형성이 가능하도록 금속나노와이어(121)의 표면을 금속산화물층(130)으로 덮는다. Due to the nature of the metal nanowire 121 as a metal, the metal nanowire does not have excellent high-temperature durability, and oxidation or damage occurs in a high-temperature and high-humidity environment. The nanowire 100 for a transparent electrode according to the present invention covers the surface of the metal nanowire 121 with a metal oxide layer 130 so that a reliable electrode can be formed without damage in a high temperature and high humidity environment.

금속나노와이어(121)는 나노미터 사이즈의 금속입자 중 형상이 봉 형상 또는 가늘고 긴 형상의 와이어 형상의 입자를 의미한다. 즉, 금속나노와이어(121)는 지름이 나노미터 사이즈인 금속을 의미한다. 또한 본 명세서에 있어서, 나노와이어는 다공성 또는 중공형 금속나노튜브도 포함한다. The metal nanowire 121 refers to a wire-shaped particle having a rod-shaped or elongated shape among nanometer-sized metal particles. That is, the metal nanowire 121 means a metal having a diameter of nanometers. In addition, in the present specification, nanowires also include porous or hollow metal nanotubes.

금속 나노와이어의 금속은 전기 전도성이 있는 금속이면 어느 것이나 사용 가능하고, 구체적으로 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속의 나노와이어일 수 있으며, 바람직하게는 은 나노와이어일 수 있다. Any metal of the metal nanowire can be used as long as it has electrical conductivity. Specifically, gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), copper (Cu), nickel (Ni), iron (Fe), It may be a nanowire of any one metal selected from the group consisting of zinc (Zn), aluminum (Al), molybdenum (Mo), and alloys thereof, preferably silver nanowire.

또한 금속나노와이어(121)의 직경은 10 내지 300㎚이고, 길이는 3 내지 500㎛일 수 있다. 금속나노와이어(121)의 직경이 너무 가늘면 투명전극으로 사용할 때강도가 충분하지 않고, 너무 굵으면 투명도가 저하된다. 금속나노와이어(121)의 길이가 너무 짧으면 효과적으로 교점이 겹쳐질 수 없고, 너무 길면 인쇄성이 저하되는 문제점이 있다.In addition, the metal nanowire 121 may have a diameter of 10 to 300 nm, and a length of 3 to 500 μm. If the diameter of the metal nanowire 121 is too thin, the strength is not sufficient when used as a transparent electrode, and if it is too thick, the transparency is lowered. If the length of the metal nanowires 121 is too short, the intersection points cannot be effectively overlapped, and if it is too long, there is a problem in that printability is deteriorated.

금속산화물층(130)은 금속나노와이어(121)의 표면을 덮는다. 본 발명에서는 금속나노와이어(121)의 표면을 가장 얇은 두께로 덮되, 효과적으로 온도상승이나 수분침투를 방지할 필요가 있다. 금속산화물층(130)은 원자층 증착공정(Atomic layer deposition, ALD)으로 형성되면, 박막이면서도 평면이 아닌 나노와이어의 표면을 효과적으로 감쌀 수 있다. The metal oxide layer 130 covers the surface of the metal nanowire 121 . In the present invention, the surface of the metal nanowire 121 is covered with the thinnest thickness, and it is necessary to effectively prevent temperature rise or moisture penetration. When the metal oxide layer 130 is formed by an atomic layer deposition (ALD) process, it is possible to effectively cover the surface of the nanowire, which is a thin film but is not planar.

원자층증착 공정은 원자단위의 증착공정으로서, 증착하고자 하는 원자의 전구체 가스를 주입하고 반응가스를 함께 주입하여 증착대상기판에 원자를 층으로 적층하여 박막을 형성시키는 공정이다. 원자층증착공정에서는 복수 회(약 5회)의 원자층증착공정을 통하여 1층의 원자층이 형성된다. 원자층 증착공정을 이용하면, 금속산화물층(130)은 금속산화물 원자층이 2내지 10층으로 구성될 수 있고, 두께가 10 내지 30nm일 수 있다. The atomic layer deposition process is an atomic deposition process, in which a precursor gas of atoms to be deposited is injected and a reaction gas is injected together to form a thin film by stacking atoms on a deposition target substrate in layers. In the atomic layer deposition process, one atomic layer is formed through the atomic layer deposition process a plurality of times (about 5 times). Using the atomic layer deposition process, the metal oxide layer 130 may be composed of 2 to 10 metal oxide atomic layers, and may have a thickness of 10 to 30 nm.

금속산화물층(130)에 사용될 수 있는 금속산화물로는 규소 산화물, 규소 질화물, 규소 질화산화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 또는 알루미늄 질화산화물 등이 있다. 금속산화물층은 예를 들어, Al2O3, ZnO, 또는 AZO(Zinc dope Aluminum Oxide)일 수 있다. Examples of the metal oxide that can be used for the metal oxide layer 130 include silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, or aluminum nitride oxide. The metal oxide layer may be, for example, Al 2 O 3 , ZnO, or zinc dope aluminum oxide (AZO).

금속나노와이어(121)는 은나노와이어이고, 금속산화물층(130)은 AZO일 수 있다. 금속산화물층(130)은 두께가 10 내지 30nm일 수 있고, 금속산화물층(130)은 금속산화물 원자층이 2내지 10층으로 구성될 수 있다. The metal nanowire 121 may be a silver nanowire, and the metal oxide layer 130 may be AZO. The metal oxide layer 130 may have a thickness of 10 to 30 nm, and the metal oxide layer 130 may include 2 to 10 metal oxide atomic layers.

도 3은 표면에 AZO(Zn:Al=20:1)층이 형성된 은나노와이어의, AZO층의 두께에 따른 광투과도 및 헤이즈특성을 나타낸 그래프이다. 도 3을 참조하면, AZO(Zn:Al=20:1)층의 두께가 0nm, 즉 AZO(Zn:Al=20:1)층이 없는 은나노와이어일 때보다 AZO(Zn:Al=20:1)층의 두께가 10nm일 때, 광투과도가 증가하였음을 확인할 수 있다. 즉, 금속산화물층이 은나노와이어 표면에 형성되어 산화방지 및 고온내구성을 향상시키면서도 광투과도는 오히려 높아진 것을 확인할 수 있다. 이후, AZO(Zn:Al=20:1)층의 두께가 증가할 수록 광투과도는 낮아지고, 헤이즈도 낮아지는 경향이 나타났다. 3 is a graph showing light transmittance and haze characteristics according to the thickness of the AZO layer of the silver nanowire having an AZO (Zn:Al=20:1) layer formed on the surface thereof. Referring to FIG. 3, the thickness of the AZO (Zn:Al=20:1) layer is 0 nm, that is, AZO (Zn:Al=20:1) than when the silver nanowire without the AZO (Zn:Al=20:1) layer. ) When the thickness of the layer is 10 nm, it can be seen that the light transmittance is increased. That is, it can be seen that the metal oxide layer is formed on the surface of the silver nanowire to prevent oxidation and improve high-temperature durability while improving light transmittance. Thereafter, as the thickness of the AZO (Zn:Al=20:1) layer increased, the light transmittance decreased and the haze also tended to decrease.

도 3에서, AZO(Zn:Al=20:1)층이 없는 은나노와이어 상태일 때의 광투과도보다 높고, 헤이즈는 더 낮은 구간은 AZO(Zn:Al=20:1)층의 두께가 10nm 내지 20nm인 구간이다. 따라서, 이러한 두께구간에서는 금속산화물층이 형성되었음에도 불구하고 광투과도는 향상되고, 헤이즈는 낮아져 투명전극으로 유용하게 사용되면서도 금속산화물층이 배리어층으로 기능하여 투명전극용 나노와이어의 기계적 물성이나 신뢰성을 향상시키는 것을 알 수 있다. In Figure 3, the AZO (Zn: Al = 20: 1) layer is higher than the light transmittance when in the state of the silver nanowires, and the haze is lower in the section, the thickness of the AZO (Zn: Al = 20: 1) layer is 10nm to It is a section of 20 nm. Therefore, in this thickness section, although the metal oxide layer is formed, the light transmittance is improved and the haze is lowered, so that the metal oxide layer functions as a barrier layer while being usefully used as a transparent electrode. improvement can be seen.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명전극의 단면도이다. 본 실시예에서는 금속산화물층(130)은 금속나노와이어(121)의 주변부를 둘러싸고, 금속나노와이어(121)가 서로 교차하면서 생성된 빈 공간을 일부 채울 수 있다. 금속산화물층(130)이 원자층 증착공정에 의해 형성되는 경우, 금속나노와이어(121)의 표면에 원자층이 형성되면서, 금속나노와이어(121)가 그래핀층(110)과 접촉하게 되는 면에 도 4와 같이 금속산화물층(130)이 형성될 수 있다.4 is a cross-sectional view of a transparent electrode according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the metal oxide layer 130 surrounds the periphery of the metal nanowires 121 , and may partially fill an empty space generated while the metal nanowires 121 cross each other. When the metal oxide layer 130 is formed by an atomic layer deposition process, an atomic layer is formed on the surface of the metal nanowire 121 , and on the surface where the metal nanowire 121 comes into contact with the graphene layer 110 . As shown in FIG. 4 , the metal oxide layer 130 may be formed.

이 경우, 금속산화물층(130)이 금속나노와이어(121)의 주변을 둘러싸고, 금속나노와이어(121)를 그래핀층(110)에 보다 강하게 접착시킬 수 있으므로 투명전극의 신뢰성을 높일 수 있다. 아울러, 금속산화물층(130)에 사용된 금속산화물이 전도성 금속산화물인 경우에는 금속나노와이어(121) 및 그래핀층(110)과의 전기적 접속이 불량한 경우나 금속나노와이어(121) 간의 전기적 접속이 불량한 경우 전도성 금속산화물층이 금속나노와이어(121)의 전극기능을 보조가능하다. 즉, 전도성 금속산화물이 금속나노와이어(121)를 연결하면서 그래핀층(110) 상에 하나의 층으로 형성될 수 있다. In this case, since the metal oxide layer 130 surrounds the periphery of the metal nanowire 121 and the metal nanowire 121 can be more strongly adhered to the graphene layer 110 , the reliability of the transparent electrode can be improved. In addition, when the metal oxide used in the metal oxide layer 130 is a conductive metal oxide, the electrical connection between the metal nanowires 121 and the graphene layer 110 is poor or the electrical connection between the metal nanowires 121 is poor. If it is bad, the conductive metal oxide layer can assist the electrode function of the metal nanowire 121 . That is, the conductive metal oxide may be formed as one layer on the graphene layer 110 while connecting the metal nanowires 121 .

도 5 내지 도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 투명전극의 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다. 본 실시예에 따르면, 금속기판(140) 상에 화학기상증착공정으로 그래핀층(110)을 형성하는 단계; 그래핀층(110) 상에 금속나노와이어층(120)을 형성하는 단계; 원자층증착공정으로 금속나노와이어(121) 표면에 금속산화물층(130)을 형성하는 단계; 및 금속기판(140)을 제거하는 단계;를 포함하는 투명전극 제조방법이 제공된다.5 to 9 are views provided to explain a method of manufacturing a transparent electrode according to another embodiment of the present invention. According to this embodiment, forming the graphene layer 110 on the metal substrate 140 by a chemical vapor deposition process; forming a metal nanowire layer 120 on the graphene layer 110; forming a metal oxide layer 130 on the surface of the metal nanowire 121 by an atomic layer deposition process; and removing the metal substrate 140 is provided.

금속기판(140)은 그래핀층(110)이 성장하기 위한 기판으로서, 금속기판(110)으로는 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 금속기판(110)을 사용하는 경우, 형성되는 그래핀층(120)의 특성이 우수하나, 금속의 특성상 후공정에서 금속기판(110)에 영향을 미칠 수 있다. The metal substrate 140 is a substrate on which the graphene layer 110 is grown. As the metal substrate 110, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si , Ta, Ti, W, U, V, Zr, brass, bronze, cupronickel, stainless steel and one or more metals selected from the group consisting of Ge or alloys thereof. When the metal substrate 110 is used, the properties of the graphene layer 120 to be formed are excellent, but the properties of the metal may affect the metal substrate 110 in a later process.

본 발명에 따르면, 투명전극을 제조하기 위해, 금속기판(140) 상에 화학기상증착공정으로 그래핀층(110)을 형성한다(도 5). 그래핀은 다양한 방법으로 제조될 수 있는데, 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)공정을 이용하면 그래핀 특성이 우수하고 대량생산가능하다. 화학기상증착법은 고온화학기상증착(RTCVD), 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD), 저압 화학기상증착(LPCVD), 상압화학기상증착(APCVD), 금속 유기화학기상증착(MOCVD) 또는 화학기상증착(PECVD) 등으로 세분될 수 있다. According to the present invention, in order to manufacture a transparent electrode, the graphene layer 110 is formed on the metal substrate 140 by a chemical vapor deposition process (FIG. 5). Graphene can be manufactured by various methods. By using a chemical vapor deposition (CVD) process, graphene has excellent properties and can be mass-produced. Chemical vapor deposition methods include high temperature chemical vapor deposition (RTCVD), inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), or chemical vapor deposition. It can be subdivided into vapor deposition (PECVD) and the like.

금속기판(140) 상에 그래핀층(110)이 형성되면, 그래핀층(110) 상에 금속나노와이어층(120)을 형성한다(도 6). When the graphene layer 110 is formed on the metal substrate 140 , the metal nanowire layer 120 is formed on the graphene layer 110 ( FIG. 6 ).

이후, 원자층증착공정으로 금속나노와이어(121) 표면에 금속산화물층(130)을 형성하고(도 7); 및 금속기판(140)을 제거(도 8)하여 투명전극을 제조한다.Thereafter, a metal oxide layer 130 is formed on the surface of the metal nanowire 121 by an atomic layer deposition process (FIG. 7); and removing the metal substrate 140 (FIG. 8) to manufacture a transparent electrode.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications are possible by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

100: 투명전극
110: 그래핀층
120: 금속나노와이어층
121: 금속나노와이어
130: 금속산화물층
140: 금속기판100: transparent electrode
110: graphene layer
120: metal nanowire layer
121: metal nano wire
130: metal oxide layer
140: metal substrate

Claims (8)

그래핀층; 및
그래핀층 상의, 표면에 금속산화물층이 형성된 금속나노와이어층;을 포함하는 투명전극으로서,
금속산화물층은 두께가 10nm 내지 20nm이고,
표면에 금속산화물층이 형성되지 않은 금속나노와이어층을 포함하는 투명전극보다 광투과도는 높고 헤이즈는 낮은 것을 특징으로 하는 투명전극.
graphene layer; and
As a transparent electrode comprising a; a metal nanowire layer on the graphene layer, a metal oxide layer is formed on the surface,
The metal oxide layer has a thickness of 10 nm to 20 nm,
A transparent electrode characterized in that the light transmittance is higher and the haze is lower than that of a transparent electrode including a metal nanowire layer on which a metal oxide layer is not formed on the surface.
 청구항 1에 있어서,
금속나노와이어는 은나노와이어이고,
금속산화물층은 AZO인 것을 특징으로 하는 투명전극.
The method according to claim 1,
The metal nanowire is a silver nanowire,
A transparent electrode, characterized in that the metal oxide layer is AZO.
 삭제delete 청구항 1에 있어서,
금속산화물층은 금속산화물 원자층이 2내지 10층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 투명전극.
The method according to claim 1,
The metal oxide layer is a transparent electrode, characterized in that the metal oxide atomic layer is composed of 2 to 10 layers.
 청구항 1에 있어서,
금속산화물층은 금속나노와이어층의 빈공간의 적어도 일부를 채우는 것을 특징으로 하는 투명전극.
The method according to claim 1,
The metal oxide layer fills at least a part of the empty space of the metal nanowire layer.
 청구항 5에 있어서,
금속산화물층은 전도성 금속산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극.
6. The method of claim 5,
The metal oxide layer is a transparent electrode comprising a conductive metal oxide.
 금속기판 상에 화학기상증착공정으로 그래핀층을 형성하는 단계;
그래핀층 상에 금속나노와이어층을 형성하는 단계;
원자층증착공정으로 금속나노와이어 표면에 금속산화물층을 형성하는 단계; 및
금속기판을 제거하는 단계;를 포함하는 투명전극 제조방법으로서,
금속산화물층은 두께가 10nm 내지 20nm이고,
표면에 금속산화물층이 형성되지 않은 금속나노와이어층을 포함하는 투명전극보다 광투과도는 높고 헤이즈는 낮은 투명전극을 제조하는 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법.
forming a graphene layer on a metal substrate by a chemical vapor deposition process;
forming a metal nanowire layer on the graphene layer;
forming a metal oxide layer on the surface of the metal nanowire by an atomic layer deposition process; and
A transparent electrode manufacturing method comprising; removing the metal substrate;
The metal oxide layer has a thickness of 10 nm to 20 nm,
A method for manufacturing a transparent electrode, characterized in that the transparent electrode has a higher light transmittance and a lower haze than a transparent electrode including a metal nanowire layer on which a metal oxide layer is not formed.
 청구항 7에 있어서,
금속산화물층을 형성하는 단계는 금속나노와이어층의 적어도 일부의 빈공간을 채우도록 금속산화물층을 형성하는 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법.8. The method of claim 7,
The forming of the metal oxide layer comprises forming a metal oxide layer to fill the empty space of at least a part of the metal nanowire layer.
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