KR20200126857A - transparent electrode with low resistance and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저저항 투명전극 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low resistance transparent electrode and a method of manufacturing the same.
투명전극은 전기 전도성을 가지면서 동시에 광투과성을 갖춘 전극이다. 이러한 투명전극은 높은 투과율과 낮은 면저항 특성이 요구된다.The transparent electrode is an electrode having electric conductivity and light transmission at the same time. These transparent electrodes are required to have high transmittance and low sheet resistance.
본래 충분한 두께를 가진 금속은 가시광을 투과시키지 않으나 박막 기술이 발달하면서 전극도 투명한 형태를 띌 수 있게 되었다. 높은 투과율을 달성하기 위해서는 전극의 두께가 대체적으로 얇게 형성되어야 하며, 전극이 쉽게 산화되지 않아야 한다.Metals with sufficient thickness do not transmit visible light, but with the development of thin film technology, electrodes can also take on a transparent shape. In order to achieve high transmittance, the thickness of the electrode should be generally thin, and the electrode should not be easily oxidized.
현재 보편적으로 사용되고 있는 투명전극은 인듐 산화물에 주석 산화물이 도핑된 인듐 주석 산화물 (Indium Tin Oxide: ITO) 박막이다.The currently commonly used transparent electrode is an indium tin oxide (ITO) thin film doped with tin oxide in indium oxide.
그러나 ITO는 1) 유기물 기판 상에 형성하는 경우 낮은 면저항을 얻기 어려운 점, 2) 기판의 굽힘에 의해 크랙(crack) 형성이 쉬운 점, 3) 제한된 매장량, 4) 고온, 고진공의 공정환경 조건으로 인한 원가 경쟁력 등의 단점 또한 보유하고 있기 때문에 이를 대체할 수 있는 투명전극들이 개발되어 지고 있다.However, ITO is 1) difficult to obtain low sheet resistance when formed on an organic substrate, 2) easy to form cracks due to bending of the substrate, 3) limited reserves, 4) high temperature, high vacuum process environment conditions. Since it also possesses disadvantages such as cost competitiveness, transparent electrodes that can replace them are being developed.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 높은 투과율과 낮은 면저항 특성을 확보하면서 동시에 전극을 형성하는 금속의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 저저항 투명전극을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a low-resistance transparent electrode capable of effectively preventing corrosion of metal forming an electrode while securing high transmittance and low sheet resistance characteristics.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일실시예에 의한 저저항 투명전극은 기판; 상기 언더코팅층 상에 배치되는 제1 구리 산화물층(CuOx layer); 상기 제1 구리 산화물층 상에 배치되는 금속층; 및 상기 금속층 상에 배치되는 제2 구리 산화물층(CuOx layer);을 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, a low resistance transparent electrode according to an embodiment of the present invention includes a substrate; A first copper oxide layer (CuOx layer) disposed on the undercoat layer; A metal layer disposed on the first copper oxide layer; And a second copper oxide layer (CuOx layer) disposed on the metal layer.
본 발명의 일실시예에서, 상기 기판과 상기 금속층 간의 부착력을 높이기 위하여 상기 기판 상에 배치되는 언더코팅층(under coating layer);을 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an under coating layer disposed on the substrate to increase adhesion between the substrate and the metal layer may be further included.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제2 구리 산화물층 상에 배치되며, 투과율을 높이기 위하여 매질의 굴절률이 선택된 굴절률 매칭층(index matching layer);을 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a refractive index matching layer disposed on the second copper oxide layer and having a refractive index of a medium selected to increase transmittance may further be included.
본 발명의 일실시예에서, 상기 금속층의 금속은 Ag, Pt, Au 및 이들의 조합인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the metal of the metal layer may be Ag, Pt, Au, and combinations thereof.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1 구리 산화물층 및 상기 제2 구리 산화물층은 각각 2 ~ 5nm 범위의 두께로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first copper oxide layer and the second copper oxide layer may each have a thickness in the range of 2 to 5 nm.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일실시예에 의한 저저항 투명전극을 제조하는 방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 제1 구리 산화물층(CuOx layer)을 형성하는 단계; 상기 제1 구리 산화물층상에 금속층을 형성하는 단계; 및 상기 금속층 상에 제2 구리 산화물층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, a method of manufacturing a low-resistance transparent electrode according to an embodiment of the present invention includes preparing a substrate; Forming a first copper oxide layer (CuOx layer) on the substrate; Forming a metal layer on the first copper oxide layer; And forming a second copper oxide layer on the metal layer.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1 구리 산화물층을 형성하기 전에 상기 기판과 상기 금속층 간의 부착력을 높이기 위한 언더코팅층(under coating layer)을 상기 기판 상에 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, before forming the first copper oxide layer, forming an under coating layer on the substrate to increase adhesion between the substrate and the metal layer; may include.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제2 구리 산화물층 상에 투과율을 높이기 위하여 매질의 굴절률이 선택된 굴절률 매칭층(index matching layer)을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, forming an index matching layer having a selected refractive index of a medium to increase transmittance on the second copper oxide layer may further include.
본 발명의 일실시예에서, 상기 금속층의 금속은 Ag이고, 상기 제1 구리 산화물층 및 상기 제2 구리 산화물층은 각각 2 ~ 5nm 범위의 두께로 형성되고, 상기 금속층은 10nm 이하의 두께로 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the metal of the metal layer is Ag, the first copper oxide layer and the second copper oxide layer are each formed to a thickness in the range of 2 to 5 nm, and the metal layer is formed to a thickness of 10 nm or less. Can be.
본 발명은 높은 투과율과 낮은 면저항 특성을 확보하면서 동시에 전극을 형성하는 금속의 부식을 효과적으로 방지하는 효과가 있다.The present invention has the effect of effectively preventing corrosion of metal forming an electrode while securing high transmittance and low sheet resistance characteristics.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 저저항 투명전극을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 저저항 투명전극의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 저저항 투명전극과 비교실시예에 의한 투명전극을 비교하기 위한 이미지이다.1 shows a low resistance transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart showing a method of manufacturing a low-resistance transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
3 is an image for comparing a low-resistance transparent electrode according to an embodiment of the present invention and a transparent electrode according to a comparative example.
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.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 저저항 투명전극(100)을 나타낸 것이다.1 shows a low resistance
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 저저항 투명전극(100)은 기판(110), 언더코팅층(120), 제1 구리 산화물층(130), 금속층(140), 제2 구리 산화물층(150), 굴절률 매칭층(160) 및 기능층(170)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a low-resistance
기판(110)은 저저항 투명전극(100)의 가장 하단에 배치될 수 있다.The
기판(110)은 언더코팅층(120), 제1 구리 산화물층(130), 금속층(140), 제2 구리 산화물층(150), 굴절률 매칭층(160) 및 기능층(170)을 적층하는 데에 필요한 것이므로, 상기 물질들을 적층가능한 재료이면 제한없이 사용될 수 있다.The
기판(110)은 무기물 또는 유기물을 포함할 수 있다.The
무기물은 유리, 석영(Quartz), Al2O3, SiC, Si, GaAs, 및 InP 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.The inorganic material may be any one of glass, quartz, Al2O3, SiC, Si, GaAs, and InP, or a combination thereof, but is not limited thereto.
유기물은 켑톤 호일, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate, CTA), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)로부터 선택되는 것일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.Organic materials are Kepton foil, polyimide (PI), polyethersulfone (PES), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN) , Polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate, polycarbonate (PC), cellulose triacetate (CTA), cellulose acetate propio It may be selected from cellulose acetate propionate (CAP), but is not limited thereto.
다만, 본 발명은 저저항과 높은 광투과도를 달성하고자 하는 것이므로 기판(110)은 이에 맞는 두께, 재질(index) 등으로 선택되는 것이 바람직하다.However, since the present invention is intended to achieve low resistance and high light transmittance, it is preferable that the
본 발명의 일실시예에서의 기판(110)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET)를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the
언더코팅층(120)은 기판(110)과 적층될 금속층(140) 간의 부착력을 높이기 위하여 기판(110) 상에 배치될 수 있다.The
언더코팅층(120)은 10nm 두께로 증착할 수 있다. 다만, 두께가 이에 제한되는 것은 아니다.The
본 발명에서 언더코팅층(120)은 굴절률이 상이한 2개 이상의 층으로 형성하기 보다는 금속층(140) 물질의 굴절률이 작은 것을 감안하여 적절한 굴절률을 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 언더코팅층(120)은 굴절률이 1.4 내지 1.6인 물질로 형성되는 저굴절층으로 형성할 수도 있고 2.0이상인 고굴절층으로 형성할 수도 있다.In the present invention, the
언더코팅층(120)은 10nm 내지 1.5μm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 언더코팅층의 두께가 1.5μm 를 초과할 경우 막 응력이 심해져 크랙(crack)이 발생할 수 있으며, 전광선 투과율이 저하될 수 있다. 반대로, 언더코팅층(120)의 두께가 10 nm 미만으로 형성될 경우 투과율 및 시인성 향상 효과가 불충분한 문제점이 있다.The undercoating
언더코팅층(120)을 형성하는 물질은 TiO2 등의 고굴절율 물질을 사용할 수 있어며, 아크릴계 화합물인 PMMA에 HMDS(1,1,1,3,3,3 - Hexamethyldisilazane)를 혼합한 용액을 사용할 수도 있다.The material forming the
언더코팅층(120)은 스퍼터링 공정 또는 슬롯다이 등의 공정으로 형성할 수 있다.The
제1 구리 산화물층(130)은 언더코팅층(120) 상부에 배치된다.The first
제1 구리 산화물층(130)은 구리산화물(CuOx)를 포함한다. 여기서, x는 정해지거나 알려진 산소량이 없다는 의미로 쓰인다. 이는 금속산화물을 제조할 때 금속에 산소를 공급하더라도 그 정확한 결합비율까지는 알 수 없기 때문이다.The first
제1 구리 산화물층(130)은 그 상부에 적층될 금속층(140)의 일측면에 피막을 형성함으로써 공기 및 수분을 차단할 수 있다.The first
제1 구리 산화물층(130)은 그 상부에 적층될 금속층(140)의 음극화를 보호할 수 있다. 금속층(140)의 음극화를 보호할 수 있는 것은 제1 구리 산화물층(130)에 포함된 금속의 반응성이 금속층(140)에 포함된 금속의 반응성보다 큰 것으로 선택된 것이기 때문이다.The first
제1 구리 산화물층(130)은 2 내지 5nm로 형성될 수 있다. 제1 구리 산화물층(130)이 2nm 미만이 되는 경우 충분한 피막을 형성하지 못하게 되어 공기 및 수분을 효과적으로 차단할 수 없다. 제1 구리 산화물층(130)이 5nm를 초과하는 경우 금속산화물이 포함된 층 자체의 두께가 두꺼워지는 결과 저저항 투명전극(100)의 전체적인 투과율이 낮아지고 면저항이 저하될 수 있다.The first
금속층(140)은 제1 구리 산화물층(130) 상에 배치된다.The
금속층(140)의 금속은 Ag, Cu, Au, Al, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Tl, Pb, Bi, Ga, Ge, Sb, Ac, Th 및 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The metal of the
바람직하게는 금속층(140)의 금속은 Ag, Pt, Au 및 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이는 Cu가 Ag, Pt, Au보다 반응성이 높아 이들을 효과적으로 보호할 수 있기 때문이다. Preferably, the metal of the
본 발명의 일실시예에서 금속층(140)의 금속은 은(Ag)을 포함한다. 은은 공기 중 산소에 의하여 쉽게 산화될 수 있고, 수분에 취약하다. 그러나 구리(Cu)는 은보다 산화되는 속도가 더 빠르기 때문에 얇게 두께로 형성되는 경우 산화피막을 형성하게 된다. 이렇게 형성된 CuOx는 은이 산소 또는 수분과 접촉하는 것을 효과적으로 방지한다.In one embodiment of the present invention, the metal of the
금속층(140)은 7nm 내지 10nm로 형성될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 금속층(140)이 7nm 미만인 경우 저저항 투명전극(100)으로서 기능하기 어렵고, 10nm를 초과하는 경우 면저항이 높아지고 투과율이 낮아져 투명 저저항 투명전극(100)으로서 요구되는 특성이 저하될 수 있다.The
제2 구리 산화물층(150)은 금속층(140) 상부에 배치된다. 즉, 제1 구리 산화물층(130)과 제2 구리 산화물층(150)은 금속층(140)을 가운데에 두고 금속층(140)의 상부 및 하부에 각각 배치되어 금속층(140)을 보호하는 것이다.The second
제2 구리 산화물층(150)은 구리산화물(CuOx)를 포함한다.The second
제2 구리 산화물층(150)은 하부에 배치된 금속층(140)의 타측면에 피막을 형성함으로써 공기 및 수분을 차단할 수 있다.The second
제2 구리 산화물층(150)은 하부에 배치된 금속층(140)의 음극화를 보호할 수 있다. 금속층(140)의 음극화를 보호할 수 있는 것은 제2 구리 산화물층(150)에 포함된 금속의 반응성이 금속층(140)에 포함된 금속의 반응성보다 크기 때문이다.The second
제2 구리 산화물층(150)은 2 내지 5nm로 형성될 수 있다. 제2 구리 산화물층(150)이 2nm 미만이 되는 경우 충분한 피막을 형성하지 못하게 되어 공기 및 수분을 효과적으로 차단할 수 없다. 제2 구리 산화물층(150)이 5nm를 초과하는 경우 금속산화물이 포함된 층 자체의 두께가 두꺼워지는 결과 저저항 투명전극(100)의 전체적인 투과율이 낮아지고 면저항이 저하될 수 있다.The second
굴절률 매칭층(160)은 제2 구리 산화물층(150) 상에 배치된다.The refractive
굴절률 매칭층(160)은 저저항 투명전극(100)의 투과율을 높이기 위하여 그 굴절률이 선택될 수 있다. 예를 들어, 각 층을 형성하는 매질의 굴절률이 높다면 굴절률 매칭층(160)의 굴절률은 낮은 것으로 선택될 수 있다. 각층을 이루는 매질의 굴절률이 상대적으로 높은 것들로 선택된다면 반사량이 많아져 결과적으로 투과율이 낮아질 수 있다. 따라서 굴절률 매칭층(160)은 저저항 투명전극(100)의 전체적인 투과율을 최대한 낮게 하기 위하여 그 굴절률이 선택될 수 있다.The refractive index of the refractive
굴절률 매칭층(160)은 30 내지 40㎚의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 굴절률 매칭층(160)의 두께가 30㎚ 미만인 경우 비저항 값이 높아져서 면저항이 증가되는 문제가 있고, 40㎚를 초과하는 경우 비저항 값이 낮아지는 반면 투과율이 저하되는 문제가 있다.It is preferable that the refractive
굴절률 매칭층(160)은 금속산화물을 포함할 수 있으며, 금속산화물로는 양친성을 가지는 모든종류의 금속산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 타이타늄 산화물 (Titanium sub-oxide, TiOX 및 Titanium oxide, TiO2), 아연 산화물 (Zinc oxide, ZnO), 텅스텐 산화물 (Tungsten oxide, W2O3, WO2, WO3), 몰리브덴 산화물 (Molybdenum oxide, MoO2, MoO3 및 Molybdenum sub-oxide, MoOX) 및 이들의 조합으로부터 선택되는 1종 이상을 들수 있다. 바람직하게는 적외선 및 가시광선 영역에서 투과성 및 전기전도성과 플라스마에 대한 내구성이 우수하며 낮은 온도에서 공정이 가능하고 원료 가격이 저렴하다는 점에서 굴절률 매칭층(160)은 아연 산화물(Zinc oxide, ZnO)을 포함할 수 있다.The refractive
기능층(170)은 굴절률 매칭층(160) 상에 배치된다.The
기능층(170)은 산소 및 수분의 유입을 방지하는 막 역할을 할 수 있고, 저저항 투명전극(100)의 전체적인 투과율을 높이기 위해 2차적인(또는 최종적인) 굴절률 매칭 역할을 할 수도 있다. 기능층(170)은 반사방지층을 포함할 수 있으며, 상술한 보조적 기능의 층을 적어도 하나 이상 포함할 수도 있다.The
예를 들어, 기능층(170)은 반사방지층이 될 수 있다.For example, the
상기 반사방지층은 굴절률에 의한 반사방지 효과를 가져오므로 이를 이용해 광학적 특성을 강화시켜 저저항 투명전극(100)의 투명도를 더욱 증가시킬 수 있다.Since the antireflection layer has an antireflection effect due to a refractive index, the transparency of the low-resistance
반사방지층에는 전도성 고분자가 사용될 수 있으나 이에 제한되지 않고, 금속산화물, 전해질 또는 기타 유기물질들이 사용될 수도 있다.A conductive polymer may be used for the antireflection layer, but the present invention is not limited thereto, and a metal oxide, an electrolyte, or other organic materials may be used.
반사방지층으로 사용되는 전도성 고분자는 질소, 산소, 황, 탄소 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로원소를 함유할 수 있는 전도성 고분자를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The conductive polymer used as the anti-reflection layer may include a conductive polymer that may contain a hetero element selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, sulfur, carbon, and combinations thereof, but is not limited thereto.
예를 들어, 상기 전도성 고분자는, 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리에틸렌디옥시티오펜(Polyethylenedioxythiophene, PEDOT), 폴리이미드(Polyimide), 폴리스티렌설포네이트(Polystyrenesulfonate, PSS), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리(p-페닐렌)[Poly(pphenylene)], 폴리(p-페닐렌 설파이드)[Poly(p-phenylene sulfide)], 폴리(p-페닐렌 비닐렌)[Poly(p-phenylenevinylene)], 폴리티오펜 폴리(티에닐렌 비닐렌)[(Polythiophene Poly(thienylene vinylene)), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리(스타이렌설포네이트) [Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), (PEDOT:PSS)], 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the conductive polymer is polyaniline, polythiophene, polyethylenedioxythiophene (PEDOT), polyimide, polystyrene sulfonate (PSS), and polypyrrole. , Polyacetylene, poly(p-phenylene)[Poly(pphenylene)], poly(p-phenylene sulfide)[Poly(p-phenylene sulfide)], poly(p-phenylene vinylene)[Poly (p-phenylenevinylene)], polythiophene poly(thienylene vinylene)[(Polythiophene Poly(thienylene vinylene))), poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) [Poly(3, 4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), (PEDOT:PSS)], and combinations thereof, but are not limited thereto.
상기 반사방지층으로 사용되는 전해질 중 고분자 전해질은 예를 들어, 폴리[9,9-비스(3'-(N,N-디메틸아미노)프로필)-2,7-플루오렌)-alt-2,7-(9,9-디옥틸플루오렌)](poly [(9,9-bis(3'-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)], PFN), 폴리(9,9-비스(4'-술포나토부틸)플루오렌-alt-co-1,4-페닐렌(poly(9,9-bis(4'-sulfonatobutyl)(fluorine-alt-co-1,4-phenylene, PFP), 폴리스티렌설포네이트산(poly(styrenesulfonic acid), PSS), 폴리(p-쿼터페닐렌-2,2'-다이카르복실산)(poly(p-quaterphenylene-2,2'-dicarboxylic acid)) 등이 있고, 단분자 전해질은 예를 들어, 디페닐 플루오렌 유도체(Diphenyl fluorene derivative, DPF), 테트라키스(1-이미다조릴)보레이트(Tetrakis(1-imidazolyl)borate, Bim4-) 등이 있다.Among the electrolytes used as the antireflection layer, the polymer electrolyte is, for example, poly[9,9-bis(3'-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7 -(9,9-dioctylfluorene)](poly [(9,9-bis(3'-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9 ,9-dioctylfluorene)], PFN), poly(9,9-bis(4'-sulfonatobutyl)fluorene-alt-co-1,4-phenylene (poly(9,9-bis(4'- sulfonatobutyl)(fluorine-alt-co-1,4-phenylene, PFP), poly(styrenesulfonic acid, PSS), poly(p-quaterphenylene-2,2'-dicarboxylic acid) (poly(p-quaterphenylene-2,2'-dicarboxylic acid)), and the like, and the monomolecular electrolyte is, for example, diphenyl fluorene derivative (DPF), tetrakis (1-imidazoryl) Borate (Tetrakis(1-imidazolyl)borate, Bim4-), and the like.
반사방지층은 전기전도성이 높고 안정성이 뛰어나며 공정성이 우수한 점에서 PEDOT:PSS([Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate)])가 바람직할 수 있다.The antireflection layer may be preferably PEDOT:PSS ([Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate)]) in terms of high electrical conductivity, excellent stability, and excellent fairness.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 저저항 투명전극(100)의 제조방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flow chart showing a method of manufacturing a low-resistance
도 2를 참조하면 S210단계에서, 기판(110)을 준비한다.Referring to FIG. 2, in step S210, a
기판(110)은 기판(110)은 무기물 또는 유기물을 포함할 수 있으며, 상술한 예시의 기판(110) 중 어느 하나가 선택될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서의 기판(110)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET)를 포함한다.As for the
기판(110)은 독립적으로 준비될 수도 있으나, 저저항 투명전극(100)이 적층되는 소자 상에 기판(110)에 해당하는 재질의 층이 배치됨으로써 준비될 수도 있다. 예를 들어, 발광층 상부가 PET 층으로 이루어진 경우 발광층의 상부 층이 기판(110)이 될 수 있다.The
S220단계에서, 기판(110) 상에 언더코팅층(120)을 형성한다.In step S220, an
언더코팅층(120)은 기판(110)과 적층될 금속층(140) 간의 부착력을 높이기 위하여 기판(110) 상에 증착될 수 있다.The
S230단계에서, 언더코팅층(120) 상에 제1 구리 산화물층(130)을 형성한다.In step S230, the first
제1 구리 산화물층(130)은 건식 증착 공정에 의하여 형성될 수 있으며, 증착 과정에서 산소를 유입하여 CuOx 층으로서 형성될 수 있도록 한다.The first
제1 구리 산화물층(130)은 2 내지 5nm로 형성될 수 있도록 한다. 제1 구리 산화물층(130)이 2nm 미만이 되는 경우 충분한 피막을 형성하지 못하게 되어 공기 및 수분을 효과적으로 차단할 수 없다. 제1 구리 산화물층(130)이 5nm를 초과하는 경우 금속산화물이 포함된 층 자체의 두께가 두꺼워지는 결과 저저항 투명전극(100)의 전체적인 투과율이 낮아지고 면저항이 저하될 수 있다.The first
S240단계에서, 제1 구리 산화물층(130) 상에 금속층(140)을 형성한다.In step S240, a
금속층(140)의 금속은 Ag, Cu, Au, Al, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Tl, Pb, Bi, Ga, Ge, Sb, Ac, Th 및 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The metal of the
바람직하게는 금속층(140)의 금속은 Ag, Pt, Au 및 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이는 Cu가 Ag, Pt, Au보다 반응성이 높아 이들을 효과적으로 보호할 수 있기 때문이다.Preferably, the metal of the
금속층(140)은 스퍼터 증착법, 전자선 증착법, 열증착법, 화학기상 증착법, 또는 용액공정에 의한 도포방법에 의하여 형성하는 것일 수 있다. The
금속층(140)은 7nm 내지 10nm로 형성될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 금속층(140)이 7nm 미만인 경우 저저항 투명전극(100)으로서 기능하기 어렵고, 10nm를 초과하는 경우 면저항이 높아지고, 투과율이 낮아져 투명 저저항 투명전극(100)으로서 요구되는 특성이 저하될 수 있다.The
본 발명의 일실시예에서, 금속층(140)은 Ag를 사용하여 스퍼터링 증착법에 의하여 10nm로 형성하였다.In one embodiment of the present invention, the
S250단계에서, 금속층(140) 상에 제2 구리 산화물층(150)을 형성한다.In step S250, a second
제2 구리 산화물층(150)은 건식 증착 공정에 의하여 형성될 수 있으며, 증착 과정에서 산소를 유입하여 CuOx 층으로서 형성될 수 있도록 한다.The second
제2 구리 산화물층(150)은 2 내지 5nm로 형성될 수 있도록 한다. 제2 구리 산화물층(150)이 2nm 미만이 되는 경우 충분한 피막을 형성하지 못하게 되어 공기 및 수분을 효과적으로 차단할 수 없다. 제2 구리 산화물층(150)이 5nm를 초과하는 경우 금속산화물이 포함된 층 자체의 두께가 두꺼워지는 결과 저저항 투명전극(100)의 전체적인 투과율이 낮아지고 면저항이 저하될 수 있다.The second
이렇게 금속층(140)의 양측면에 형성된 제1 구리 산화물층(130) 및 제2 구리 산화물층(150)은 금속을 부식 등으로부터 효과적으로 보호할 수 있다. 또한, 제1 구리 산화물층(130) 및 제2 구리 산화물층(150)은 저저항 투명전극(100)의 저항 및 투과율에 영향을 최소화할 수 있는 정도로 형성하였으므로 저저항 고투과율의 투명저저항 투명전극(100) 특성을 유지할 수 있게 된다.Thus, the first
S260단계에서, 제2 구리 산화물층(150) 상에 굴절률 매칭층(160)을 형성한다.In step S260, a refractive
굴절률 매칭층(160)은 목적하는 굴절률을 달성할 수 있는 재료와 관계된 용액을 스핀 코팅법, 롤(roll) 코팅법, 스프레이 코팅법, 플로(flow) 코팅법, 잉크젯 프린팅법, 노즐 프린팅법, 딥 코팅법, 전기영동증착법, 테이프 캐스팅법, 스크린 프린팅법, 패드(pad) 프린팅법, 닥터 블레이드 코팅법, 그래비어 프린팅법, 그래비어 오프셋 프린팅법, 또는 랭뮈어-블로제트(Langmuir-Blogett)법에 의하여 제2 구리 산화물층(150) 상에 도포하여 형성할 수 있다.The refractive
굴절률 매칭층(160)은 스퍼터 증착법, 전자선 증착법, 열증착법, 화학기상 증착법을 이용하여 아민기-함유 화합물층을 형성할 수 있으며, 상술한 형성방법에 제한되지 않는다.The refractive
S270단계에서, 굴절률 매칭층(160) 상에 기능층(170)을 형성한다.In step S270, the
기능층(170)은 기능층(170)의 역할을 수행할 수 있는 매질과 관계된 용액을 스핀 코팅법, 롤(roll) 코팅법, 스프레이 코팅법, 플로(flow) 코팅법, 잉크젯 프린팅법, 노즐 프린팅법, 딥 코팅법, 전기영동증착법, 테이프 캐스팅법, 스크린 프린팅법, 패드(pad) 프린팅법, 닥터 블레이드 코팅법, 그래비어 프린팅법, 그래비어 오프셋 프린팅법, 또는 랭뮈어-블로제트(Langmuir-Blogett)법에 의하여 제2 구리 산화물층(150) 상에 도포하여 형성할 수 있다.The
기능층(170)은 스퍼터 증착법, 전자선 증착법, 열증착법, 화학기상 증착법을 이용하여 아민기-함유 화합물층을 형성할 수 있으며, 상술한 형성방법에 제한되지 않는다.The
이하에서는, 본 발명의 실시예1과 실시예2에서 광학적, 전기적 특성을 측정하고 이를 비교예1, 비교예2와 각각 비교한 결과를 설명하도록 한다.Hereinafter, the results of measuring optical and electrical properties in Examples 1 and 2 of the present invention and comparing them with Comparative Examples 1 and 2 will be described.
본 발명의 실시예1과 비교예1의 조건은 다음과 같다.The conditions of Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention are as follows.
[비교예1][Comparative Example 1]
기판(110): PET, 125nmSubstrate 110: PET, 125nm
금속층(140): Ag, 7nmMetal layer 140: Ag, 7 nm
[실시예1][Example 1]
기판(110): PET, 125nmSubstrate 110: PET, 125nm
제1 구리 산화물층(130): CuOx, 2nmFirst copper oxide layer 130: CuOx, 2 nm
금속층(140): Ag, 7nmMetal layer 140: Ag, 7 nm
제2 구리 산화물층(150), CuOx, 2nmSecond
[표 1]은 비교예1와 실시예1의 전극을 이용하여 신뢰성을 테스트 한 것이며, 테스트 조건은 온도 85℃ 및 습도 85%이다. 비교예는 4회, 실시예는 2회에 걸쳐 각각 테스트를 실시하였다. 투과율은 550nm 조건에서 측정하였다.[Table 1] is a reliability test using the electrodes of Comparative Example 1 and Example 1, and the test conditions are 85°C and 85% humidity. The comparative example was tested four times, and the example was tested twice. The transmittance was measured at 550 nm.
[표 1]을 참조하면, 비교예1에서는 테스트 후 시간이 지남에 따라 투과율이 현저히 저하된 것으로 나타났다. 이는 온도와 습도가 높은 가혹조건 하에서 금속층(140)이 수분 및 산소와 접하여 산화가 일어나 투과율 특성에 영향을 미친 것에 기인한 것으로 판단된다.Referring to [Table 1], in Comparative Example 1, it was found that the transmittance was significantly lowered over time after the test. It is believed that this is due to the fact that the
이에 비해, 본 발명의 실시예1에서는 테스트 전 후에 걸쳐 투과율의 차이를 거의 보이지 않아 구리 산화물층이 Ag로 형성된 금속층(140)을 효과적으로 보호하는 것을 알 수 있었다.In contrast, in Example 1 of the present invention, a difference in transmittance was hardly seen before and after the test, so that the copper oxide layer effectively protects the
본 발명의 실시예2와 비교예2의 조건은 다음과 같다.The conditions of Example 2 and Comparative Example 2 of the present invention are as follows.
[비교예2][Comparative Example 2]
기판(110): PET, 125nmSubstrate 110: PET, 125nm
금속층(140): Ag, 7nmMetal layer 140: Ag, 7 nm
굴절률 매칭층(160), Nb2O5, 15 nmRefractive
[실시예2][Example 2]
기판(110): PET, 125nmSubstrate 110: PET, 125nm
제1 구리 산화물층(130): CuOx, 2nmFirst copper oxide layer 130: CuOx, 2 nm
금속층(140): Ag, 7nmMetal layer 140: Ag, 7 nm
제2 구리 산화물층(150), CuOx, 2nmSecond
굴절률 매칭층(160), Nb2O5, 15 nmRefractive
비교예2 및 실시예2가 비교예1 및 실시예1과 다른 점은 굴절률 매칭층(160)을 더 포함한다는 점이다.The difference between Comparative Examples 2 and 2 from Comparative Examples 1 and 1 is that they further include a refractive
[표 2]는 비교예2와 실시예2의 저저항 투명전극(100)을 이용하여 신뢰성을 테스트 한 것이며, 테스트 조건은 온도 85℃ 및 습도 85%이다. 테스트 전과 테스트 7일 후에 각 시료의 광학적 특성을 측정하였으며 그 결과는 다음과 같다.[Table 2] is a reliability test using the low-resistance
(550nm)Transmittance
(550nm)
(HAZE)Haze
(HAZE)
(/□)Sheet resistance
(/□)
표 2에서, a* 및 b*는 CIE(국제조명위원회) LAB 색공간에서 정의된 좌표로서, a*는 적색(Red)과 녹색(Green)의 정도, b*는 노란색(Yellow)과 파란색(Blue)의 정도를 나타낸다. Y는 휘도를 나타내며, 투과율은 550nm에서 측정되었다.In Table 2, a* and b* are coordinates defined in the CIE (International Lighting Commission) LAB color space, where a* is the degree of red and green, and b* is the yellow and blue ( Blue). Y represents luminance, and transmittance was measured at 550 nm.
테스트 결과 비교예2에서는 테스트 전후(7일후), a*의 차이는 0.61, b*의 차이는 -1.54, Y의 차이는 -6.33으로 비교적 큰 값을 나타내었으며, 투과율이 6.69% 감소하였고, 헤이즈가 9.56 증가하고 면저항은 9.83 증가하여 저저항 투명전극(100)으로서 광학적, 전기적 특성이 저하되었음을 알 수 있었다.Test Results In Comparative Example 2, before and after the test (after 7 days), the difference between a* was 0.61, the difference between b* was -1.54, and the difference between Y was -6.33, indicating a relatively large value, and the transmittance was decreased by 6.69%, and haze. Was increased by 9.56 and sheet resistance increased by 9.83, indicating that the optical and electrical properties of the low-resistance
Y는 휘도이나, 여기서 명도랑 큰 차이가 없다고 가정하여 Y=L로 가정할 때, 위 색공간에서의 기하학적 거리인 색차(ΔE)를 산출할 수 있다.Y is the luminance, but assuming that there is no significant difference from the brightness, assuming Y=L, the color difference (ΔE), which is the geometric distance in the above color space, can be calculated.
비교예2에서의 색차는 6.54 수준으로 육안으로도 확연하게 알 수 있을 정도의 큰 차이이다.The color difference in Comparative Example 2 is at the level of 6.54, which is a large difference that can be clearly seen with the naked eye.
이에 비해, 실시예2에서는 테스트 전후(7일후), a*의 차이는 -0.04, b*의 차이는 0.22, Y의 차이는 1.27으로 비교적 큰 값을 나타내었으며, 투과율이 오히려 1.5% 증가하였고, 헤이즈는 5.94 증가하고 면저항은 1정도만이 증가하여 테스트 전후로 전기적, 광학적 특성에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.In contrast, in Example 2 before and after the test (after 7 days), the difference between a* was -0.04, the difference between b* was 0.22, and the difference between Y was 1.27, indicating a relatively large value, and the transmittance was rather increased by 1.5%, The haze increased by 5.94 and the sheet resistance increased by only 1, indicating that the electrical and optical properties were not significantly affected before and after the test.
실시예2에서 비교예2에서와 동일한 방식으로 색차(ΔE)를 산출하면, 실시예2에서 색차는 1.29 수준으로 색차는 느껴지나 일반적으로 통용되는 수준인 것으로 나타났다.When the color difference (ΔE) was calculated in the same manner as in Comparative Example 2 in Example 2, the color difference in Example 2 was 1.29, and the color difference was felt, but it was found that the color difference was generally used.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 저저항 투명전극(100)과 비교실시예에 의한 전극을 비교하기 위한 이미지이다.3 is an image for comparing the low-resistance
도 3a는 비교예2, 도3b는 실시예2의 이미지를 각각 나타낸다. 도 3의 상단은 각각 신뢰성 테스트 전의 이미지이며, 하단은 각각 신뢰성 테스트 후의 이미지이다.3A shows images of Comparative Example 2 and FIG. 3B, respectively. The upper part of FIG. 3 is an image before the reliability test, and the lower part is an image after each reliability test.
비교예2의 테스트 전 후 결과인 도 3a의 상단 및 하단의 이미지로부터 테스트 전의 시료에 비해 테스트 후 시료 표면에는 많은 결함(defect)이 발생한 것을 알 수 있었다.From the images at the top and bottom of FIG. 3A, which are the results before and after the test of Comparative Example 2, it was found that many defects occurred on the surface of the sample after the test compared to the sample before the test.
실시예2의 테스트 전 후 결과인 도 3b의 상단 및 하단의 이미지로부터 테스트 전의 시료에 비해 테스트 후 시료는 표면에 결함이 발생한 것을 찾아보기 어려웠다.From the images at the top and bottom of FIG. 3B, which is the result of before and after the test of Example 2, it was difficult to find that the defect occurred on the surface of the sample after the test compared to the sample before the test.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.
100: 저저항 투명전극
110: 기판
120: 언더코팅층
130: 제1 구리 산화물층
140: 금속층
150: 제2 구리 산화물층
160: 굴절률 매칭층
170: 기능층100: low resistance transparent electrode
110: substrate
120: undercoat layer
130: first copper oxide layer
140: metal layer
150: second copper oxide layer
160: refractive index matching layer
170: functional layer
Claims (9)
상기 언더코팅층 상에 배치되는 제1 구리 산화물층(CuOx layer);
상기 제1 구리 산화물층 상에 배치되는 금속층; 및
상기 금속층 상에 배치되는 제2 구리 산화물층(CuOx layer);을 포함하는 것
을 특징으로 하는 저저항 투명전극.
Board;
A first copper oxide layer (CuOx layer) disposed on the undercoat layer;
A metal layer disposed on the first copper oxide layer; And
Including; a second copper oxide layer (CuOx layer) disposed on the metal layer
Low resistance transparent electrode, characterized in that.
상기 기판과 상기 금속층 간의 부착력을 높이기 위하여 상기 기판 상에 배치되는 언더코팅층(under coating layer);을 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 저저항 투명전극.
The method of claim 1,
Further comprising an under coating layer disposed on the substrate to increase adhesion between the substrate and the metal layer
Low resistance transparent electrode, characterized in that.
상기 제2 구리 산화물층 상에 배치되며, 투과율을 높이기 위하여 매질의 굴절률이 선택된 굴절률 매칭층(index matching layer);을 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 저저항 투명전극.
The method of claim 1,
A refractive index matching layer disposed on the second copper oxide layer and having a refractive index of a medium selected to increase transmittance;
Low resistance transparent electrode, characterized in that.
상기 금속층의 금속은 Ag, Pt, Au 및 이들의 조합인 것
을 특징으로 하는 저저항 투명전극.
The method of claim 1,
The metal of the metal layer is Ag, Pt, Au, and combinations thereof
Low resistance transparent electrode, characterized in that.
상기 제1 구리 산화물층 및 상기 제2 구리 산화물층은 각각 2 ~ 5nm 범위의 두께로 형성되는 것
을 특징으로 하는 저저항 투명전극.
The method of claim 1,
The first copper oxide layer and the second copper oxide layer are each formed with a thickness in the range of 2 to 5 nm
Low resistance transparent electrode, characterized in that.
상기 기판 상에 제1 구리 산화물층(CuOx layer)을 형성하는 단계;
상기 제1 구리 산화물층상에 금속층을 형성하는 단계; 및
상기 금속층 상에 제2 구리 산화물층을 형성하는 단계;를 포함하는 것
을 특징으로 하는 저저항 투명전극의 제조방법.
Preparing a substrate;
Forming a first copper oxide layer (CuOx layer) on the substrate;
Forming a metal layer on the first copper oxide layer; And
Including; forming a second copper oxide layer on the metal layer
A method of manufacturing a low resistance transparent electrode, characterized in that.
상기 제1 구리 산화물층을 형성하기 전에 상기 기판과 상기 금속층 간의 부착력을 높이기 위한 언더코팅층(under coating layer)을 상기 기판 상에 형성하는 단계;를 포함하는 것
을 특징으로 하는 저저항 투명전극의 제조방법.
The method of claim 6,
Including; before forming the first copper oxide layer, forming an under coating layer on the substrate for increasing adhesion between the substrate and the metal layer;
A method of manufacturing a low resistance transparent electrode, characterized in that.
상기 제2 구리 산화물층 상에 투과율을 높이기 위하여 매질의 굴절률이 선택된 굴절률 매칭층(index matching layer)을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 저저항 투명전극의 제조방법.
The method of claim 6,
Forming a refractive index matching layer on the second copper oxide layer in which the refractive index of the medium is selected to increase transmittance; further comprising
A method of manufacturing a low resistance transparent electrode, characterized in that.
상기 금속층의 금속은 Ag이고,
상기 제1 구리 산화물층 및 상기 제2 구리 산화물층은 각각 2 ~ 5nm 범위의 두께로 형성되고,
상기 금속층은 10nm 이하의 두께로 형성되는 것
을 특징으로 하는 저저항 투명전극의 제조방법.
The method of claim 6,
The metal of the metal layer is Ag,
The first copper oxide layer and the second copper oxide layer are each formed to a thickness in the range of 2 to 5 nm,
The metal layer is formed to a thickness of 10 nm or less
A method of manufacturing a low resistance transparent electrode, characterized in that.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220085645A (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-22 | 엠에스웨이 주식회사 | Flexible transparent conductive film, transparent electrode and transparent infrared radiation-cutting film comprising the same |
EP4202957A1 (en) * | 2021-12-21 | 2023-06-28 | Msway Technology Co., Ltd. | Electrode for low resistance-high current and fabrication method for the same |
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2019
- 2019-04-30 KR KR1020190051067A patent/KR20200126857A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220085645A (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-22 | 엠에스웨이 주식회사 | Flexible transparent conductive film, transparent electrode and transparent infrared radiation-cutting film comprising the same |
EP4202957A1 (en) * | 2021-12-21 | 2023-06-28 | Msway Technology Co., Ltd. | Electrode for low resistance-high current and fabrication method for the same |
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E601 | Decision to refuse application |