KR20190052784A - Back Contact Substrate and manufacturing method thereof - Google Patents
Back Contact Substrate and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190052784A KR20190052784A KR1020170148496A KR20170148496A KR20190052784A KR 20190052784 A KR20190052784 A KR 20190052784A KR 1020170148496 A KR1020170148496 A KR 1020170148496A KR 20170148496 A KR20170148496 A KR 20170148496A KR 20190052784 A KR20190052784 A KR 20190052784A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- self
- assembled monolayer
- electrode
- conductive organic
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 137
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 claims description 106
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 claims description 102
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 84
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims description 12
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 10
- UVAMFBJPMUMURT-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5,6-pentafluorobenzenethiol Chemical compound FC1=C(F)C(F)=C(S)C(F)=C1F UVAMFBJPMUMURT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 7
- NIFAOMSJMGEFTQ-UHFFFAOYSA-N 4-methoxybenzenethiol Chemical compound COC1=CC=C(S)C=C1 NIFAOMSJMGEFTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 5
- URJIJZCEKHSLHA-UHFFFAOYSA-N 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecane-1-thiol Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)CCS URJIJZCEKHSLHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 claims description 2
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 3
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000588130 Homo sapiens Microsomal triglyceride transfer protein large subunit Proteins 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100031545 Microsomal triglyceride transfer protein large subunit Human genes 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- H01L51/102—
-
- H01L51/0096—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
- H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
-
- 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
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 후면전극 기판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 나노 스케일의 간격을 가지는 후면전극 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rear electrode substrate and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a rear electrode substrate having a nanoscale gap and a manufacturing method thereof.
유기 박막 트랜지스터, 유기 발광 트랜지스터, 유기 발광 다이오드, 유기 태양전지, 유기 광센서와 같이 유기물을 기반으로 한 전자소자는 일반적으로 두 개의 전극이 필요하다. 이러한 전극들은 전자소자의 특성에 따라 수십, 또는 수백 나노미터의 간격을 가지고 형성되며, 큰 일함수 차이를 가질 때 전자 및 홀의 주입 및 흡수가 최적화 되어 전자소자의 성능이 극대화될 수 있다. Organic-based electronic devices such as organic thin-film transistors, organic light-emitting transistors, organic light-emitting diodes, organic solar cells, and organic light sensors generally require two electrodes. These electrodes are formed with intervals of several tens or hundreds of nanometers depending on the characteristics of the electronic device. When there is a large work function difference, the injection and absorption of electrons and holes are optimized, and the performance of the electronic device can be maximized.
나노 스케일 전극을 형성하기 위한 여러 가지 방법들이 개발되고 있으며, 현재 소자 제작에 사용되고 있는 가장 일반적인 방법은 전자빔 식각(electron beam lithography) 또는 초점화된 이온 빔(Focused ion beam)을 이용하는 것이다. 이러한 방법은 정밀하고 세밀한 나노 스케일 전극 패턴의 형성이 가능하지만, 장시간이 소요되고, 복잡한 공정과정과 과도한 공정비용으로 인하여 대면적으로 적용하기에는 한계가 있다.Several methods for forming nanoscale electrodes have been developed and the most common method currently used in device fabrication is electron beam lithography or focused ion beam. Although this method can form precise and fine nanoscale electrode patterns, it takes a long time, and there is a limit in application to a large area due to complicated process steps and excessive process cost.
또한 최근 유기 발광 트랜지스터의 전극제작에 쓰이는 틸티드 포토리쏘그래피 마스크(tilted photolithography mask) 공정은 일함수 차이가 큰 나노 스케일 간격 전극의 형성은 가능하나 세밀한 간격 조절이 어렵고, 고 진공도를 요구하여 공정 비용이 상승하는 단점이 있다.In addition, a tilted photolithography mask process, which is used to fabricate an electrode of an organic light emitting transistor, can form a nanoscale interval electrode having a large work function difference. However, it is difficult to control the minute gap, There is a disadvantage of rising.
본 발명은 나노 스케일의 간격을 가지는 후면전극 기판 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a back electrode substrate having a nanoscale gap and a method of manufacturing the same.
그러나 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 기술한 과제로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the problems described above, and other problems not described can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시형태는 표면에 자기조립단분자층이 형성된 기판; 상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 형성되며, 표면에 상기 기판에 형성된 자기조립단분자층과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층이 형성된 금속 전극; 및 상기 금속 전극과 소정의 간격을 두고 형성되는 전도성 유기물 전극;을 포함하는 후면전극 기판을 제공한다.An embodiment of the present invention relates to a substrate having a self-assembled monolayer formed on its surface; A metal electrode formed on the substrate at a predetermined interval, the self-assembled monolayer formed on the substrate and the self-assembled monolayer having a different fibrillation; And And a conductive organic electrode formed at a predetermined distance from the metal electrode.
상기 전도성 유기물 전극은 기판의 자기조립단분자층과 동일한 친매성을 가지는 물질로 형성될 수 있다.The conductive organic electrode may be formed of the same hydrophilic material as the self-assembled monolayer of the substrate.
상기 기판의 자기조립단분자층은 친수성이고, 상기 금속 전극의 자기조립단분자층은 소수성일 수 있다.The self-assembled monolayer of the substrate is hydrophilic and the self-assembled monolayer of the metal electrode may be hydrophobic.
상기 기판의 자기조립단분자층은 APTES((3-Aminopropyl)triethoxysilane) 또는 GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)에 의하여 형성될 수 있다.The self-assembled monolayer of the substrate may be formed by APTES ((3-Aminopropyl) triethoxysilane) or GPTMS ((3-Glycidyloxypropyl) trimethoxysilane).
상기 금속 전극의 자기조립단분자층은 PFDT (1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol), PFBT(2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, 또는 MTPMS(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)에 의하여 형성될 수 있다.The self-assembled monolayer of the metal electrode may be selected from the group consisting of PFDT (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecanethiol), PFBT (2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, or MTPMS (3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane .
상기 전도성 유기물 전극은 PEDOT:PSS으로 형성될 수 있다.The conductive organic electrode may be formed of PEDOT: PSS.
상기 기판 및 금속 전극의 자기조립단분자층은 침지 공정에 의하여 형성될 수 있다.The self-assembled monolayer of the substrate and the metal electrode may be formed by an immersion process.
상기 전도성 유기물 전극은 딥 코팅 공정 또는 잉크젯 공정에 의하여 형성될 수 있다.The conductive organic electrode may be formed by a dip coating process or an inkjet process.
상기 후면전극 기판은 박막트랜지스터 기판으로 사용될 수 있다.The rear electrode substrate may be used as a thin film transistor substrate.
본 발명의 다른 실시형태는 기판에 소정의 간격을 가지는 금속 전극을 형성하는 단계; 상기 기판에 자기조립단분자층을 형성하는 단계; 상기 금속 전극에 상기 기판에 형성된 자기조립단분자층과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층을 형성하는 단계; 및 상기 기판의 금속 전극의 간격 사이에 전도성 유기물 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 후면전극 기판의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a metal electrode having a predetermined gap on a substrate; Forming a self-assembled monolayer on the substrate; Forming a self-assembled monolayer having a hydrophilicity different from that of the self-assembled monolayer formed on the substrate; And forming a conductive organic electrode between the spacing of the metal electrodes of the substrate.
상기 전도성 유기물 전극의 형성은 상기 기판의 자기조립단분자층과 동일한 친매성을 가지는 용액을 사용한 딥 코팅 공정 또는 잉크젯 공정에 의하여 수행될 수 있다.The conductive organic electrode may be formed by a dip coating process or an inkjet process using a solution having the same affinity as the self-assembled monolayer of the substrate.
상기 딥 코팅 공정 수행에서 기판의 고정 위치, 기판과 용액의 작용거리, 기판을 올리는 속도, 기판을 내리는 속도, 또는 용액에 기판을 담그는 시간을 제어하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격을 조절할 수 있다.The interval between the metal electrode and the conductive organic electrode can be controlled by controlling the fixing position of the substrate, the distance between the substrate and the solution, the rate at which the substrate is raised, the rate at which the substrate is lowered, .
상기 기판의 자기조립단분자층 형성 단계는 친수성 물질을 포함하는 용액에 상기 기판을 침지하는 공정에 의하여 수행될 수 있고, 상기 침지 공정 후에 불필요한 자기조립단분자층을 제거하는 큐어링(curing) 공정을 수행할 수 있다.The step of forming the self-assembled monolayer of the substrate may be performed by a process of immersing the substrate in a solution containing a hydrophilic material, and a curing process may be performed to remove unnecessary self-assembled monolayers after the immersion process have.
상기 금속 전극의 자기조립단분자층 형성 단계는 소수성 물질을 포함하는 용액에 상기 기판을 침지하는 공정에 의하여 수행될 수 있고, 상기 침지 공정 후에 불필요한 자기조립단분자층을 제거하는 린스 (rince) 공정을 수행할 수 있다. The step of forming the self-assembled monolayer of the metal electrode may be performed by a process of immersing the substrate in a solution containing a hydrophobic substance, and a rinsing process may be performed to remove unnecessary self-assembled monolayer after the immersion process have.
본 발명의 일 실시형태에 따른 후면전극 기판은 금속 전극과 기판에 각각 서로 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층이 형성되어 나노 스케일 전극을 형성할 수 있다. The back electrode substrate according to an embodiment of the present invention can form a nanoscale electrode by forming a self-assembled monolayer having different hydrophilicity on the metal electrode and the substrate.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 자기조립단분자층 물질의 종류, 이들의 소수성 또는 친수성의 정도를 조절하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간격을 선택적으로 조정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the distance between the metal electrode and the conductive organic electrode can be selectively adjusted by adjusting the kind of the self-assembled monolayer material, the degree of hydrophobicity or hydrophilicity thereof.
또한, 소수성 및 친수성 자기조립단분자층 간의 반발력으로 인하여 전도성 유기물 전극은 고가의 장비나 공정 제어가 어려운 공정에 의하지 않고 형성될 수 있다. In addition, due to the repulsive force between the hydrophobic and hydrophilic self-assembled monolayer, the conductive organic electrode can be formed without expensive equipment or a process that is difficult to control the process.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전도성 유기물 전극은 딥 코팅 공정을 통하여 형성할 수 있고, 딥 코팅 공정의 변수 조정을 통해서도 전극 간 간격을 조정 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the conductive organic electrode can be formed through a dip coating process, and the gap between the electrodes can be adjusted by adjusting the parameters of the dip coating process.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 자기조립단분자층의 형성과 전도성 유기물 전극의 형성 과정이 용이하여 다양한 패턴의 이면접합 후면전극 기판의 제조가 가능하다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to easily form a self-assembled monolayer and to form a conductive organic electrode, thereby manufacturing a back-side electrode substrate having various patterns.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 일부를 개략적으로 나타내는 확대단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 제조방법을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 제조방법 중 공정 일부를 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 방법 중 공정 일부를 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 후면 전극 기판의 광학 현미경 사진이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 후면 전극 기판의 광학 현미경 사진이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a rear electrode substrate according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of a rear electrode substrate according to an embodiment of the present invention.
3 is a process diagram schematically showing a method of manufacturing a rear electrode substrate according to an embodiment of the present invention.
4 is a process diagram schematically showing a process part of a method of manufacturing a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention.
5 is a process diagram schematically showing a process part of a method of a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention.
6 is an optical microscope photograph of a rear electrode substrate manufactured according to an embodiment of the present invention.
7 to 10 are optical microscope photographs of a rear electrode substrate manufactured according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, numerals (e.g., first, second, etc.) used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.
또한, 명세서 전체에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, throughout the specification, when an element is referred to as being " connected " or " connected " with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하나 이상의 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있음을 의미한다.Also, throughout the specification, when an element is referred to as " including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " a ", " module ", and the like in the description mean a unit for processing at least one function or operation, which means that it can be implemented by one or more hardware or software or a combination of hardware and software .
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 일부를 개략적으로 나타내는 확대단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a rear electrode substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of a rear electrode substrate according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극기판은 표면에 자기조립단분자층(11)이 형성된 기판(10); 상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 형성되며, 표면에 상기 기판의 자기조립단분자층(11)과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층(21)이 형성된 금속 전극(20); 및 상기 금속 전극(20)과 소정의 간격을 두고 형성되는 전도성 유기물 전극(30);을 포함할 수 있다.1 and 2, a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention includes a
본 발명에 따른 후면전극은 이면접합 후면전극(Interdigitated Back Contact) 일 수 있고, 후면 전극 기판의 음극과 양극은 금속 전극과 전도성 유기물 전극일 수 있다. The back electrode according to the present invention may be an interdigitated back contact, and the cathode and the anode of the back electrode substrate may be a metal electrode and a conductive organic electrode.
본 발명에 따른 후면전극 기판은 유기 박막 트랜지스터, 유기 발광 트랜지스터, 유기 발광 다이오드, 유기 태양전지, 또는 유기 광 센서와 같은 전자소자에 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT) 기판으로 사용될 수 있다.The back electrode substrate according to the present invention can be used as a thin film transistor (TFT) substrate in an electronic device such as an organic thin film transistor, an organic light emitting transistor, an organic light emitting diode, an organic solar cell, or an organic photo sensor.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 서로 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층(Self Assembled Monolayer: SAM)을 각각 전극 및 기판에 적용하여 나노 스케일 간격을 가지는 후면전극 기판을 구현할 수 있다. 이에 제한되지 않으나, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간 간격은 140 내지 400 nm일 수 있고, 자기조립단분자층의 물질의 종류 및 전도성 유기물 전극 형성 공정을 제어하여 전극 간격을 선택적으로 조정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a self-assembled monolayer (SAM) having different hydrophilicity can be applied to electrodes and substrates, respectively, to realize a back electrode substrate having a nanoscale interval. According to one embodiment of the present invention, the distance between the metal electrode and the conductive organic electrode may be 140 to 400 nm, and the kind of the material of the self-assembled monolayer and the conductive organic electrode forming process may be controlled to select the electrode interval .
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면전극 기판의 제조방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면전극 기판은 후술하는 제조방법에 의하여 보다 구체적으로 특정될 수 있다.Hereinafter, a method for manufacturing a back electrode substrate according to an embodiment of the present invention will be described. The rear electrode substrate according to one embodiment of the present invention can be more specifically specified by a manufacturing method described later.
본 발명의 일 실시형태에 따른 후면전극 기판의 제조방법은 기판에 소정의 간격을 가지는 금속 전극을 형성하는 단계; 상기 기판에 자기조립단분자층을 형성하는 단계; 상기 금속 전극에 상기 기판에 형성된 자기조립단분자층과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층을 형성하는 단계; 및 상기 금속 전극의 간격 사이에 전도성 유기물 전극을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a rear electrode substrate, including: forming a metal electrode having a predetermined gap on a substrate; Forming a self-assembled monolayer on the substrate; Forming a self-assembled monolayer having a hydrophilicity different from that of the self-assembled monolayer formed on the substrate; And forming a conductive organic electrode between the spacing of the metal electrodes.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 제조방법을 개략적으로 나타내는 공정도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 후면 전극 기판의 제조방법 중 공정 일부를 개략적으로 나타내는 공정도이다.FIG. 3 is a process diagram schematically showing a method of manufacturing a rear electrode substrate according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4 and 5 schematically show a process part of a method of manufacturing a rear electrode substrate according to an embodiment of the present invention. Fig.
도 3에 도시된 바와 같이, 우선 기판(10)을 마련할 수 있다(a). As shown in Fig. 3, first, the
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 기판(10)은 실리콘 기판, 이산화실리콘 기판, 금속 기판, 폴리실리콘 기판 또는 붕소가 과도핑된 실리콘 웨이퍼 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the
또한, 상기 기판(10)에는 절연막이 형성될 수 있고, 상기 절연막은 실리콘 옥사이드(SiO2), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 하프늄 옥사이드(HfO2) 및 이트륨 옥사이드(Y2O3)로 형성될 수 있다.An insulating film may be formed on the
다음으로, 상기 기판(10)에 소정의 간격을 가지는 금속 전극(20)을 형성할 수 있다(b). Next, a
본 발명의 일 실시형태에 따르면 금속 전극은 티타늄(Ti), 은(Ag), AZO(Al doped zinc oxide), ITO(Indium tin oxide), 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 주석(Sn), 텅스텐(W), 루테늄(Ru), 팔라듐 (Pd) 또는 카드뮴(Cd) 등으로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. According to one embodiment of the present invention, the metal electrode may be formed of a metal such as titanium (Ti), silver (Ag), Al doped zinc oxide (AZO), indium tin oxide (ITO), cobalt (Co), iron (Fe) (Cr), Au, Cu, Al, Pt, Sn, W, Ru, Pd or Cd, And the like, but is not limited thereto.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 금속 전극의 형성방법은 특별히 제한되지 않으며, 리쏘그래피 또는 나노임프린터를 이용한 패터닝 공정, 화학기상증착법 또는 물리기상증착법에 의하여 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the method for forming the metal electrode is not particularly limited, and may be formed by a lithography or a patterning process using a nanoimprinter, a chemical vapor deposition method, or a physical vapor deposition method.
보다 구체적으로, 상기 화학기상증착법은 금속유기화학기상증착법(MOCVD), 상압화학적기상증착법(APCVD), 저압 화학기상증착법(LPCVD), 플라즈마가속화학증착법(PECVD) 또는 원자층증착법(ALD)을 사용할 수 있고, 상기 물리기상증착법은 스퍼터링 (sputtering) 방법 또는 증발(evaporation) 방법 등을 사용할 수 있다.More specifically, the chemical vapor deposition method may be performed using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, an atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) method, a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method, a plasma accelerated chemical vapor deposition method (PECVD) The physical vapor deposition may be a sputtering method or an evaporation method.
다음으로, 상기 금속 전극(20)이 형성된 기판(10)에 자기조립단분자층(11)을 형성할 수 있다(c 및 d).Next, the self-assembled
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 기판(10)에 형성된 자기조립단분자층(11)은 친수성을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the self-assembled
상기 자기조립단분자층(11)을 형성하기 위한 물질은 APTES((3-Aminopropyl)triethoxysilane) 또는 GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)일 수 있고, 이에 제한되지 않는다. The material for forming the self-assembled
상기 자기조립단분자층(11)은 상기 물질을 포함하는 용액에 소정시간 침지하는 방법에 의하여 형성될 수 있다(c). The self-assembled
보다 구체적으로, 톨루엔, 에탄올 등 유기용매를 사용할 수 있고, 5 내지 20%(v/v)의 농도를 가지는 용액을 사용할 수 있다. 상기 용액에 기판을 5 내지 20분 동안 대기 상태에서 침지하여 기판(10) 표면에 자기조립단분자층(11)을 형성할 수 있다.More specifically, an organic solvent such as toluene or ethanol can be used, and a solution having a concentration of 5 to 20% (v / v) can be used. The substrate may be immersed in the solution for 5 to 20 minutes in an atmospheric state to form a self-assembled
상기 침지 반응이 완료되면 불필요한 자기조립단분자층을 제거하기 위하여 큐어링(curing) 공정을 수행할 수 있다.When the immersion reaction is completed, a curing process may be performed to remove an unnecessary self-assembled monolayer.
이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 상기 큐어링 공정은 순수 용매에 기판을 담근 후, 소니케이터로 처리하여 수행될 수 있다. 소니케이터의 처리 세기는 특별히 제한되지 않으며, 약한 세기로 1 내지 5분 동안 처리될 수 있다.For example, the curing process may be performed by immersing the substrate in a pure solvent, and then treating the substrate with a sonicator. The treatment intensity of the sonicator is not particularly limited, and can be treated for 1 to 5 minutes at a weak intensity.
상기 침지 공정 및 큐어링 공정을 통하여 기판(10) 표면에 자기조립단분자층(11)을 형성할 수 있다(d).The self-assembled
상기 자기조립단분자층(11)을 형성하는 APTES 또는 GPTMS는 하기와 같은 화학 구조식으로 나타낼 수 있다.APTES or GPTMS forming the self-assembled
[APTES] [GPTMS] [APTES] [GPTMS]
상기 친수성 자기조립단분자층 물질인 APTES과 GPTMS의 메쏘시(-OCH3) 부분과 기판이 반응하면서 자기조립단분자층(11)이 형성되고, APTES의 아미노(-NH3) 또는 GPTMS의 3-Glycidyloxypropyl가 노출되어 기판은 친수성을 가질 수 있다.The hydrophilic self-assembled monolayer material APTES and the substrate (-OCH 3 ) portion of GPTMS react with the substrate to form the self-assembled
다음으로, 상기 금속 전극(20)에 상기 기판(10)에 형성된 자기조립단분자층(11)과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층(21)을 형성할 수 있다(e 및 f).Next, a self-assembled
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 기판(10)에 형성된 자기조립단분자층(11)은 친수성을 가질 수 있고, 상기 금속 전극(20)에 자기조립단분자층(21)은 소수성을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the self-assembled
상기 금속 전극(20)에 형성되는 자기조립단분자층(21)은 상기 물질을 포함하는 용액에 소정시간 침지하는 방법에 의하여 형성될 수 있다(e).The self-assembled
보다 구체적으로, 톨루엔, 에탄올 등의 유기용매를 사용할 수 있고, 1mM 농도의 용액을 사용할 수 있다. 상기 용액에 기판을 1 내지 3시간, 구체적으로는 1 내지 2시간 침지할 수 있다.More specifically, an organic solvent such as toluene or ethanol can be used, and a solution having a concentration of 1 mM can be used. The substrate can be immersed in the solution for 1 to 3 hours, more specifically for 1 to 2 hours.
상기 침지 반응이 완료되면 불필요한 자기조립단분자층을 제거하기 위하여 린스(rinse) 공정을 수행할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 상기 린스 공정은 순수 에탄올 용매에 1 내지 5분 동안 침지하는 방법에 의하여 수행될 수 있다.When the immersion reaction is completed, a rinse process may be performed to remove unnecessary self-assembled monolayers. For example, the rinsing step may be performed by immersing in a pure ethanol solvent for 1 to 5 minutes.
상기 침지 공정 및 린스 공정을 통하여 금속 전극(20) 표면에 자기조립단분자층(21)을 형성할 수 있다(f).The self-assembled
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 금속 전극에 자기조립단분자층(21)을 형성하기 위한 물질로 티올기(Thiol)를 가지는 것을 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, a material having a thiol as a material for forming the self-assembled
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 금속 전극(20)에 자기조립단분자층(21)을 형성하기 위한 물질은 PFDT (1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol), PFBT(2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, 또는 MTPMS(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)을 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.According to one embodiment of the present invention, the material for forming the self-assembled
[PFDT] [PFBT] [PFDT] [PFBT]
[MTTP] [MPTMS] [MTTP] [MPTMS]
상기 기판(10)을 상기와 같은 티올기를 가지는 소수성 자기조립단분자층 물질을 포함하는 용액에 침지하면 금속과 티올기의 반응을 통하여 금속 표면에 자기조립단분자층(21)이 형성될 수 있고, 금속 전극은 소수성이 될 수 있다.When the
금속 전극의 특성은 자기조립단분자층을 형성하는 물질의 작용기에 따라 조절될수 있으며, 일반적으로 티올(thiol)과 플로오린(F)을 포함하는 물질을 사용하는 경우 높은 소수성을 가질 수 있다.The properties of the metal electrode can be controlled according to the functional group of the material forming the self-assembled monolayer, and generally have high hydrophobicity when a material including thiol and fluorine (F) is used.
도 4는 기판(10)에 친수성 자기조립단분자층이 형성된 후 소수성 자기조립단분자층이 형성된 상태를 모식적으로 표시한 것이다. 도 4를 참조하면 기판(10) 표면에는 APTES 자기조립단분자층이 형성되어 있으며, 금속 전극(20)에는 소수성 자기조립단분자층이 형성되어 있다. FIG. 4 schematically shows a state in which a hydrophobic self-assembled monolayer is formed on a
다음으로, 상기 기판(10)의 금속 전극(20)의 간격 사이에 전도성 유기물전극(30)을 형성할 수 있다(g).Next, the conductive
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 전도성 유기물 전극은 기판에 형성된 자기조립단분자층(SAM, 11)과 동일한 친매성을 가지는 것을 사용할 수 있다. 이러한 경우 기판에만 선택적으로 전도성 유기물층(30)이 형성될 수 있다. 이에 제한되지 않으며, 예를 들면, 기판에 형성된 자기조립단분자층(11)이 친수성인 경우 친수성 전도성 유기물을 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the conductive organic material electrode may have the same hydrophilicity as that of the self-assembled monolayer (SAM) 11 formed on the substrate. In this case, the conductive
본 발명의 일 실시형태에 따르면 전도성 유기물은 PEDOT:PSS를 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.According to one embodiment of the present invention, the conductive organic material may be PEDOT: PSS, but is not limited thereto.
[PEDOT:PSS] [PEDOT: PSS]
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 전도성 유기물 전극의 형성은 딥 코팅 공정 또는 잉크 젯 공정으로 수행될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the formation of the conductive organic electrode may be performed by a dip coating process or an ink jet process.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 딥 코팅 공정은 다음과 같은 수행될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the dip coating process can be performed as follows.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 딥 코팅 공정을 개략적으로 나타내는 공정도이다.5 is a schematic view showing a dip coating process according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 기판(10)을 딥 코터에 고정 시킨 후 전도성 유기물 용액(31)에 넣었다 빼는 단계를 통하여 수행될 수 있다. As shown in FIG. 5, the
본 발명의 일 실시형태에 따르면 기판의 고정 위치와 용액과의 작용거리(stroke), 기판을 올리는 속도(up time), 기판을 내리는 속도(down time), 용액에 담그는 시간 (hold time)을 제어함으로써 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격을 조절할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method of controlling a working distance between a fixing position of a substrate and a solution, an up time of raising the substrate, a down time of the substrate, and a hold time So that the interval between the metal electrode and the conductive organic electrode can be adjusted.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 작용거리(stroke)는 50 내지 70mm, 구체적으로는 55 내지 65mm일 수 있다. 또한, 기판을 올리는 속도(up time)는 0.2 내지 1.0mm/min, 구체적으로는 0.3 내지 0.5mm/min 일 수 있다. 또한, 기판을 내리는 속도(down time)은 5 내지 20mm/min, 구체적으로는 8 내지 15mm/min일 수 있다. 또한 용액에 담그는 시간(hold time)은 20 내지 60sec, 구체적으로는 30 내지 40 sec일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the stroke may be 50 to 70 mm, specifically 55 to 65 mm. In addition, the up time of raising the substrate may be 0.2 to 1.0 mm / min, specifically 0.3 to 0.5 mm / min. In addition, the down time of the substrate may be 5 to 20 mm / min, specifically 8 to 15 mm / min. Also, the hold time in the solution may be 20 to 60 seconds, specifically 30 to 40 seconds.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기판에는 친수성 자기조립단분자층이 형성될 수 있고, 금속 전극에는 소수성 자기조립단분자층이 형성될 수 있다. 이러한 기판에 친수성 전도성 유기물을 이용한 딥 코팅 공정을 수행하면 소수성 및 친수성 자기조립단분자층 간의 반발력으로 인하여 금속 전극에는 전도성 유기물이 묻지 않고, 기판의 표면에 전도성 유기물 전극이 형성될 수 있다. 즉, 소수성 및 친수성 자기조립단분자층 간의 반발력으로 인하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극의 미세한 간격 조절이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, a hydrophilic self-assembled monolayer may be formed on the substrate, and a hydrophobic self-assembled monolayer may be formed on the metal electrode. When a dip coating process using a hydrophilic conductive organic material is performed on such a substrate, a conductive organic material may not be deposited on the metal electrode due to a repulsive force between the hydrophobic and hydrophilic self-assembled monolayer, and a conductive organic material electrode may be formed on the surface of the substrate. That is, due to the repulsive force between the hydrophobic and hydrophilic self-assembled monolayer, it is possible to control the minute gap between the metal electrode and the conductive organic electrode.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격은140 내지 400 nm의 간격을 가질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the distance between the metal electrode and the conductive organic electrode may have an interval of 140 to 400 nm.
상기 전극 간격은 자기조립단분자층의 소수성 성질이 강할수록, 또는 자기조립단분자층의 친수성 성질이 강할수록 전극 간의 간격이 더 좁아질 수 있다. 따라서, 자기조립단분자층의 물질 종류 또는 소수성 또는 친수성의 정도를 조절하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 미세 간격 조절이 가능할 수 있다.The gap between the electrodes may be narrower as the hydrophobic property of the self-assembled monolayer is stronger or the hydrophilic property of the self-assembled monolayer is stronger. Therefore, it is possible to control the fine gap between the metal electrode and the conductive organic electrode by adjusting the kind of the self-assembled monolayer or the degree of hydrophobicity or hydrophilicity.
만약, 기판에 자기조립단분자층이 형성되지 않고, 금속 전극에만 소수성 자기조립단분자층이 형성되는 경우에는 친수성 전도성 유기물이 금속에 닿지 않을 수 있으나, 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격은 제어하기 어려울 수 있다. If a self-assembled monolayer is not formed on the substrate and a hydrophobic self-assembled monolayer is formed only on the metal electrode, the hydrophilic conductive organic material may not touch the metal, but the gap between the metal electrode and the conductive organic electrode may be difficult to control.
또한, 기판 또는 금속 중 어느 한 곳에만 소수성 또는 친수성의 자기조립단분자층을 형성하게 되면 전극 간격을 조절하기 위해서 둑(bank) 형태의 두 개의 전극을 만들고, 그 사이에 잉크젯 프린팅으로 전도성 유기물을 떨어뜨린 후 가두는 형식으로 전극 간격을 유지할 수 있다. 이러한 경우 잉크젯 프린팅의 제어에 의해서만 간격 조절이 가능하여 미세한 간격 조절에 한계가 있다. When a self-assembled monolayer having hydrophobic or hydrophilic properties is formed on only one of the substrate and the metal, two electrodes in the form of a bank are formed in order to adjust the distance between the electrodes. The conductive organic material is dropped therebetween by inkjet printing The electrode spacing can be maintained in the form of a pad. In this case, the interval can be adjusted only by the control of the ink-jet printing, and there is a limit to the fine interval adjustment.
그러나 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 잉크 젯 프린팅 공정을 사용하는 경우에도 적하되는 전도성 유기물이 소수성 및 친수성 자기조립단분자층 간의 반발력으로 인하여 금속 전극과 미세 간격을 두고 기판에 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전도성 유기물 전극은 고가의 장비나 공정 제어가 어려운 공정에 의하지 않고 형성될 수 있다. However, according to an embodiment of the present invention, even when an ink jet printing process is used, the conductive organic material to be dropped can be formed on the substrate with a slight gap from the metal electrode due to the repulsive force between the hydrophobic and hydrophilic self-assembled monolayer. According to one embodiment of the present invention, the conductive organic electrode can be formed without expensive equipment or a process difficult to control the process.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 자기조립단분자층의 형성과 전도성 유기물 전극의 형성 과정이 용이하여 다양한 패턴의 이면접합후면전극 기판의 제조가 가능하다.In addition, according to one embodiment of the present invention, it is possible to easily form a self-assembled monolayer and to form a conductive organic electrode, thereby manufacturing a back-side electrode substrate of various patterns.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따라 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but they should not be construed as limiting the scope of the present invention.
[실시예][Example]
실시예Example 1 내지 1 to 실시예Example 8 8
1) 친수성 자기조립단분자층(SAM) 형성1) Hydrophilic self-assembled monolayer (SAM) formation
톨루엔을 용매로 사용하여 APTES((3-Aminopropyl)triethoxysilane) 5% (v/v), GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane) 20%(v/v) 농도의 용액을 각각 만들었다.A solution of 5% (v / v) APTES ((3-Aminopropyl) triethoxysilane) and 20% (v / v) GPTMS ((3-Glycidyloxypropyl) trimethoxysilane) was prepared using toluene as a solvent.
기판 표면에 친수성 자기조립단분자층(SAM)이 형성되도록 상기 2가지 용액에 각각에 기판을 침지하여 10분 동안 대기 상태에서 두었다. 불필요한 자기조립단분자층을 제거하기 위하여 반응이 완료된 후 순수 용매 톨루엔에 담구고, 소니케이터에 넣어 약한 세기로 1분 이하 처리하였다.The substrate was immersed in each of the two solutions so that a hydrophilic self-assembled monolayer (SAM) was formed on the surface of the substrate, and the substrate was left in the standby state for 10 minutes. In order to remove unnecessary self-assembled monolayer, it was immersed in toluene of pure solvent after the reaction was completed, and the mixture was placed in a sonicator for 1 minute or less.
2) 소수성 자기조립단분자층 형성2) Hydrophobic self-assembled monolayer formation
에탄올을 용매로 하고, PFDT(1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol), PFBT(2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, 및 MTPMS(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)의 4가지 물질에 대하여 1mM 농도의 용액을 각각 만들었다. 상기 각각 2가지의 친수성 자기조립단분자층이 형성된 기판을 상기 4가지 용액에 1 시간 동안 대기 상태에서 담가두었다. 불필요한 자기조립단분자층을 제거하기 위하여 반응이 완료된 후 순수 용매 에탄올에 1분 동안 담가 두었다.4-Methoxythiophenol, and MTPMS (3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane (PFDT (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecanethiol), PFBT (2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol) A solution of 1 mM concentration was prepared for each substance. The substrates on which the two hydrophilic self-assembled monolayer layers were formed were immersed in the four solutions for 1 hour in an atmospheric state. After removing the unnecessary self-assembled monolayer, the reaction was completed and immersed in pure solvent ethanol for 1 minute.
3) 전도성 유기물층 형성3) Conductive Organic Layer Formation
기판과 금속 전극 표면 각각에 자기조립단분자층(SAM)이 형성된 기판에 전도성 유기물(PEDOT:PSS)을 딥 코터에 고정 시킨 후 전도성 유기물((PEDOT:PSS) 용액에 넣었다 빼는 단계를 통하여 형성하였다. 본 발명에서는 모든 공정을 작용거리(stroke): 60.8 mm, 기판을 올리는 속도(up time): 0.5 mm/min, 기판을 내리는 속도(down time): 10 mm/min, 용액에 담그는 시간 (hold time): 40 sec으로 고정하였다.(PEDOT: PSS) was immersed in a conductive organic material (PEDOT: PSS) solution after fixing a conductive organic material (PEDOT: PSS) on a substrate having a self-assembled monolayer (SAM) In the present invention, all processes are performed at a stroke of 60.8 mm, a substrate up time of 0.5 mm / min, a substrate down time of 10 mm / min, : 40 sec.
[평가][evaluation]
상기에서 얻어진 실시예 1 내지 실시예 8에서 얻어진 기판에서 금속 전극과 전도성 유기물 전극 사이의 간격을 측정하였으며, 이의 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The distance between the metal electrode and the conductive organic electrode was measured in the substrates obtained in the above-described Examples 1 to 8, and the results are shown in Table 1 below.
도 6은 상기 실시예 1에 따라 제조된 후면 전극 기판의 광학 현미경 사진이고, 도 7 내지 도 10은 상기 실시예 1 내지 실시예 8에서 제조된 후면 전극 기판의 광학 현미경 사진으로, 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격을 나타내고 있다.FIG. 6 is an optical microscope photograph of the rear electrode substrate manufactured according to Example 1, FIGS. 7 to 10 are optical microscope photographs of the rear electrode substrate manufactured in Examples 1 to 8, And the distance between the organic material electrodes.
(Thiol SAM )Contact angle
(Thiol SAM)
상기 표 1과 도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 후면 전극 기판은 140nm 내지 400nm의 전극 간격을 가질 수 있다. 이는 자기조립단분자층을 형성하는 물질의 종류 및 소수성 또는 친수성 간의 반발 정도에 의한 것이다. Referring to Table 1 and FIGS. 7 to 10, the rear electrode substrate according to the present invention may have an electrode interval of 140 nm to 400 nm. This is due to the kind of material forming the self-assembled monolayer and the degree of repulsion between hydrophobic or hydrophilic.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 자기조립단분자층 물질의 종류, 이들의 소수성 또는 친수성의 정도를 조절하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간격을 나노 스케일로 선택적으로 조정할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the distance between the metal electrode and the conductive organic material electrode can be selectively adjusted to nanoscale by adjusting the kind of the self-assembled monolayer material, the degree of hydrophobicity or hydrophilicity thereof.
또한, 소수성 및 친수성 자기조립단분자층 간의 반발력으로 인하여, 딥 코팅 공정의 변수 조정을 통해서도 전극 간 간격을 조정 할 수 있다.Also, due to the repulsive force between the hydrophobic and hydrophilic self-assembled monolayers, the spacing between the electrodes can be adjusted by adjusting the parameters of the dip coating process.
이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
10: 기판 11: 친수성 자기조립단분자층
20: 금속 전극 21: 소수성 자기조립단분자층
30: 전도성 유기물 전극10: substrate 11: hydrophilic self-assembled monolayer
20: metal electrode 21: hydrophobic self-assembled monolayer
30: Conductive Organic Electrode
Claims (16)
상기 기판 상에 소정의 간격을 두고 형성되며, 표면에 상기 기판에 형성된 자기조립단분자층과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층이 형성된 금속 전극; 및
상기 금속 전극과 소정의 간격을 두고 형성되는 전도성 유기물 전극;을 포함하는 후면전극 기판.
A substrate on which a self-assembled monolayer is formed;
A metal electrode formed on the substrate at a predetermined interval, the self-assembled monolayer formed on the substrate and the self-assembled monolayer having a different fibrillation; And
And a conductive organic electrode formed at a predetermined distance from the metal electrode.
상기 전도성 유기물 전극은 기판의 자기조립단분자층과 동일한 친매성을 가지는 물질로 형성되는 후면전극 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive organic material electrode is formed of a material having the same affinity as the self-assembled monolayer of the substrate.
상기 기판의 자기조립단분자층은 친수성이고, 상기 금속 전극의 자기조립단분자층은 소수성인 후면전극 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the self-assembled monolayer of the substrate is hydrophilic and the self-assembled monolayer of the metal electrode is hydrophobic.
상기 기판의 자기조립단분자층은 APTES((3-Aminopropyl)triethoxysilane) 또는 GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)에 의하여 형성되는 후면전극 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the self-assembled monolayer of the substrate is formed by APTES ((3-Aminopropyl) triethoxysilane) or GPTMS ((3-Glycidyloxypropyl) trimethoxysilane).
상기 금속 전극의 자기조립단분자층은 PFDT (1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol), PFBT(2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, 또는 MTPMS(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)에 의하여 형성되는 후면전극 기판.
The method according to claim 1,
The self-assembled monolayer of the metal electrode may be selected from the group consisting of PFDT (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecanethiol), PFBT (2,3,4,5,6-Pentafluorothiophenol), 4-Methoxythiophenol, or MTPMS (3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane The rear electrode substrate.
상기 전도성 유기물 전극은 PEDOT:PSS으로 형성되는 후면전극 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive organic material electrode is formed of PEDOT: PSS.
상기 기판 및 금속 전극의 자기조립단분자층은 침지 공정에 의하여 형성되는 후면전극 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the self-assembled monolayer of the substrate and the metal electrode is formed by an immersion process.
상기 전도성 유기물 전극은 딥 코팅 공정 또는 잉크젯 공정에 의하여 형성되는 후면전극 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive organic material electrode is formed by a dip coating process or an inkjet process.
상기 후면전극 기판은 박막트랜지스터 기판으로 사용되는 것인, 후면전극 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the rear electrode substrate is used as a thin film transistor substrate.
상기 기판에 자기조립단분자층을 형성하는 단계;
상기 금속 전극에 상기 기판에 형성된 자기조립단분자층과 다른 친매성을 가지는 자기조립단분자층을 형성하는 단계; 및
상기 기판의 금속 전극의 간격 사이에 전도성 유기물 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 후면전극 기판의 제조방법.
Forming a metal electrode having a predetermined gap on a substrate;
Forming a self-assembled monolayer on the substrate;
Forming a self-assembled monolayer having a hydrophilicity different from that of the self-assembled monolayer formed on the substrate; And
And forming a conductive organic electrode between the spacings of the metal electrodes of the substrate.
상기 전도성 유기물 전극의 형성은 상기 기판의 자기조립단분자층과 동일한 친매성을 가지는 용액을 사용한 딥 코팅 공정 또는 잉크젯 공정에 의하여 수행되는 후면전극 기판의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the conductive organic material electrode is formed by a dip coating process or an inkjet process using a solution having the same hydrophilicity as the self-assembled monolayer of the substrate.
상기 딥 코팅 공정 수행에서 기판의 고정 위치, 기판과 용액의 작용거리, 기판을 올리는 속도, 기판을 내리는 속도, 또는 용액에 기판을 담그는 시간을 제어하여 금속 전극과 전도성 유기물 전극 간의 간격을 조절하는 후면전극 기판의 제조방법.
12. The method of claim 11,
In the dip coating process, the distance between the metal electrode and the conductive organic electrode is controlled by controlling the fixing position of the substrate, the distance between the substrate and the solution, the rate at which the substrate is raised, the rate at which the substrate is lowered, A method for manufacturing an electrode substrate.
상기 기판의 자기조립단분자층 형성 단계는 친수성 물질을 포함하는 용액에 상기 기판을 침지하는 공정에 의하여 수행되는 후면전극 기판의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the self-assembled monolayer formation step of the substrate is performed by a process of immersing the substrate in a solution containing a hydrophilic material.
상기 침지 공정 후에 불필요한 자기조립단분자층을 제거하는 큐어링(curing) 공정을 수행하는 후면전극 기판의 제조방법.
14. The method of claim 13,
And performing a curing process to remove an unnecessary self-assembled monolayer after the immersion process.
상기 금속 전극의 자기조립단분자층 형성 단계는 소수성 물질을 포함하는 용액에 상기 기판을 침지하는 공정에 의하여 수행되는 후면전극 기판의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the step of forming the self-assembled monolayer of the metal electrode is performed by a step of immersing the substrate in a solution containing a hydrophobic substance.
상기 침지 공정 후에 불필요한 자기조립단분자층을 제거하는 린스 (rince) 공정을 수행하는 후면전극 기판의 제조방법.16. The method of claim 15,
And performing a rinsing process to remove unnecessary self-assembled monolayers after the immersion process.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170148496A KR102048417B1 (en) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | Back Contact Substrate and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170148496A KR102048417B1 (en) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | Back Contact Substrate and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190052784A true KR20190052784A (en) | 2019-05-17 |
| KR102048417B1 KR102048417B1 (en) | 2019-11-26 |
Family
ID=66678060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170148496A KR102048417B1 (en) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | Back Contact Substrate and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102048417B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230072873A (en) | 2021-11-18 | 2023-05-25 | 한화솔루션 주식회사 | Solar cell with impoved interfacaial phenomenon and manufacturing method thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070048607A (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-09 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | High resolution structures defined by brush painting fluid onto surface energy patterned substrates |
| KR20100065769A (en) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | 광주과학기술원 | Method for forming of pattern using self-assembled monolayer |
| KR20120088768A (en) * | 2009-10-26 | 2012-08-08 | 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오 | Method for fabricating organic devices |
| KR101195550B1 (en) | 2009-05-07 | 2012-10-30 | 한양대학교 산학협력단 | Method for fabricating thin film transistor using self-assembly monolayer |
| KR20140109835A (en) * | 2014-04-01 | 2014-09-16 | 성균관대학교산학협력단 | Transparent electrode and manufacturing method thereof |
| KR20160147117A (en) | 2015-06-11 | 2016-12-22 | 삼성디스플레이 주식회사 | Thin film transistor array panel |
-
2017
- 2017-11-09 KR KR1020170148496A patent/KR102048417B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070048607A (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-09 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | High resolution structures defined by brush painting fluid onto surface energy patterned substrates |
| KR20100065769A (en) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | 광주과학기술원 | Method for forming of pattern using self-assembled monolayer |
| KR101195550B1 (en) | 2009-05-07 | 2012-10-30 | 한양대학교 산학협력단 | Method for fabricating thin film transistor using self-assembly monolayer |
| KR20120088768A (en) * | 2009-10-26 | 2012-08-08 | 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오 | Method for fabricating organic devices |
| KR20140109835A (en) * | 2014-04-01 | 2014-09-16 | 성균관대학교산학협력단 | Transparent electrode and manufacturing method thereof |
| KR20160147117A (en) | 2015-06-11 | 2016-12-22 | 삼성디스플레이 주식회사 | Thin film transistor array panel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102048417B1 (en) | 2019-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2165366B1 (en) | A method for forming a patterned layer on a substrate | |
| US8277900B2 (en) | Patterning method, method of manufacturing organic field effect transistor, and method of manufacturing flexible printed circuit board | |
| US20070105396A1 (en) | High resolution structures defined by brush painting fluid onto surface energy patterned substrates | |
| US9472675B2 (en) | Method of manufacturing n-doped graphene and electrical component using NH4F, and graphene and electrical component thereby | |
| US20060157692A1 (en) | Organic transistor and manufacturing method thereof | |
| JP2011216647A (en) | Method for manufacturing pattern-formed body, method for manufacturing functional element, and method for manufacturing semiconductor element | |
| KR20090028513A (en) | Organic electroluminescence device and manufacturing method thereof | |
| KR101424603B1 (en) | Method of manufacturing thin film transistor | |
| JP5504564B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP4652866B2 (en) | Organic transistor | |
| US20070264761A1 (en) | Method of forming a gate insulator and thin film transistor incorporating the same | |
| KR20190052784A (en) | Back Contact Substrate and manufacturing method thereof | |
| JP2007073856A (en) | Formation method of conductive pattern, manufacturing method of semiconductor device, and manufacturing method of organic electroluminescent element | |
| JP5017338B2 (en) | Manufacturing method of organic transistor | |
| JP2011259001A (en) | Method of producing patterned body, method of manufacturing functional element and method of manufacturing semiconductor element | |
| WO2010034815A1 (en) | Method for forming self-aligned electrodes | |
| JP2010087118A (en) | Method for forming thin-film pattern, and method for manufacturing piezoelectric element and display element | |
| US8951922B2 (en) | Method for fabricating an interlayer | |
| US20140197405A1 (en) | Rfid tags based on self-assembly nanoparticles | |
| JP2007243133A (en) | Thin-film transistor and method of manufacturing the same | |
| KR102536339B1 (en) | Patterned organic semiconductor laminate, organic electronic device comprising same, and method of manufacturing same | |
| US20120132991A1 (en) | Organic thin-film transistor, and process for production thereof | |
| JP6620556B2 (en) | Functional material lamination method and functional material laminate | |
| US20220392769A1 (en) | Method for forming electrode | |
| WO2021044705A1 (en) | Source/drain electrode for organic semiconductor device, organic semiconductor device using same, and production method for source/drain electrode and semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |