KR20120069090A - The flexible transparent electrode and its device having high conductivity and methode of them - Google Patents
The flexible transparent electrode and its device having high conductivity and methode of them Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120069090A KR20120069090A KR1020100130489A KR20100130489A KR20120069090A KR 20120069090 A KR20120069090 A KR 20120069090A KR 1020100130489 A KR1020100130489 A KR 1020100130489A KR 20100130489 A KR20100130489 A KR 20100130489A KR 20120069090 A KR20120069090 A KR 20120069090A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transparent electrode
- high conductivity
- substrate
- flexible transparent
- conductivity flexible
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/81—Anodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/17—Carrier injection layers
-
- 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
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
-
- 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
Abstract
Description
본 발명은 고전도 플렉시블 투명전극, 이를 포함하는 투명전극 소자 및 이들의 제조방법에 관한 것으로, 이를 통해 전도도 향상이 가능하며 동시에 유기층으로의 홀(Hole) 주입 및 추출을 용이하게 하는 HIL(Hole Injection Layer) layer 코팅이 가능하다.
The present invention relates to a high conductivity flexible transparent electrode, a transparent electrode device including the same, and a method for manufacturing the same, through which conductivity can be improved and at the same time, a hole injection (Hole) into the organic layer can be easily performed and extraction. Layer) Layer coating is possible.
현재 OLED 및 박막태양전지의 투명전극으로 가장 많이 사용되고 있는 물질로는 Oxide 계의 무기질, 주로 Indium tin oxide (ITO) 와 Zinc oxide (ZnO)가 사용된다. Oxide-based inorganic materials, mainly indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO), are used as the most widely used materials for transparent electrodes of OLEDs and thin film solar cells.
하지만 이러한 무기 산화물 투명전극은 flexible 소자에 적용하게 되면 소자 휨으로 인해 전극에 crack이 발생하며, 이로 인해 전도도가 급격히 떨어지는 문제점이 있었다.However, when the inorganic oxide transparent electrode is applied to a flexible device, a crack occurs in the electrode due to the warpage of the device, resulting in a sharp drop in conductivity.
본 발명은 무기 산화물 투명전극 대신 flexibility가 우수한 유기 고분자 PEDOT:PSS 전극에 관한 것으로 보다 구체적으로, 현재 PEDOT:PSS전극은 200nm 두께 이하에서 면 저항 약 100Ω/square까지 도달 가능하다. 하지만 ITO전극에 비해 아직까지 전도도가 매우 낮으며 이로 인해 OLED 소자제작시 구동전압이 증가하며 유기 태양전지 소자를 만들 때는 단락전류가 감소하는 문제점이 초래되었다.The present invention relates to an organic polymer PEDOT: PSS electrode having excellent flexibility instead of an inorganic oxide transparent electrode. More specifically, the PEDOT: PSS electrode can reach a surface resistance of about 100Ω / square at a thickness of 200 nm or less. However, the conductivity is still very low compared to the ITO electrode, which leads to an increase in driving voltage when manufacturing an OLED device and a short circuit current when reducing an organic solar cell device.
아울러, OLED나 유기태양전지를 만들기 위해서는 Hole Injection Layer (HIL)로 전극용 PEDOT:PSS가 아닌 HIL용 PEDOT:PSS가 필요하나, 전극용 PEDOT:PSS 위에 바로 HIL용 PEDOT:PSS를 코팅할 수 없어 소자 효율을 증대하는데 어려움이 있었다.
In addition, in order to make OLED or organic solar cell, HIL PEDOT: PSS is required as Hole Injection Layer (HIL), not PEDOT: PSS for electrodes.However, PEDOT: PSS for HIL cannot be coated directly on PEDOT: PSS for electrodes. There was a difficulty in increasing device efficiency.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, The present invention has been made to solve the above problems,
먼저, Flexible 기판 위에 전극용 PEDOT:PSS를 코팅하고, 전도도가 높은 Ag를 15nm 이하로 증착 후 HIL용 PEDOT:PSS 전극을 코팅함으로써 Ag를 통한 전도도 향상이가능한 투명전극 및 이를 포함하는 투명전극 소자의 제공을 일 목적으로 한다.First, a transparent electrode capable of improving conductivity through Ag by coating PEDOT: PSS for electrodes on a flexible substrate, and depositing Ag having high conductivity to 15 nm or less, and then coating PEDOT: PSS electrode for HIL. The purpose is to provide.
아울러, 유기층으로의 홀 주입 및 추출이 용이한 투명전극 및 이를 포함하는 투명전극 소자의 제공을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a transparent electrode and a transparent electrode device including the same, which is easy to inject and extract holes into the organic layer.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이와 관련하여 본 발명에 따른 고전도 플렉시블 투명전극의 제조방법은 기판을 준비하는 단계, 상기 기판에 준비된 계면활성제 용액을 스핀코팅하는 단계, 상기 계면활성제가 코팅된 상기 기판에 전극용 전도성 고분자 용액을 스핀코팅하는 단계, 상기 전극용 전도성 고분자가 스핀코팅 된 상기 기판에 Ag를 증착하는 단계 및 상기 Ag가 증착된 상기 기판에 정공주입층용 전도성 고분자 용액을 스핀코팅하는 단계를 포함한다.In this regard, the method of manufacturing a high conductivity flexible transparent electrode according to the present invention includes preparing a substrate, spin coating a surfactant solution prepared on the substrate, and applying a conductive polymer solution for electrodes to the substrate coated with the surfactant. Spin coating, depositing Ag on the substrate on which the conductive polymer for electrodes is spin coated, and spin coating the conductive polymer solution for a hole injection layer on the substrate on which Ag is deposited.
바람직하게는 상기 계면활성제 용액은 증류수에 폴리옥시에틸렌(12) 트리데실 에테르(Polyoxyethylene(12) tridecyl ether) 1wt%를 첨가하여 혼합액을 생성하는 단계, 상기 혼합액을 0.2㎛의 필터로 필터링 하는 단계 및 필터링 된 상기 혼합액을 24시간 동안 교반하는 단계를 통해 준비된다.Preferably, the surfactant solution is added to 1wt% of polyoxyethylene (12) tridecyl ether in distilled water to produce a mixed solution, filtering the mixed solution with a filter of 0.2㎛ and The filtered liquid mixture is prepared by stirring for 24 hours.
바람직하게는 상기 계면활성제 용액은 N2 분위기에서 상기 기판에 2000rpm으로 20초간 0.7ml가 코팅되는 것을 특징으로 한다.Preferably the surfactant solution is N 2 0.7ml is coated on the substrate for 20 seconds at 2000rpm in the atmosphere.
바람직하게는 상기 전극용 및 정공주입층용 전도성 고분자 용액은 PEDOT:PSS로 이루어진 것을 특징으로 한다.Preferably, the conductive polymer solution for the electrode and the hole injection layer is characterized in that consisting of PEDOT: PSS.
바람직하게는 전극용 PEDOT:PSS 용액은 DMSO(Dimethyl surfoxide) 및 IPA(Iso Propyl Alcohol)이 일정량 첨가되어 있다.Preferably, the PEDOT: PSS solution for the electrode has a certain amount of DMSO (Dimethyl surfoxide) and IPA (Iso Propyl Alcohol) added thereto.
바람직하게는 상기 Ag는 유기 증착기를 이용하여 증착되며, 상기 기판은 PES 기판을 이용한다.Preferably the Ag is deposited using an organic evaporator, the substrate using a PES substrate.
한편, 본 발명에 따른 고전도 플렉시블 투명전극 소자는 상기 투명전극 상에 활성층을 형성하는 단계 및 상기 활성층 상에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하여 제조된다.On the other hand, the high conductivity flexible transparent electrode device according to the present invention is prepared including the step of forming an active layer on the transparent electrode and the cathode electrode on the active layer.
바람직하게는 상기 활성층은 액상의 Monochlorobenzene을 준비하는 단계, 상기 액상의 Monochlorobenzene에 P3HT와 PCBM이 1:0.8의 비율로 이루어진 혼합물을 첨가하여 혼합액을 형성하는 단계 및 상기 혼합액을 상기 투명전극 상에 스핀코팅하는 단계를 포함한다.Preferably, the active layer comprises preparing a liquid monochlorobenzene, adding a mixture of P3HT and PCBM in a ratio of 1: 0.8 to the liquid monochlorobenzene to form a mixed solution and spin coating the mixed solution on the transparent electrode. It includes a step.
바람직하게는 상기 혼합물은 2wt%가 첨가되며, 상기 활성층의 두께는 100nm인 것을 특징으로 한다.Preferably the mixture is added 2wt%, the thickness of the active layer is characterized in that 100nm.
바람직하게는 상기 캐소드 전극은 LiF를 1nm 증착한 후, Al을 150nm로 증착시켜 형성된다.
Preferably, the cathode electrode is formed by depositing 1 nm of LiF and then depositing Al at 150 nm.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과가 있다.The present invention has the following excellent effects.
Flexible 기판 위에 전극용 PEDOT:PSS를 코팅하고 전도도가 높은 Ag를 15nm 이하로 증착 후, HIL용 PEDOT:PSS 전극을 코팅함으로써 Ag를 통한 전도도 향상이 가능하며 동시에 유기층으로의 홀 주입 및 추출을 용이하게 하는 HIL layer 코팅이 가능한 우수한 효과가 있다.
After coating PEDOT: PSS for electrode and depositing high conductivity Ag below 15nm on flexible substrate, PEDOT: PSS electrode for HIL can be coated to improve conductivity through Ag and facilitate hole injection and extraction into organic layer. The HIL layer coating has an excellent effect possible.
도 1 은 본 발명의 일실시 예에 따른 고전도 플렉시블 투명전극의 제조방법에 대한 전체 공정도다.
도 2 는 본 발명의 일실시 예에 따른 고전도 플렉시블 투명전극의 면 저항 변화를 나타낸 도이다.
도 3 은 본 발명의 일실시 예에 따른 고전도 플렉시블 투명전극의 구부림 횟수에 따른 면 저항 변화를 보여주는 그래프다.
도 4 는 본 발명의 일실시 예에 따른 고전도 플렉시블 투명전극을 포함하는 투명전극 소자의 전체 구성도다.1 is an overall process diagram for a method of manufacturing a high conductivity flexible transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a change in the surface resistance of a high conductivity flexible transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a change in surface resistance according to the number of bending of the high conductivity flexible transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
4 is an overall configuration diagram of a transparent electrode device including a high conductivity flexible transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다. The terms used in the present invention are selected as general terms that are widely used at present, but in certain cases, the term is arbitrarily selected by the applicant. In this case, the meanings described or used in the detailed contents for carrying out the invention are not merely names of the terms. Considering this, the meaning should be grasped.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
먼저, 도 1 은 본 발명의 일실시 예에 따른 고전도 플렉시블 투명전극의 제조방법에 대한 전체 공정도다.First, Figure 1 is an overall process diagram for a method of manufacturing a high conductivity flexible transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 먼저 기판을 준비하는 단계(S100)로, 이때 사용되는 기판은 다양한 종류의 기판을 사용할 수 있음은 물론이나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서 상기 기판은 PES(Polyethersulfone)기판을 사용하였다. Referring to FIG. 1, in a step (S100) of preparing a substrate, a substrate used at this time may be various kinds of substrates, but in a preferred embodiment of the present invention, the substrate is a PES (Polyethersulfone) substrate. Was used.
다음은 준비된 상기 기판상에 계면활성제 용액을 스핀코팅하는 단계(S200)로, 상기 계면활성 용액은 다음 단계를 통해 준비된다.Next is a step of spin coating a surfactant solution on the prepared substrate (S200), the surfactant solution is prepared through the following step.
먼저, 증류수에 폴리옥시에틸렌(12) 트리데실 에테르(Polyoxyethylene(12) tridecyl ether) 1wt%를 혼합하여 혼합액을 생성한다. First, 1 wt% of polyoxyethylene (12) tridecyl ether is mixed with distilled water to produce a mixed solution.
본 발명에 따른 상기 폴리옥시에틸렌(12) 트리데실 에테르(Polyoxyethylene(12) tridecyl ether)는 비 이온성 액체 계면활성제로 이 외에도 저 분자량 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol)를 포함하는 다양한 비 이온성 액체 계면활성제를 이용할 수 있음은 물론이다. The polyoxyethylene (12) tridecyl ether according to the present invention is a non-ionic liquid surfactant, in addition to a variety of non-ionic liquid surfactants including low molecular weight polyethylene glycol (polyethylene glycol) Of course it can be used.
다음으로 상기 혼합액을 02㎛의 필터로 필터링 한 후, 이를 다시 24시간 동안 교반하는 단계를 통해 상기 계면활성제 용액을 준비하였다. Next, the mixed solution was filtered with a filter having a thickness of 02 μm, and then the mixture was stirred for 24 hours to prepare the surfactant solution.
아울러, 상기 계면활성제 용액은 다양한 방식 및 다양한 조건하에서 상기 기판에 코팅할 수 있다.In addition, the surfactant solution may be coated on the substrate in various ways and under various conditions.
그러나 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 N2 분위기에서 상기 기판에 2000rpm으로 20초간 0.7ml가 코팅되도록 스핀코팅 공정을 수행하였다. However, in a preferred embodiment of the present invention N 2 The spin coating process was performed such that 0.7 ml was coated on the substrate at 2000 rpm for 20 seconds in an atmosphere.
다음은 상기 계면활성제 용액이 코팅된 상기 기판에 전극용 전도성 고분자 용액을 코팅하는 단계(S300)로, 다양한 전극용 전도성 고분자 용액을 이용할 수 있음은 물론이나, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 전극용 PEDOT:PSS를 이용하였으며, 상기 전극용 PEDOT:PSS는 PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))와 PSS(poly(4-styrenesulfonate))가 일정비율 혼합된 것이다.Next is the step of coating the conductive polymer solution for the electrode on the substrate coated with the surfactant solution (S300), it is possible to use a variety of conductive polymer solution for the electrode, of course, in one embodiment of the present invention PEDOT: PSS was used, and the electrode PEDOT: PSS is a mixture of PEDOT (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) and PSS (poly (4-styrenesulfonate)) at a constant ratio.
본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 전극용 PEDOT:PSS는 CLEVIOSTM 사의 PH1000을 이용하였으며, 상기 CLEVIOSTM PH1000의 구조식은 아래 [구조식 1]과 같다.
In a preferred embodiment of the present invention, the electrode PEDOT: PSS is CLEVIOS TM PH1000 was used, and the CLEVIOS ™ was used. The structural formula of PH1000 is shown in [Formula 1] below.
[구조식 1][Formula 1]
아울러 상기 CLEVIOSTM PH1000은 액상으로 아래 [표 1]과 같은 물성을 가지고 있다. In addition to the CLEVIOS TM PH1000 is a liquid phase and has physical properties as shown in [Table 1] below.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 전극용 PEDOT:PSS 용액은 상기 CLEVIOSTM PH1000 용액에 DMSO(Dimethyl surfoxide) 5wt% 및 IPA(Iso Propyl Alcohol) 10wt%를 첨가하여 혼합액을 제조한 다음, 상기 혼합액을 0.2㎛의 필터로 필터링 하고, 필터링 된 상기 혼합액을 24시간 동안 교반하여 준비된 용액을 이용하였다. On the other hand, in a preferred embodiment of the present invention, the electrode PEDOT: PSS solution is the CLEVIOSTM 5 wt% of DMSO (dimethyl surfoxide) and 10 wt% of IPA (Iso Propyl Alcohol) were added to the PH1000 solution to prepare a mixture, and then the mixture was filtered with a 0.2 μm filter and the filtered mixture was stirred for 24 hours. Solution was used.
아울러, 상기 전극용 PEDOT:PSS 용액은 다양한 방식 및 조건 하에서 상기 기판 상에 코팅될 수 있음은 물론이나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 전극용 PEDOT:PSS 용액은 N2 분위기에서 상기 기판에 2000rpm으로 20초간 0.7ml가 코팅되도록 스핀코팅 공정을 수행하였다.In addition, the electrode PEDOT: PSS solution may be coated on the substrate under various methods and conditions, of course, in a preferred embodiment of the present invention, the electrode PEDOT: PSS solution is N 2 The spin coating process was performed such that 0.7 ml was coated on the substrate at 2000 rpm for 20 seconds in an atmosphere.
그리고 코팅되는 상기 전극용 PEDOT:PSS의 두께는 크게 제한받지 아니하나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서 상기 전극용 PEDOT:PSS의 코팅 두께는 70nm로 코팅하였으며, 이 후 코팅된 상기 기판은 50℃에서 20분 동안 열처리하였다.And the thickness of the electrode PEDOT: PSS to be coated is not significantly limited, the coating thickness of the electrode PEDOT: PSS in a preferred embodiment of the present invention was coated with 70nm, after which the substrate coated 50 ℃ Heat treatment for 20 minutes at.
다음은 상기 전극용 PEDOT:PSS가 스핀코팅 된 상기 기판에 전도도가 높은 Ag를 증착하는 단계(S400)로, 이를 통해 투명전극의 전도도 향상이 가능하며 동시에 유기층으로의 홀(Hole) 주입 및 추출을 용이하게 하는 HIL layer 코팅이 가능하다.Next, a step of depositing Ag having high conductivity on the substrate PESOT: PSS spin-coated for the electrode (S400), through which the conductivity of the transparent electrode can be improved and at the same time the hole injection and extraction into the organic layer HIL layer coatings are available to facilitate.
본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 전도도 향상 등을 위한 증착 물질로 Ag를 사용하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니라 할 것이며, 동일한 효과를 달성할 수 있는 다양한 물질을 증착할 수 있음은 물론이다. In a preferred embodiment of the present invention, Ag is used as a deposition material for improving conductivity, but it is not necessarily limited thereto, and various materials capable of achieving the same effect may be deposited.
아울러, 상기 Ag의 증착 방식은 다양한 방식을 통해 증착될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 유기 증착기 이용하여 증착 공정을 수행하였다. In addition, the Ag deposition method may be deposited through various methods, but in the preferred embodiment of the present invention, the deposition process was performed using an organic evaporator.
그리고 상기 Ag의 증착 두께에 대해서는 다양한 두께로 증착이 가능하다 할 것이나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 후술할 투명전극의 투과도 및 면 저항특성을 동시에 만족하기 위하여 15nm 이하로 증착되는 바람직하다.The deposition thickness of Ag may be deposited in various thicknesses, but in a preferred embodiment of the present invention, it is preferable to deposit 15 nm or less in order to simultaneously satisfy the transmittance and surface resistance characteristics of the transparent electrode.
마지막으로, 상기 Ag가 증착된 상기 기판에 정공주입층용(HIL) 전도성 고분자 용액을 스핀코팅하는 단계(S500)로, 이때 사용되는 상기 정공주입층용 전도성 고분자는 다양한 전도성 고분자를 이용할 수 있음은 물론이나, 본 발명의 일실시 예에 있어서는 정공주입층용 PEDOT:PSS 용액을 이용하였으며 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 상기 CLEVIOSTM 사의 P VP Al 4083 용액을 이용하였다. Finally, the step of spin coating a hole injection layer (HIL) conductive polymer solution on the substrate on which Ag is deposited (S500), the hole injection layer conductive polymer used at this time can be used a variety of conductive polymers In one embodiment of the present invention, the PEDOT: PSS solution for the hole injection layer was used, and in the preferred embodiment of the present invention, the CLEVIOS TM P VP Al 4083 solution was used.
이와 관련하여 상기 CLEVIOSTM P VP Al 4083용액의 구조식은 아래의 [구조식 2]와 같다.In this regard the CLEVIOS TM The structural formula of the P VP Al 4083 solution is shown in [Formula 2] below.
[구조식 2][Formula 2]
아울러, 상기 CLEVIOSTM P VP Al 4083 용액의 물성을 아래 [표 2]에 정리하였다. In addition, the CLEVIOS TM The physical properties of the P VP Al 4083 solution are summarized in [Table 2] below.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서 상기 정공주입층용 PEDOT:PSS 용액은 0.2㎛의 필터로 필터링 된 용액을 스핀코팅 하였다.On the other hand, in the preferred embodiment of the present invention, the PEDOT: PSS solution for the hole injection layer was spin-coated the filtered solution with a filter of 0.2㎛.
아울러 상기 정공주입층용 PEDOT:PSS 용액은 다양한 조건 방식을 통해 코팅될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 N2 분위기에서 상기 기판에 2000rpm으로 20초간 0.7ml를 20nm의 두께로 스핀코팅 하였다.In addition, the PEDOT: PSS solution for the hole injection layer may be coated through a variety of conditions, but in a preferred embodiment of the present invention N 2 In an atmosphere, 0.7 ml was spin-coated to a thickness of 20 nm for 20 seconds at 2000 rpm on the substrate.
그리고, 상기 정공주입층용 PEDOT:PSS 용액이 스핀코팅 된 상기 기판을 50℃에서 20분 동안 열처리하여 본 발명의 일실시 예에 따른 고전도 플렉시블 투명전극을 제조하였다.
In addition, the substrate having the PEDOT: PSS solution spin-coated for the hole injection layer was heat-treated at 50 ° C. for 20 minutes to prepare a high conductivity flexible transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 일실시 예에 따라 제조된 고전도 플렉시블 투명전극의 효과에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the effect of the high conductivity flexible transparent electrode manufactured according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
먼저, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 투명전극의 면 저항 변화를 나타낸 도이다. First, Figure 2 is a view showing a change in the sheet resistance of the transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면 단일 층의 PEDOT:PSS으로 이루어진 투명전극(a), PEDOT:PSS 및 Ag 이중 층으로 이루어진 투명전극(b) 및 본 발명의 일실시 예에 따른 PEDOT:PSS/Ag/PEDOT:PSS의 다층 구조로 이루어진 투명전극(c)의 경우, 본 발명의 일실시 예와 같이 다층 구조를 갖는 투명전극(c)의 두께에 따른 면 저항 특성이 비교 대상들에 비해 우수함을 알 수 있다. 2, a transparent electrode (a) consisting of a single layer of PEDOT: PSS, a transparent electrode (b) consisting of a double layer of PEDOT: PSS and Ag, and PEDOT: PSS / Ag / PEDOT according to an embodiment of the present invention: In the case of the transparent electrode (c) having a multilayer structure of the PSS, it can be seen that the surface resistance characteristic according to the thickness of the transparent electrode (c) having a multilayer structure as in an embodiment of the present invention is superior to the comparison targets.
한편, 도 3 은 본 발명의 일실시 예에 따른 고전도 플렉시블 투명전극의 구부림 횟수에 따른 면 저항 변화를 보여주는 그래프다.On the other hand, Figure 3 is a graph showing the change in surface resistance according to the number of bending of the high conductivity flexible transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 PEDOT:PSS/Ag(10nm)/PEDOT:PSS의 다층 구조로 이루어진 투명전극(c)의 경우, 무기산화물(특히, ITO)의 단일층으로 이루어진 투명전극(a) 및 상기 무기산화물(특히, ITO) 및 정공주입층(HIL)의 이중 층으로 이루어진 투명전극(b)에 비해 현저한 면 저항 특성을 보이고 있다. Referring to FIG. 3, in the case of the transparent electrode c having a multilayer structure of PEDOT: PSS / Ag (10nm) / PEDOT: PSS according to the present invention, a transparent electrode made of a single layer of an inorganic oxide (particularly ITO) ( Compared to the transparent electrode (b) consisting of a) and a double layer of the inorganic oxide (particularly, ITO) and the hole injection layer (HIL), it exhibits remarkable sheet resistance characteristics.
결과적으로 본 발명에 따른 고전도 플렉시블 투명전극은 flexible 기판 위에 전극용 PEDOT:PSS를 코팅하고, 전도도가 높은 Ag를 약 10nm 정도 증착 후 HIL용 PEDOT:PSS 전극을 코팅함으로써 Ag를 통한 전도도 향상이 가능하며 동시에 유기층으로의 홀 주입 및 추출을 용이하게 하는 HIL layer 코팅이 가능하다 할 것이다.
As a result, the high conductivity flexible transparent electrode according to the present invention can improve conductivity through Ag by coating PEDOT: PSS for electrodes on a flexible substrate, and depositing about 10 nm of Ag having high conductivity, and coating PEDOT: PSS electrode for HIL. At the same time, it will be possible to coat the HIL layer to facilitate hole injection and extraction into the organic layer.
이하에서는 본 발명의 일실시 예에 따른 고전도 플렉시블 투명전극을 포함하는 투명전극 소자의 전체 구성도인 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시 예에 따른 상기 투명전극 소자에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the transparent electrode device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4, which is an overall configuration diagram of a transparent electrode device including a high conductivity flexible transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
먼저, 본 발명의 일실시 예에 따른 상기 투명전극 소자는 상기 투명전극 상에 활성층을 형성하는 단계 및 상기 활성층 상에 캐소드 전극을 형성하여 제작된다. First, the transparent electrode device according to an embodiment of the present invention is manufactured by forming an active layer on the transparent electrode and forming a cathode on the active layer.
이때, 상기 투명전극은 상술한 바와 동일하므로 이하에서는 이에 대한 설명은 생략토록 한다.In this case, since the transparent electrode is the same as described above, a description thereof will be omitted.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 상기 활성층은 다음과 같은 공정을 통해 형성된다. On the other hand, the active layer according to an embodiment of the present invention is formed through the following process.
먼저, 액상의 Monochlorobenzene을 준비한 다음, 상기 Monochlorobenzene에 P3HT(Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)와 PCBM([6,6]-Phenyl C61 butyric acid dodecyl ester)이 일정비율로 이루어진 혼합물을 첨가하여 혼합액을 생성한다.First, a liquid monochlorobenzene is prepared, and then, a mixture of P3HT (Poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) and PCBM ([6,6] -Phenyl C 61 butyric acid dodecyl ester) in a constant ratio is prepared in the monochlorobenzene. To form a mixed solution.
이때, 사용되는 상기 P3HT(Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)는 [구조식 3]과 같다.At this time, the P3HT (Poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) to be used is the same as [Formula 3].
[구조식 3][Formula 3]
이때, 상기 혼합물은 다양한 배합비율로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 1:0.8로 혼합되어 있으며, 상기 혼합액에는 상기 혼합물이 2wt% 첨가하였다.At this time, the mixture may be made in various compounding ratios, in a preferred embodiment of the present invention is 1: 1: mixed, and the mixture is added to the mixture 2wt%.
그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서 상기 혼합액은 0.2㎛의 필터로 필터링 한 후, 필터링 된 혼합액을 24시간 동안 교반하는 단계를 더 포함하고 있다.In the preferred embodiment of the present invention, the mixed solution further includes a step of filtering the filtered mixed solution for 24 hours after filtering with a 0.2 μm filter.
이렇게 준비된 상기 혼합액을 상기 투명전극 상에 600rpm으로 40초간 스핀코팅하여 상기 활성층을 형성하였다.The prepared liquid was spin coated on the transparent electrode at 600 rpm for 40 seconds to form the active layer.
아울러 상기 활성층의 두께는 크게 제한받지 아니하나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어 상기 활성층의 두께는 100nm로 형성하였으며, 형성된 상기 활성층을 140℃에서 40분 동안 어닐링(annealing) 처리하였다.In addition, the thickness of the active layer is not significantly limited, but in the preferred embodiment of the present invention, the thickness of the active layer was formed at 100 nm, and the formed active layer was annealed at 140 ° C. for 40 minutes.
다음은 상기 활성층 상에 캐소드(Cathode) 전극을 형성하는 단계로, 상기 캐소드 전극을 다양한 물질을 이용하여 다양한 조건 및 두께로 형성될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 먼저, LiF를 1nm 증착한 후, Al을 150nm로 증착시켜 형성시켜 최종 고전도 플렉시블 투명전극 소자를 제작하였다. Next, a cathode is formed on the active layer, and the cathode may be formed under various conditions and thicknesses using various materials. However, in a preferred embodiment of the present invention, first, 1 nm of LiF is deposited. Then, Al was formed by depositing at 150 nm to fabricate a final high conductivity flexible transparent electrode device.
본 발명의 일실시 예에 따른 상기 고전도 플렉시블 투명전극 소자인 PEDOT:PSS(전극용)/Ag/PEDOT:PSS(HIL용) 다층 구조를 이용한 태양전지는 PEDOT:PSS(전극용)/Ag/PEDOT:PSS(전극용) 구조의 태양전지와 비교시 약 1000 이상의 효율 증대 효과를 발휘할 수 있다.
The PEDOT: PSS (for electrode) / Ag / PEDOT: PSS (for HIL) multilayer structure of the high conductivity flexible transparent electrode device according to an embodiment of the present invention is a PEDOT: PSS (for electrode) / Ag / Compared with the solar cell of the PEDOT: PSS (for electrode) structure, the efficiency increase of about 1000 or more can be achieved.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.As described above, the present invention has been illustrated and described with reference to preferred embodiments, but is not limited to the above-described embodiments, and is provided to those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications are possible by this.
Claims (14)
상기 기판에 준비된 계면활성제 용액을 스핀코팅하는 단계;
상기 계면활성제가 코팅된 상기 기판에 전극용 전도성 고분자 용액을 스핀코팅하는 단계;
상기 전극용 전도성 고분자가 스핀코팅 된 상기 기판에 Ag를 증착하는 단계; 및 상기 Ag가 증착된 상기 기판에 정공주입층용 전도성 고분자 용액을 스핀코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극의 제조방법.
Preparing a substrate;
Spin coating the surfactant solution prepared on the substrate;
Spin-coating a conductive polymer solution for electrodes on the substrate coated with the surfactant;
Depositing Ag on the substrate on which the conductive polymer for electrode is spin coated; And spin-coating a conductive polymer solution for a hole injection layer on the substrate on which the Ag is deposited.
상기 계면활성제 용액은
증류수에 폴리옥시에틸렌(12) 트리데실 에테르(Polyoxyethylene(12) tridecyl ether) 1wt%를 첨가하여 혼합액을 생성하는 단계;
상기 혼합액을 0.2㎛의 필터로 필터링 하는 단계; 및
필터링 된 상기 혼합액을 24시간 동안 교반하는 단계;를 통해 준비되는 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극의 제조방법.
The method of claim 1,
The surfactant solution is
Adding 1 wt% of polyoxyethylene (12) tridecyl ether to distilled water to generate a mixed solution;
Filtering the mixed solution with a 0.2 μm filter; And
A method of manufacturing a high conductivity flexible transparent electrode, characterized in that it is prepared through; stirring the filtered liquid mixture for 24 hours.
상기 계면활성제 용액은 N2 분위기에서 상기 기판에 2000rpm으로 20초간 0.7ml가 코팅되는 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극의 제조방법.
The method of claim 2,
The surfactant solution is N 2 Method of manufacturing a high conductivity flexible transparent electrode, characterized in that 0.7ml is coated on the substrate for 20 seconds at 2000rpm in the atmosphere.
상기 전극용 및 정공주입층용 전도성 고분자 용액은 PEDOT:PSS로 이루어진 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극의 제조방법.
The method of claim 1,
The conductive polymer solution for the electrode and the hole injection layer is a method of manufacturing a high conductivity flexible transparent electrode, characterized in that consisting of PEDOT: PSS.
전극용 PEDOT:PSS 용액은 DMSO(Dimethyl surfoxide) 및 IPA(Iso Propyl Alcohol)이 일정량 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
PEDOT: PSS solution for the electrode is a method of manufacturing a high conductivity flexible transparent electrode, characterized in that a certain amount of DMSO (dimethyl surfoxide) and IPA (Iso Propyl Alcohol) is added.
상기 Ag는 유기 증착기를 이용하여 증착되는 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극의 제조방법.
The method of claim 1,
The Ag is a method of manufacturing a high conductivity flexible transparent electrode, characterized in that deposited using an organic vapor deposition.
상기 기판은 PES 기판을 이용하는 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극의 제조방법.
The method of claim 1,
The substrate is a method of manufacturing a high conductivity flexible transparent electrode, characterized in that using a PES substrate.
The high conductivity flexible transparent electrode of any one of claims 1 to 7.
상기 투명전극을 포함하는 고전도 플렉시블 투명전극 소자.
The method of claim 8,
A high conductivity flexible transparent electrode device comprising the transparent electrode.
상기 투명전극 소자는
상기 투명전극 상에 활성층을 형성하는 단계; 및
상기 활성층 상에 캐소드 전극을 형성하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극 소자.
The method of claim 9,
The transparent electrode device
Forming an active layer on the transparent electrode; And
Forming a cathode on the active layer; a high conductivity flexible transparent electrode device, characterized in that it is produced.
상기 활성층은
액상의 Monochlorobenzene을 준비하는 단계;
상기 액상의 Monochlorobenzene에 P3HT와 PCBM이 1:0.8의 비율로 이루어진 혼합물을 첨가하여 혼합액을 형성하는 단계; 및
상기 혼합액을 상기 투명전극 상에 스핀코팅하는 단계;를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극 소자.
11. The method of claim 10,
The active layer
Preparing a liquid monochlorobenzene;
Adding a mixture of P3HT and PCBM in a ratio of 1: 0.8 to the liquid monochlorobenzene to form a mixed solution; And
Spin coating the mixed solution on the transparent electrode; high conductivity flexible transparent electrode device, characterized in that formed.
상기 혼합물은 2wt%가 첨가되는 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극 소자.
The method of claim 11,
The mixture is high conductivity flexible electrode device, characterized in that 2wt% is added.
상기 활성층의 두께는 100nm인 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극 소자.
The method of claim 12,
The high conductivity flexible transparent electrode device, characterized in that the thickness of the active layer is 100nm.
상기 캐소드 전극은
LiF를 1nm 증착한 후, Al을 150nm로 증착시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 고전도 플렉시블 투명전극 소자.11. The method of claim 10,
The cathode electrode
The high conductivity flexible transparent electrode device, which is formed by depositing 1 nm of LiF and then depositing 150 nm of Al.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100130489A KR20120069090A (en) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | The flexible transparent electrode and its device having high conductivity and methode of them |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100130489A KR20120069090A (en) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | The flexible transparent electrode and its device having high conductivity and methode of them |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120069090A true KR20120069090A (en) | 2012-06-28 |
Family
ID=46687413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100130489A KR20120069090A (en) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | The flexible transparent electrode and its device having high conductivity and methode of them |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120069090A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103923331A (en) * | 2014-05-08 | 2014-07-16 | 郑州大学 | Method for improving uniform coating of PEDOT/PSS conductive thin film |
| KR101455514B1 (en) * | 2013-02-25 | 2014-10-27 | 경희대학교 산학협력단 | Flexible Organic Solar Cell and Fabricating Apparatus and Method Thereof |
| KR102108172B1 (en) * | 2018-11-14 | 2020-05-12 | 계명대학교 산학협력단 | Transparent organic light emitting diode and method thereof using conductive polymer material |
-
2010
- 2010-12-20 KR KR1020100130489A patent/KR20120069090A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101455514B1 (en) * | 2013-02-25 | 2014-10-27 | 경희대학교 산학협력단 | Flexible Organic Solar Cell and Fabricating Apparatus and Method Thereof |
| CN103923331A (en) * | 2014-05-08 | 2014-07-16 | 郑州大学 | Method for improving uniform coating of PEDOT/PSS conductive thin film |
| KR102108172B1 (en) * | 2018-11-14 | 2020-05-12 | 계명대학교 산학협력단 | Transparent organic light emitting diode and method thereof using conductive polymer material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jin et al. | Long-term stable silver nanowire transparent composite as bottom electrode for perovskite solar cells | |
| CN101926019B (en) | Substrate carrying electrode, organic electroluminescent device comprising said substrate, and production thereof | |
| KR101639855B1 (en) | Organic electronic device and method for manufacturing same | |
| JP6228297B2 (en) | Electrode having excellent light transmittance, method for producing electrode having excellent light transmittance, and electronic device including electrode having excellent light transmittance | |
| WO2012056774A1 (en) | Transparent conductive film, electronic device, and method for manufacturing electronic device | |
| Zhao et al. | The optimal TiO2/Ag/TiO2 electrode for organic solar cell application with high device-specific Haacke figure of merit | |
| Chu et al. | Enhancement of photovoltaic performance of flexible perovskite solar cells by means of ionic liquid interface modification in a low temperature all solution process | |
| CA2925436A1 (en) | Methods for producing thin film charge selective transport layers | |
| Colsmann et al. | Plasma patterning of Poly (3, 4-ethylenedioxythiophene): Poly (styrenesulfonate) anodes for efficient polymer solar cells | |
| Xu et al. | A wide temperature tolerance, solution-processed MoOx interface layer for efficient and stable organic solar cells | |
| Sun et al. | Performance enhancement in inverted polymer photovoltaics with solution-processed MoOx and air-plasma treatment for anode modification | |
| Youn et al. | Multi-film roll transferring (MRT) process using highly conductive and solution-processed silver solution for fully solution-processed polymer solar cells | |
| Veeramuthu et al. | Improving the performance and stability of perovskite light-emitting diodes by a polymeric nanothick interlayer-assisted grain control process | |
| Vasilopoulou et al. | Vapor-deposited hydrogenated and oxygen-deficient molybdenum oxide thin films for application in organic optoelectronics | |
| Kim et al. | Comparison of ZnO buffer layers prepared by spin coating or RF magnetron sputtering for application in inverted organic solar cells | |
| Huang et al. | Effects of nanomorphological changes on the performance of solar cells with blends of poly [9, 9′-dioctyl-fluorene-co-bithiophene] and a soluble fullerene | |
| KR20120069090A (en) | The flexible transparent electrode and its device having high conductivity and methode of them | |
| Zhu et al. | Dependence of the performance of inverted polymer solar cells on thickness of an electron selective ZnO layer deposited by magnetron sputtering | |
| JP2015153864A (en) | Organic film and organic electronic device | |
| Ohisa et al. | Post-treatment-free solution-processed reduced phosphomolybdic acid containing molybdenum oxide units for efficient hole-injection layers in organic light-emitting devices | |
| US11708499B2 (en) | Method of manufacturing highly conductive polymer thin film including plurality of conductive treatments | |
| CN102169969A (en) | Anode modification method of organic electroluminescent device | |
| Kang et al. | Investigation into the effect of post-annealing on inverted polymer solar cells | |
| KR20150075173A (en) | Transparent electrode comprising transparent conductive oxide and Ag nanowire and the fabrication method thereof | |
| JP6182815B2 (en) | Conductive polymer membrane |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |