KR20210004871A - Transparent electrode structure and electric device including the same - Google Patents

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KR20210004871A
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Abstract

According to embodiments of the present invention, a transparent electrode structure comprises: a transparent substrate; a transparent electrode layer disposed on the transparent substrate and including a multilayer structure of a transparent oxide electrode layer and a metal layer; and a barrier structure disposed between the transparent substrate and the transparent electrode layer and including a barrier material of at least one of an aluminum oxide-zinc oxide composite (AlZO) material, a silazane, a siloxane, or a silicon-containing inorganic material. The electrical, optical, and chemical stability can be improved through the combination of the transparent electrode layer and the barrier structure.

Description

투명 전극 구조체 및 이를 포함하는 전기 소자{TRANSPARENT ELECTRODE STRUCTURE AND ELECTRIC DEVICE INCLUDING THE SAME}A transparent electrode structure and an electric device including the same TECHNICAL FIELD

본 발명은 투명 전극 구조체 및 이를 포함하는 전기 소자에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 절연층 및 전극층을 포함하는 투명 전극 구조체 및 이를 포함하는 전기 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent electrode structure and an electric device including the same. More specifically, the present invention relates to a transparent electrode structure including an insulating layer and an electrode layer, and an electric device including the same.

전지 소자, 조명 장치, 디스플레이 장치 등과 같은 각종 전기/전자 소자에 있어 전극 구조가 도입된다. 상기 조명 장치, 디스플레이 장치의 경우 광학적 특성, 이미지 품질 등을 위해 투명성이 향상된 전극 구조가 채용된다. 또한, 태양 전지와 같은 전지 소자의 경우 광 효율 향상을 위해 역시 투명성이 향상된 전극 구조가 채용된다.Electrode structures are introduced in various electric/electronic devices such as battery devices, lighting devices, and display devices. In the case of the lighting device and the display device, an electrode structure having improved transparency is employed for optical properties and image quality. In addition, in the case of a battery device such as a solar cell, an electrode structure having improved transparency is employed to improve light efficiency.

상기 전극 구조 또는 예를 들면, 유기 발광층, 광 활성층과 같은 기능층은 상기 전지 소자의 외부로부터 침투하는 수분에 노출되는 경우 산화될 수 있으며, 상기 기능층에서의 동작도 열화될 수 있다.The electrode structure or a functional layer such as, for example, an organic light emitting layer or a photoactive layer, may be oxidized when exposed to moisture penetrating from the outside of the battery element, and operation in the functional layer may also be deteriorated.

최근 박형화되는 전지 소자의 경우, 수분 침투에 의한 산화, 손상에 보다 쉽게 노출될 수 있다.In the case of a battery device that has recently become thinner, it may be more easily exposed to oxidation and damage caused by moisture penetration.

따라서, 전극의 투명성을 향상시키면서 소자의 화학적 안정성을 향상시키기 위한 전극 구조의 연구가 필요하다. 예를 들면, 한국 공개특허공보 제2018-0014073호는 OLED 조명용 금속 전극을 개시하고 있으나, 상술한 특성향상에 대해서는 인식하지 못하고 있다.Therefore, there is a need for a study of an electrode structure to improve the chemical stability of the device while improving the transparency of the electrode. For example, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2018-0014073 discloses a metal electrode for OLED lighting, but the above-described improvement of characteristics is not recognized.

한국공개특허공보 제2018-0014073호Korean Patent Publication No. 2018-0014073

본 발명의 일 과제는 향상된 광학적, 화학적, 기계적 특성을 갖는 투명 전극 구조체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a transparent electrode structure having improved optical, chemical, and mechanical properties.

본 발명의 일 과제는 상기 투명 전극 적층체를 포함하는 조명 소자, 태양 전지와 같은 전기 소자를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an electric device such as a lighting device and a solar cell including the transparent electrode stack.

1. 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 배치되며 투명 산화물 전극층 및 금속층의 복층 구조를 포함하는 투명 전극층; 및 상기 투명 기판 및 상기 투명 전극층 사이에 배치되며, 알루미늄 산화물-아연 산화물 복합(AlZO) 물질, 실라잔(silazane), 실록산(siloxane) 또는 규소 함유 무기 물질 중 적어도 하나의 배리어 물질을 포함하는 배리어 구조를 포함하는, 투명 전극 구조체.1. Transparent substrate; A transparent electrode layer disposed on the transparent substrate and including a multilayer structure of a transparent oxide electrode layer and a metal layer; And a barrier material disposed between the transparent substrate and the transparent electrode layer and including at least one of an aluminum oxide-zinc oxide composite (AlZO) material, silazane, siloxane, or silicon-containing inorganic material. Containing, a transparent electrode structure.

2. 위 1에 있어서, 상기 투명 전극층은 하기 식 1로 정의된 광학 비율이 5 이하인, 투명 전극 구조체:2. The transparent electrode structure according to the above 1, wherein the transparent electrode layer has an optical ratio of 5 or less, as defined by the following formula 1

[식 1][Equation 1]

광학 비율 = 금속층의 소멸 계수/(|투명 산화물 전극층 굴절률-금속층 굴절률|).Optical ratio = extinction coefficient of the metal layer/(|transparent oxide electrode layer refractive index-metal layer refractive index|).

3. 위 1에 있어서, 상기 투명 산화물 전극층은 제1 투명 산화물 전극층 및 제2 투명 산화물 전극층을 포함하며, 상기 금속층은 상기 제1 투명 산화물 전극층 및 상기 제2 투명 산화물 전극층 사이에 배치된, 투명 전극 구조체.3. The transparent electrode according to the above 1, wherein the transparent oxide electrode layer includes a first transparent oxide electrode layer and a second transparent oxide electrode layer, and the metal layer is disposed between the first transparent oxide electrode layer and the second transparent oxide electrode layer. Structure.

4. 위 3에 있어서, 상기 금속층 및 상기 제1 투명 산화물 전극층 사이의 광학 비율은 5 이하이며, 상기 금속층 및 상기 제2 투명 산화물 전극층 사이의 광학 비율은 5 이하인, 투명 전극 구조체.4. In the above 3, the optical ratio between the metal layer and the first transparent oxide electrode layer is 5 or less, and the optical ratio between the metal layer and the second transparent oxide electrode layer is 5 or less, the transparent electrode structure.

5. 위 3에 있어서, 상기 제1 투명 산화물 전극층 및 상기 제2 투명 산화물 전극층의 두께는 각각 200 내지 800Å이며, 상기 금속층의 두께는 50 내지 500Å인, 투명 전극 구조체.5. In the above 3, the thickness of each of the first transparent oxide electrode layer and the second transparent oxide electrode layer is 200 to 800Å, the thickness of the metal layer is 50 to 500Å, the transparent electrode structure.

6. 위 1에 있어서, 상기 투명 산화물 전극층의 굴절률은 1.7 내지 2.2이며, 상기 금속층은 은(Ag) 합금을 포함하는, 투명 전극 구조체.6. The transparent electrode structure according to the above 1, wherein the transparent oxide electrode layer has a refractive index of 1.7 to 2.2, and the metal layer includes a silver (Ag) alloy.

7. 위 1에 있어서, 상기 배리어 구조는 상기 배리어 물질을 포함하는 배리어 층 및 상기 배리어 층 상에 적층된 유기층을 더 포함하는, 투명 전극 구조체.7. The transparent electrode structure according to the above 1, wherein the barrier structure further includes a barrier layer including the barrier material and an organic layer stacked on the barrier layer.

8. 위 7에 있어서, 상기 배리어 층은 상기 AlZO 물질 또는 실라잔을 포함하는, 투명 전극 구조체.8. The transparent electrode structure according to the above 7, wherein the barrier layer includes the AlZO material or silazane.

9. 위 7에 있어서, 상기 배리어 구조는 교대로 복수로 적층된 상기 배리어 층들 및 상기 유기층들을 포함하는, 투명 전극 구조체.9. The transparent electrode structure according to the above 7, wherein the barrier structure includes the barrier layers and the organic layers alternately stacked in a plurality.

10. 위 1에 있어서, 상기 배리어 구조는 각각 상기 배리어 물질을 포함하는 제1 배리어 층 및 제2 배리어 층을 포함하는 복층 구조를 갖는, 투명 전극 구조체.10. The transparent electrode structure according to the above 1, wherein the barrier structure has a multilayer structure including a first barrier layer and a second barrier layer, respectively, including the barrier material.

11. 위 10에 있어서, 상기 제1 배리어 층은 상기 규소 함유 무기 물질을 포함하며, 상기 제2 배리어 층은 실라잔을 포함하는, 투명 전극 구조체.11. The transparent electrode structure according to the above 10, wherein the first barrier layer includes the silicon-containing inorganic material, and the second barrier layer includes silazane.

12. 위 11에 있어서, 상기 배리어 구조는 상기 제2 배리어 층을 사이에 두고 마주보는 한 쌍의 상기 제1 배리어 층들을 포함하는, 투명 전극 구조체.12. The transparent electrode structure according to the above 11, wherein the barrier structure includes a pair of the first barrier layers facing each other with the second barrier layer therebetween.

13. 위 11에 있어서, 상기 배리어 구조는 교대로 복수로 적층된 상기 제1 배리어 층들 및 상기 제2 배리어 층들을 포함하는, 투명 전극 구조체.13. The transparent electrode structure according to 11 above, wherein the barrier structure includes the first barrier layers and the second barrier layers alternately stacked in a plurality.

14. 위 1에 있어서, 상기 배리어 구조의 표면 조도(roughness)는 5nm 이하인, 투명 전극 구조체.14. The transparent electrode structure according to the above 1, wherein the barrier structure has a surface roughness of 5 nm or less.

15. 위 14에 있어서, 상기 배리어 구조의 표면 조도(roughness)는 0.2 내지 3nm인, 투명 전극 구조체.15. In the above 14, the surface roughness (roughness) of the barrier structure is 0.2 to 3nm, the transparent electrode structure.

16. 위 1에 있어서, 상기 투명 기판 및 상기 배리어 구조 사이에 배치된 하부 절연층을 더 포함하는, 투명 전극 구조체.16. The transparent electrode structure according to 1 above, further comprising a lower insulating layer disposed between the transparent substrate and the barrier structure.

17. 위 16에 있어서, 상기 하부 절연층은 유기 고분자 물질을 포함하는 전사 중개층을 포함하는, 투명 전극 구조체.17. The transparent electrode structure according to 16 above, wherein the lower insulating layer includes a transfer intermediate layer containing an organic polymer material.

18. 청구항 1의 투명 전극 구조체; 상기 투명 전극 구조체 상에 배치된 유기 발광층; 및 상기 유기 발광층 상에 배치된 상부 전극을 포함하는, 조명 소자.18. The transparent electrode structure of claim 1; An organic light emitting layer disposed on the transparent electrode structure; And an upper electrode disposed on the organic emission layer.

19. 청구항 1의 투명 전극 구조체; 상기 투명 전극 구조체 상에 배치된 광 활성층; 및 상기 광 활성층 상에 배치된 상부 전극을 포함하는, 태양 전지.19. The transparent electrode structure of claim 1; A photoactive layer disposed on the transparent electrode structure; And an upper electrode disposed on the photoactive layer.

본 발명의 실시예들에 따른 투명 전극 구조체는 투명 산화물 전극층 및 금속층을 포함하는 투명 전극층을 포함할 수 있다. 이에 따라, 낮은 저항 및 높은 투과도를 함께 구현할 수 있다.The transparent electrode structure according to the embodiments of the present invention may include a transparent electrode layer including a transparent oxide electrode layer and a metal layer. Accordingly, low resistance and high transmittance can be implemented together.

또한, 상기 금속층 및 상기 투명 산화물 전극층 사이의 소멸계수 및 굴절률을 조절하여 상기 금속층으로부터 발생되는 광반사를 감소시키며, 투과율을 향상시킬 수 있다.In addition, by adjusting the extinction coefficient and refractive index between the metal layer and the transparent oxide electrode layer, light reflection generated from the metal layer may be reduced and transmittance may be improved.

일부 실시예들에 있어서, 상기 투명 전극층은 제1 투명 산화물 전극층-금속층-제2 투명 산화물 전극층을 포함하는 3층 구조를 포함하며, 투명 전극층의 투과도 및 내부식성을 더욱 향상시킬 수 있다.In some embodiments, the transparent electrode layer includes a three-layer structure including a first transparent oxide electrode layer, a metal layer, and a second transparent oxide electrode layer, and the transmittance and corrosion resistance of the transparent electrode layer may be further improved.

일부 실시예들에 있어서, 상기 투명 전극층 및 기판 사이에 배리어 구조를 삽입하여 투명 전극층의 산화를 방지하고 화학적 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. In some embodiments, by inserting a barrier structure between the transparent electrode layer and the substrate, oxidation of the transparent electrode layer may be prevented and chemical stability may be further improved.

또한, 상기 배리어 구조의 표면 조도(roughness)를 5nm 이하로 조절하여, 투명 전극 구조체의 기계적 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, by adjusting the surface roughness of the barrier structure to 5 nm or less, mechanical stability of the transparent electrode structure may be further improved.

상기 투명 전극 구조체를 활용하여 광학적, 화학적, 기계적 안정성이 향상된 조명 소자, 전지 소자를 제조할 수 있다.A lighting device and a battery device having improved optical, chemical, and mechanical stability may be manufactured using the transparent electrode structure.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 투명 전극 구조체를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 배리어 구조를 나타내는 개략적인 단면도들이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 투명 전극 구조체가 적용된 전기 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 투명 전극 구조체가 적용된 전기 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a transparent electrode structure according to example embodiments.
2 to 7 are schematic cross-sectional views illustrating a barrier structure according to some exemplary embodiments.
8 is a schematic cross-sectional view illustrating an electric device to which a transparent electrode structure is applied according to example embodiments.
9 is a schematic cross-sectional view illustrating an electric device to which a transparent electrode structure is applied according to example embodiments.

본 발명의 실시예들은 투명 산화물 전극층 및 금속층의 복층 구조를 포함하고, 배리어 층을 포함하며 향상된 광학 특성 및 안정성을 갖는 투명 전극 구조체를 제공한다. 또한, 상기 투명 전극 구조체가 적용된 조명 소자, 전지 소자 등과 같은 전기 소자를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a transparent electrode structure including a multilayer structure of a transparent oxide electrode layer and a metal layer, including a barrier layer, and having improved optical properties and stability. In addition, it provides an electric device such as a lighting device, a battery device, etc. to which the transparent electrode structure is applied.

이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the contents of the present invention, so the present invention is described in such drawings. It is limited only to matters and should not be interpreted.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 투명 전극 구조체를 나타내는 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a transparent electrode structure according to example embodiments.

도 1을 참조하면, 투명 전극 구조체(100)는 투명 기판(110) 상에 적층된 배리어 구조(140) 및 투명 전극층(150)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 배리어 구조(140) 및 투명 기판(110) 사이에는 하부 절연층(120)이 더 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1, the transparent electrode structure 100 may include a barrier structure 140 and a transparent electrode layer 150 stacked on a transparent substrate 110. In some embodiments, a lower insulating layer 120 may be further included between the barrier structure 140 and the transparent substrate 110.

투명 기판(110)은 높은 광투과율을 갖는 유리, 투명 수지 물질 등을 포함할 수 있다. 상기 투명 수지 물질의 예로서 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 들 수 있다.The transparent substrate 110 may include glass or a transparent resin material having high light transmittance. Examples of the transparent resin material include cyclic olefin polymer (COP), polyethylene terephthalate (PET), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), Polyallylate, polyimide (PI), cellulose acetate propionate (CAP), polyethersulfone (PES), cellulose triacetate (TAC), polycarbonate (PC), cyclic olefin copolymer (COC), And polymethyl methacrylate (PMMA).

일부 실시예들에 있어서, 투명 기판(110) 상에는 하부 절연층(120)이 배치될 수 있다. 하부 절연층(120)은 투명 전극층(150)을 보호하면서, 투명 전극층(150)을 투명 기판(110)으로 전사하기 위한 중개층으로 제공될 수도 있다.In some embodiments, the lower insulating layer 120 may be disposed on the transparent substrate 110. The lower insulating layer 120 may be provided as an intermediary layer for transferring the transparent electrode layer 150 to the transparent substrate 110 while protecting the transparent electrode layer 150.

예를 들면, 하부 절연층(120)은 투명 기판(110)의 상면 상에 순차적으로 적층된 중개층(122) 및 보호층(125)을 포함할 수 있다.For example, the lower insulating layer 120 may include an intermediate layer 122 and a protective layer 125 sequentially stacked on the upper surface of the transparent substrate 110.

중개층(122)은 유기 고분자막을 포함할 수 있으며, 비제한적인 예로서 폴리이미드(polyimide)계 고분자, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol)계 고분자, 폴리아믹산(polyamic acid)계 고분자, 폴리아미드(polyamide)계 고분자, 폴리에틸렌(polyethylene)계 고분자, 폴리스티렌(polystylene)계 고분자, 폴리노보넨(polynorbornene)계 고분자, 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer)계 고분자, 폴리아조벤젠(polyazobenzene)계 고분자, 폴리페닐렌프탈아미드(polyphenylenephthalamide)계 고분자, 폴리에스테르(polyester)계 고분자, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)계 고분자, 폴리아릴레이트(polyarylate)계 고분자, 신나메이트(cinnamate)계 고분자, 쿠마린(coumarin)계 고분자, 프탈리미딘(phthalimidine)계 고분자, 칼콘(chalcone)계 고분자, 방향족 아세틸렌계 고분자 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합되어 사용할 수 있다.The intermediate layer 122 may include an organic polymer film, and as non-limiting examples, a polyimide polymer, a poly vinyl alcohol polymer, a polyamic acid polymer, a polyamide ( polyamide) polymer, polyethylene polymer, polystylene polymer, polynorbornene polymer, phenylmaleimide copolymer polymer, polyazobenzene polymer, polyphenyl Polyphenylenephthalamide polymer, polyester polymer, polymethyl methacrylate polymer, polyarylate polymer, cinnamate polymer, coumarin It may include polymers, phthalimidine polymers, chalcone polymers, aromatic acetylene polymers, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

보호층(125)은 중개층(122) 상에 형성될 수 있다. 보호층(125)은 예를 들면, 아크릴계 고분자 등과 같은 유기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 보호층(125)은 생략될 수도 있다.The protective layer 125 may be formed on the intermediate layer 122. The protective layer 125 may include, for example, an organic material such as an acrylic polymer. In one embodiment, the protective layer 125 may be omitted.

예를 들면, 캐리어 기판(미도시) 상에 하부 절연층(120), 배리어 구조(140) 및 투명 전극층(150)을 형성한 후, 상기 캐리어 기판을 하부 절연층(120)으로부터 박리시킬 수 있다. 이후, 중개층(120)의 박리면에 점접착층을 통해 투명 기판(110)을 접합시킬 수 있다.For example, after forming the lower insulating layer 120, the barrier structure 140, and the transparent electrode layer 150 on a carrier substrate (not shown), the carrier substrate may be separated from the lower insulating layer 120 . Thereafter, the transparent substrate 110 may be bonded to the peeling surface of the intermediate layer 120 through an adhesive layer.

상술한 바와 같이, 투명 전극층(150) 형성 이후, 투명 기판(110)과 결합하는 전사 공정을 통해 투명 전극 구조체(100)를 수득할 수 있다. 따라서, 배리어 구조(140) 또는 투명 전극층(150) 형성 시 수행되는 스퍼터링 공정과 같은 고온 증착 공정에 의해 투명 기판(110)이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 보다 얇은 투명 기판(110)의 활용이 가능하므로 박형의 투명 전극 구조체(100) 및 전기 소자가 용이하게 구현될 수 있다.As described above, after the formation of the transparent electrode layer 150, the transparent electrode structure 100 may be obtained through a transfer process that is coupled to the transparent substrate 110. Therefore, it is possible to prevent the transparent substrate 110 from being damaged by a high temperature deposition process such as a sputtering process performed when the barrier structure 140 or the transparent electrode layer 150 is formed, and the use of the thinner transparent substrate 110 is Because it is possible, the thin transparent electrode structure 100 and the electric device can be easily implemented.

배리어 구조(140)는 하부 절연층(120) 상에 배치될 수 있다. 배리어 구조(140)는 수분 차폐능이 향상된 배리어 물질을 포함할 수 있다.The barrier structure 140 may be disposed on the lower insulating layer 120. The barrier structure 140 may include a barrier material having improved moisture shielding ability.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 배리어 물질은 알루미늄 산화물(예를 들면, Al2O3)-아연 산화물(예를 들면, ZnO) 복합(AlZO) 물질, 실라잔(silazne), 실록산(siloxane) 및/또는 규소 함유 무기 물질을 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the barrier material is an aluminum oxide (eg, Al 2 O 3 )-zinc oxide (eg, ZnO) composite (AlZO) material, silazne, siloxane And/or a silicon-containing inorganic material.

본 출원에 있어서 "실라잔"은 "-Si-N-Si-" 구조를 포함하는 화합물 또는 폴리머를 포괄하는 용어로 사용된다. "실록산"은 "-Si-O-Si-" 구조를 포함하는 화합물 또는 폴리머를 포괄하는 용어로 사용된다.In the present application, "silazane" is used as a term encompassing a compound or polymer including a "-Si-N-Si-" structure. "Siloxane" is used as a term encompassing a compound or polymer comprising a "-Si-O-Si-" structure.

상기 규소 함유 무기 물질의 예로서, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및/또는 실리콘 산질화물을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 바람직하게는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 실리콘 산질화물 중 적어도 2 이상이 함께 사용되며, 보다 바람직하게는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물이 함께 사용될 수 있다.Examples of the silicon-containing inorganic material include silicon oxide, silicon nitride and/or silicon oxynitride. These may be used alone or in combination of two or more. Preferably, at least two or more of silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride are used together, and more preferably, silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride may be used together.

배리어 구조(140)는 상술한 배리어 물질을 포함하는 단층 또는 복층 구조를 가질 수 있다. 복층 구조를 갖는 배리어 구조(140)의 예시들은 도 2 내지 도 7을 참조로 후술한다.The barrier structure 140 may have a single layer or a multilayer structure including the above-described barrier material. Examples of the barrier structure 140 having a multilayer structure will be described later with reference to FIGS. 2 to 7.

배리어 구조(140) 상에는 투명 전극층(150)이 배치될 수 있다. 투명 전극층(150)은 투명 산화물 전극층 및 금속층을 포함하는 복층 구조를 포함할 수 있다.A transparent electrode layer 150 may be disposed on the barrier structure 140. The transparent electrode layer 150 may include a multilayer structure including a transparent oxide electrode layer and a metal layer.

예시적인 실시예들에 따르면, 투명 전극층(150)은 배리어 구조(140)의 상면으로부터 순차적으로 적층된 제1 투명 산화물 전극층(152), 금속층(154) 및 제2 투명 산화물 전극층(156)의 적층 구조를 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the transparent electrode layer 150 includes a first transparent oxide electrode layer 152, a metal layer 154, and a second transparent oxide electrode layer 156 sequentially stacked from the top surface of the barrier structure 140 It can contain structures.

제1 투명 산화물 전극층(152) 및 제2 투명 산화물 전극층(156)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 아연 산화물(ZnO), 인듐 아연 주석 산화물(IZTO), 알루미늄 도핑 아연 산화물(AlZO), 갈륨 도핑 아연 산화물(GZO), 아연 주석 산화물(ZTO), 인듐 갈륨 산화물(IGO), 주석 산화물(SnO2) 등과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.The first transparent oxide electrode layer 152 and the second transparent oxide electrode layer 156 are indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium zinc tin oxide (IZTO), and aluminum-doped zinc oxide. Transparent conductive oxides such as (AlZO), gallium-doped zinc oxide (GZO), zinc tin oxide (ZTO), indium gallium oxide (IGO), and tin oxide (SnO 2 ) may be included.

일부 실시예들에 있어서, 제1 투명 산화물 전극층(152) 및 제2 투명 산화물 전극층(156)은 ITO 또는 IZO를 포함할 수 있다.In some embodiments, the first transparent oxide electrode layer 152 and the second transparent oxide electrode layer 156 may include ITO or IZO.

금속층(154)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC))을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.The metal layer 154 is silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W), Niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), molybdenum (Mo), calcium (Ca) or Alloys thereof (eg, silver-palladium-copper (APC)) may be included. These may be used alone or in combination of two or more.

예시적인 실시예들에 있어서, 금속층(154)은 후술하는 광학 비율 범위를 만족하는 재질을 포함하며, 바람직하게는 APC와 같은 은 합금을 포함할 수 있다.In example embodiments, the metal layer 154 includes a material that satisfies the optical ratio range described below, and preferably includes a silver alloy such as APC.

상술한 바와 같이, 금속층(154)이 투명 전극층(150)에 포함되어 저항을 감소시켜 예를 들면, 조명 소자 및 전지 소자의 활성화 속도 또는 반응 속도를 향상킬 수 있다. 또한, 금속층(154)을 통해 투명 전극 층(150)의 전체적인 유연성이 확보되어 반복 접힘, 폴딩이 인가되는 경우에도 전극 손상이 방지될 수 있다.As described above, the metal layer 154 is included in the transparent electrode layer 150 to reduce resistance, so that, for example, the activation speed or reaction speed of the lighting device and the battery device may be improved. In addition, the overall flexibility of the transparent electrode layer 150 is secured through the metal layer 154, so that damage to the electrode can be prevented even when repeatedly folding or folding is applied.

금속층(154)의 상면 및 하면 상에 상대적으로 내화학성이 향상된 투명 산화물 전극층들(152, 156)을 배치시켜, 금속층(154)의 외부 수분, 공기 침투에 의한 산화, 부식 등을 방지할 수 있다. 또한, 투명 산화물 전극층들(152, 156)에 의해 투명 전극층(150)의 투과율이 향상되어 전기 소자의 광학적 효율을 향상시킬 수 있다.By disposing the transparent oxide electrode layers 152 and 156 having relatively improved chemical resistance on the upper and lower surfaces of the metal layer 154, oxidation and corrosion due to penetration of external moisture and air of the metal layer 154 may be prevented. . In addition, the transmittance of the transparent electrode layer 150 is improved by the transparent oxide electrode layers 152 and 156, so that the optical efficiency of the electric device may be improved.

예시적인 실시예들에 따르면, 투명 산화물 전극층(152, 156)의 굴절률은 금속층(154)과의 굴절률 매칭을 통한 반사 감소를 위해 약 1.7 내지 2.2 범위로 조절될 수 있다. 예를 들면, ITO의 경우 산화 인듐(In2O3) 및 산화 주석(SnO2)의 중량비가 조절된 타겟을 사용한 스퍼터링 공정을 통해 굴절률이 조절될 수 있다.According to exemplary embodiments, the refractive index of the transparent oxide electrode layers 152 and 156 may be adjusted in a range of about 1.7 to 2.2 to reduce reflection through refractive index matching with the metal layer 154. For example, in the case of ITO, the refractive index may be adjusted through a sputtering process using a target in which a weight ratio of indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ) is adjusted.

예시적인 실시예들에 따르면, 금속층 및 투명 산화물 전극층의 굴절률 차이 대비 금속층의 소멸계수의 비율(이하 광학 비율로 지칭한다)은 5 이하일 수 있다(하기 식 1로 표시). 예를 들면, 상기 광학 비율은 약 1 내지 5 범위일 수 있다.According to exemplary embodiments, a ratio of the extinction coefficient of the metal layer to the difference in refractive index between the metal layer and the transparent oxide electrode layer (hereinafter referred to as an optical ratio) may be 5 or less (expressed by Equation 1 below). For example, the optical ratio may range from about 1 to 5.

[식 1][Equation 1]

광학 비율 = 금속층의 소멸 계수/(|투명 산화물 전극층의 굴절률- 금속층의 굴절률|)Optical ratio = extinction coefficient of metal layer/(|refractive index of transparent oxide electrode layer-refractive index of metal layer|)

식 1을 만족하는 경우, 투명 전극층(150)에서의 반사율이 감소되면서, 투과율을 현저히 상승시킬 수 있다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 광학 비율은 약 3이하(예를 들면, 1 내지 3)일 수 있다.When Equation 1 is satisfied, the transmittance may be remarkably increased while the reflectance of the transparent electrode layer 150 is decreased. In a preferred embodiment, the optical ratio may be about 3 or less (eg, 1 to 3).

상기 소멸 계수는 금속층(154)에서의 단위 경로당 빛의 강도를 나타내는 지표로서 하기 수학식 1 및 2로 표시되는 식에 의해 구할 수 있다.The extinction coefficient is an index representing the intensity of light per unit path in the metal layer 154 and can be obtained by equations represented by Equations 1 and 2 below.

[수학식 1][Equation 1]

I = I0e(-αT) I = I 0 e (-αT)

수학식 1 중 α는 흡수 계수, T는 두께, I0 는 투과 전 광의 세기, I 는 투과 후 광의 세기를 나타낸다.In Equation 1, α is the absorption coefficient, T is the thickness, I 0 is the intensity of light before transmission, and I is the intensity of light after transmission.

[수학식 2][Equation 2]

α = 4πk/λ0 α = 4πk/λ 0

수학식 2 중, α는 흡수 계수, k는 소멸 계수, λ0는 광의 파장을 나타낸다.In Equation 2, α is an absorption coefficient, k is an extinction coefficient, and λ 0 is a wavelength of light.

상기 식 1의 광학 비율 범위를 만족함에 따라, 투명 전극층(150)에서의 투과광의 지나친 소멸을 방지하면서 광반사에 따른 발광 효율, 집광 효율 저하를 효과적으로 억제할 수 있다.As the optical ratio range of Equation 1 is satisfied, it is possible to effectively suppress a decrease in luminous efficiency and condensing efficiency due to light reflection while preventing excessive disappearance of transmitted light from the transparent electrode layer 150.

예시적인 실시예들에 있어서, 금속층(154) 및 제1 투명 산화물 전극층(152) 사이의 광학 비율이 5 이하이며, 금속층(154) 및 제2 투명 산화물 전극층(156) 사이의 광학 비율이 5 이하일 수 있다.In exemplary embodiments, the optical ratio between the metal layer 154 and the first transparent oxide electrode layer 152 is 5 or less, and the optical ratio between the metal layer 154 and the second transparent oxide electrode layer 156 is 5 or less. I can.

금속층(154)은 투과율 향상을 위해 제1 및 제2 투명 산화물 전극층(152, 156) 각각의 두께보다 작은 두께로 형성될 수 있다.The metal layer 154 may be formed to have a thickness smaller than that of each of the first and second transparent oxide electrode layers 152 and 156 to improve transmittance.

일부 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 투명 산화물 전극층(152, 156) 각각의 두께는 약 200 내지 800Å, 바람직하게는 약 300 내지 500Å일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 금속층(154)의 두께는 약 50 내지 500Å, 바람직하게는 약 70 내지 200Å일 수 있다.In some embodiments, each of the first and second transparent oxide electrode layers 152 and 156 may have a thickness of about 200 to 800 Å, preferably about 300 to 500 Å. In some embodiments, the thickness of the metal layer 154 may be about 50 to 500 Å, preferably about 70 to 200 Å.

상기 두께 범위 내에서 상술한 식 1의 값과 조합되어 반사율 억제 및 투과율 향상 효과가 보다 효과적으로 구현될 수 있다.By combining with the value of Equation 1 described above within the thickness range, the effect of suppressing reflectance and improving transmittance may be more effectively implemented.

일 실시예에 있어서, 투명 전극층(150) 상에는 인캡슐레이션 필름 또는 이형 필름과 같은 보호 필름이 형성될 수도 있다.In one embodiment, a protective film such as an encapsulation film or a release film may be formed on the transparent electrode layer 150.

상술한 바와 같이, 투명 전극층(150)에 있어서, 금속층(154)과 함께 투명 산화물 전극층(152, 156)을 포함시킴으로써 금속층(154)의 저저항 특성을 활용하면서 수분, 공기에 의한 손상을 방지할 수 있다.As described above, in the transparent electrode layer 150, by including the transparent oxide electrode layers 152 and 156 together with the metal layer 154, it is possible to prevent damage due to moisture and air while utilizing the low resistance characteristics of the metal layer 154. I can.

또한, 투명 전극층(150)에 배리어 구조(140)를 배치하여, 투명 전극층(150)에 침투하는 외부 수분, 외부 공기를 차폐하여 보다 효과적으로 투명 전극층(150)의 기계적, 화학적 안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, by disposing the barrier structure 140 on the transparent electrode layer 150, it is possible to more effectively improve the mechanical and chemical stability of the transparent electrode layer 150 by shielding external moisture and external air penetrating the transparent electrode layer 150. .

일부 실시예들에 있어서, 배리어 구조(140)의 투습도는 40oC, 90% 상대습도 조건에서 10-6 내지 10-1 g/m224hr 범위일 수 있다.In some embodiments, the moisture permeability of the barrier structure 140 may be in the range of 10 -6 to 10 -1 g/m 2 24 hr at 40 o C and 90% relative humidity.

일부 실시예들에 있어서, 배리어 구조(140)의 표면 조도(roughness)는 약 5nm 이하일 수 있다. 바람직하게는 배리어 구조(140)의 표면 조도는 약 4nm 이하일 수 있으며, 보다 바람직하게는 약 3nm 이하일 수 있다.In some embodiments, the surface roughness of the barrier structure 140 may be about 5 nm or less. Preferably, the surface roughness of the barrier structure 140 may be about 4 nm or less, more preferably about 3 nm or less.

상기 표면 조도 범위를 만족하는 경우, 투명 전극 구조체(100)의 표면이 거칠어짐에 따른 전극 저항 차이를 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 투명 전극 구조체(100) 내 전극 저항 차이로 인해 형성되는 얼룩 또는 암점(dark spot)을 효과적으로 방지할 수 있다.When the surface roughness range is satisfied, a difference in electrode resistance due to the roughening of the surface of the transparent electrode structure 100 can be effectively prevented. Accordingly, spots or dark spots formed due to a difference in electrode resistance in the transparent electrode structure 100 can be effectively prevented.

예를 들면, 배리어 구조(140)의 표면 조도가 감소될수록 배리어 구조(140)의 표면이 조밀하게 형성되므로, 배리어 구조(140)의 투습도가 감소될 수 있다. 이에 따라, 투명 전극층(150)에 침투하는 외부 수분, 외부 공기를 차폐하여 보다 효과적으로 투명 전극층(150)의 기계적, 화학적 안정성을 향상시킬 수 있다.For example, as the surface roughness of the barrier structure 140 decreases, the surface of the barrier structure 140 is formed densely, so that the moisture permeability of the barrier structure 140 may be reduced. Accordingly, it is possible to more effectively improve the mechanical and chemical stability of the transparent electrode layer 150 by shielding external moisture and external air penetrating the transparent electrode layer 150.

일부 실시예들에 있어서, 배리어 구조(140)의 표면 조도는 예를 들면 0.2nm 이상, 보다 바람직하게는 0.3nm 이상일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 배리어 구조(140)와 투명 전극층(150) 사이의 접착력이 증가되어 투명 전극 구조체(100)의 기계적 특성이 향상될 수 있다.In some embodiments, the surface roughness of the barrier structure 140 may be, for example, 0.2 nm or more, more preferably 0.3 nm or more. When the above range is satisfied, the adhesive force between the barrier structure 140 and the transparent electrode layer 150 is increased, so that mechanical properties of the transparent electrode structure 100 may be improved.

일부 실시예들에 있어서, 배리어 구조(140)는 AlZO 물질, 실록산, 실라잔 또는 규소 함유 무기 물질을 포함하는 배리어 층 및 상기 배리어 층 상에 적층된 유기층을 더 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 배리어 층이 AlZO 물질, 실록산 또는 규소 함유 무기 물질을 포함할 수 있다.In some embodiments, the barrier structure 140 may further include a barrier layer including an AlZO material, siloxane, silazane, or a silicon-containing inorganic material, and an organic layer stacked on the barrier layer. More preferably, the barrier layer may include an AlZO material, a siloxane or a silicon-containing inorganic material.

예를 들면, 상기 배리어 층이 AlZO 물질, 실록산 또는 규소 함유 무기 물질을 포함하는 경우 투명 전극 구조체의 내습성이 보다 향상될 수 있다.For example, when the barrier layer includes an AlZO material, a siloxane, or a silicon-containing inorganic material, the moisture resistance of the transparent electrode structure may be further improved.

예를 들면, 상기 배리어 층이 AIZO 물질을 포함하는 경우 배리어 구조(140)의 표면 조도는 약 0.1 내지 1.5 nm일 수 있다. 상기 배리어 층이 실록산을 포함하는 경우 배리어 구조(140)의 표면 조도는 약 0.2 내지 4.0 nm일 수 있다. 상기 배리어 층이 규소 함유 무기물질을 포함하는 경우 배리어 구조(140)의 표면 조도는 약 0.2 내지 5.5 nm일 수 있다. For example, when the barrier layer includes an AIZO material, the surface roughness of the barrier structure 140 may be about 0.1 to 1.5 nm. When the barrier layer includes siloxane, the surface roughness of the barrier structure 140 may be about 0.2 to 4.0 nm. When the barrier layer includes a silicon-containing inorganic material, the surface roughness of the barrier structure 140 may be about 0.2 to 5.5 nm.

도 2 내지 도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 배리어 구조를 나타내는 개략적인 단면도들이다. 2 to 7 are schematic cross-sectional views illustrating a barrier structure according to some exemplary embodiments.

상술한 바와 같이, 도 1에 도시된 배리어 구조(140)는 상술한 배리어 물질을 포함하는 복층 구조의 배리어 구조를 포함할 수 있다.As described above, the barrier structure 140 illustrated in FIG. 1 may include a barrier structure of a multilayer structure including the above-described barrier material.

도 2를 참조하면, 상기 배리어 구조는 상술한 배리어 물질을 포함하는 배리어 층(80) 및 배리어 층(80) 상에 적층된 유기층(90)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the barrier structure may include a barrier layer 80 including the above-described barrier material and an organic layer 90 stacked on the barrier layer 80.

유기층(90)은 예를 들면, 아크릴계 수지 또는 실록산계 수지를 포함할 수 있다. 유기층(90)이 배리어 층(80) 상에 형성됨에 따라, 상기 배리어 물질의 에칭 손상, 열 손상과 같은 공정 손상을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 이 경우, 배리어 층(80)은 AlZO 물질, 실록산 또는 규소 함유 무기 물질을 포함할 수 있다. The organic layer 90 may include, for example, an acrylic resin or a siloxane resin. As the organic layer 90 is formed on the barrier layer 80, process damage such as etching damage and thermal damage of the barrier material may be prevented or reduced. In this case, the barrier layer 80 may include an AlZO material, a siloxane, or a silicon-containing inorganic material.

또한, 배리어 층(80)이 AlZO 물질을 포함하는 경우, 배리어 층(80)에서 생성될 수 있는 기생 전류를 유기층(90)에 의해 차단할 수도 있다. 유기층(90)은 투명 전극층(150) 및 배리어 층(80) 사이에 배치될 수 있다.Also, when the barrier layer 80 includes an AlZO material, parasitic currents that may be generated in the barrier layer 80 may be blocked by the organic layer 90. The organic layer 90 may be disposed between the transparent electrode layer 150 and the barrier layer 80.

도 3을 참조하면, 상기 배리어 구조는 복층 구조의 배리어 층 적층체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 하부 배리어층(80a) 및 상부 배리어층(80b)을 포함하는 배리어 층 적층체 상에 유기막(90)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the barrier structure may include a multilayered barrier layer stack. For example, the organic layer 90 may be formed on the barrier layer stack including the lower barrier layer 80a and the upper barrier layer 80b.

일 실시예에 있어서, 하부 배리어층(80a) 및 상부 배리어층(80b)은 각각 독립적으로 AlZO 물질 또는 실라잔을 포함할 수 있다.In one embodiment, the lower barrier layer 80a and the upper barrier layer 80b may each independently include AlZO material or silazane.

도 4를 참조하면, 배리어 층(80) 및 유기막(90)이 교대로, 반복적으로 적층될 수도 있다. 이 경우, 배리어 층들(80)이 서로 이격되어 복수로 포함됨에 따라 수분 차폐 특성이 보다 향상될 수 있다. 상술한 바와 같이, 배리어 층들(80)은 각각 AlZO 물질, 실록산, 규소 함유 무기 물질 또는 실라잔을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the barrier layer 80 and the organic layer 90 may be alternately and repeatedly stacked. In this case, as the barrier layers 80 are separated from each other and included in a plurality, moisture shielding characteristics may be further improved. As described above, each of the barrier layers 80 may include AlZO material, siloxane, silicon-containing inorganic material, or silazane.

도 5를 참조하면, 상기 배리어 구조는 제1 배리어층(82) 및 제2 배리어층(84)을 포함하는 복층 구조(예를 들면, 2층 구조)를 가질 수 있다.Referring to FIG. 5, the barrier structure may have a multilayer structure (eg, a two-layer structure) including a first barrier layer 82 and a second barrier layer 84.

일 실시예에 있어서, 제1 배리어층(82) 및 제2 배리어층(84)은 상기 규소 함유 무기 물질을 포함할 수 있다.In one embodiment, the first barrier layer 82 and the second barrier layer 84 may include the silicon-containing inorganic material.

일 실시예에 있어서, 제1 배리어층(82)은 상기 규소 함유 무기 물질을 포함하며, 제2 배리어층(84)은 실라잔을 포함할 수 있다.In one embodiment, the first barrier layer 82 may include the silicon-containing inorganic material, and the second barrier layer 84 may include silazane.

도 6을 참조하면, 제2 배리어층(84)은 제1 배리어층들(82) 사이에 샌드위치될 수 있다. 예를 들면, 제1 배리어층들(82)이 각각 제2 배리어층(84)의 상면 및 저면 상에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6, the second barrier layer 84 may be sandwiched between the first barrier layers 82. For example, the first barrier layers 82 may be formed on the top and bottom surfaces of the second barrier layer 84, respectively.

일 실시예에 있어서, 상기 규소 함유 무기 물질을 포함하는 제1 배리어층들(82)이 실라잔 함유 제2 배리어층(84)의 상면 및 하면을 커버함으로써, 투명 전극층(150)으로의 수분 확산을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.In one embodiment, the first barrier layers 82 including the silicon-containing inorganic material cover the upper and lower surfaces of the silazane-containing second barrier layer 84 to diffuse moisture into the transparent electrode layer 150 Can be blocked more effectively.

도 7을 참조하면, 제1 배리어층(82) 및 제2 배리어층(84)은 교대로, 반복적으로 적층되어 4층 이상의 구조체로 형성될 수도 있다. Referring to FIG. 7, the first barrier layer 82 and the second barrier layer 84 may be alternately and repeatedly stacked to form a structure of four or more layers.

일 실시예에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 규소 함유 무기 물질을 포함하는 제1 배리어층들(82) 및 실라잔 함유 제2 배리어층들(84)이 교대로 적층되어 4층 구조의 적층체가 배리어 구조로 활용될 수 있다.In one embodiment, as shown in FIG. 7, first barrier layers 82 including the silicon-containing inorganic material and second barrier layers 84 containing silazane are alternately stacked to have a four-layer structure. The laminate can be used as a barrier structure.

도 2 내지 도 7에 도시된 배리어 층 각각은 포함되는 물질에 따라 적절히 두께가 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 배리어 층이 AlZO물질을 포함하는 경우 상기 배리어 층의 두께는 약 10 nm 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 배리어 층이 실라잔을 포함하는 경우 상기 배리어 층의 두께는 약 100nm 내지 2㎛일 수 있다. 상기 배리어 층이 규소 함유 무기 물질을 포함하는 경우, 상기 배리어 층의 두께는 약 10nm 내지 약 1㎛일 수 있다.Each of the barrier layers illustrated in FIGS. 2 to 7 may have a thickness appropriately adjusted according to the included material. For example, when the barrier layer includes an AlZO material, the thickness of the barrier layer may be about 10 nm to about 1 μm. When the barrier layer includes silazane, the thickness of the barrier layer may be about 100 nm to 2 μm. When the barrier layer includes a silicon-containing inorganic material, the thickness of the barrier layer may be about 10 nm to about 1 μm.

상술한 배리어 구조의 투습도는 40oC, 90% 상대습도 조건에서 10-6 내지 10-1 g/m224hr 범위일 수 있다.The moisture permeability of the barrier structure described above may be in the range of 10 -6 to 10 -1 g/m 2 24 hr under 40 o C and 90% relative humidity conditions.

도 8은 예시적인 실시예들에 따른 투명 전극 구조체가 적용된 전기 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다. 예를 들면, 도 8은 상술한 예시적인 실시예들에 따른 투명 전극 구조체를 포함한 조명 소자를 도시하고 있다.8 is a schematic cross-sectional view illustrating an electric device to which a transparent electrode structure is applied according to example embodiments. For example, FIG. 8 illustrates a lighting device including a transparent electrode structure according to the above-described exemplary embodiments.

도 8을 참조하면, 조명 소자(200)는 상술한 투명 전극 구조체(100) 상에 순차적으로 적층된 발광층(160) 및 상부 전극(170)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the lighting device 200 may include a light emitting layer 160 and an upper electrode 170 sequentially stacked on the above-described transparent electrode structure 100.

발광층(160) 예를 들면, 당해 기술 분야에 공지된 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 조명 소자(200)는 OLED 조명 소자로 제공될 수 있다. The light emitting layer 160 may include, for example, an organic light emitting material known in the art. In this case, the lighting device 200 may be provided as an OLED lighting device.

일 실시예에 있어서, 투명 전극층(150) 및 발광층(160) 사이에 정공 수송층(Hole Transport Layer: HTL)이 더 포함될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 발광층(160) 및 상부 전극(170) 사이에 전자 수송층(Electron Transport Layer: ETL)이 더 포함될 수도 있다.In one embodiment, a hole transport layer (HTL) may be further included between the transparent electrode layer 150 and the light emitting layer 160. In an embodiment, an electron transport layer (ETL) may be further included between the light emitting layer 160 and the upper electrode 170.

예를 들면, 투명 전극층(150)은 조명 소자(200)의 애노드로 제공될 수 있으며, 조명 소자(200)는 투명 기판(110)을 통해 발광되는 저면 발광 방식(bottom-emission type)일 수 있다. 이 경우, 상부 전극(170)은 조명 소자(200)의 캐소드 및 반사 전극으로 제공될 수 있다.For example, the transparent electrode layer 150 may be provided as an anode of the lighting device 200, and the lighting device 200 may be a bottom-emission type that emits light through the transparent substrate 110. . In this case, the upper electrode 170 may be provided as a cathode and a reflective electrode of the lighting element 200.

도 9는 예시적인 실시예들에 따른 투명 전극 구조체가 적용된 전기 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다. 예를 들면, 도 9는 상술한 예시적인 실시예들에 따른 투명 전극 구조체를 포함한 태양 전지(solar cell)와 같은 전지 소자를 도시하고 있다.9 is a schematic cross-sectional view illustrating an electric device to which a transparent electrode structure is applied according to example embodiments. For example, FIG. 9 shows a battery device such as a solar cell including a transparent electrode structure according to the above-described exemplary embodiments.

도 9를 참조하면, 전지 소자(300)는 상술한 투명 전극 구조체(100) 상에 순차적으로 적층된 광 활성층(photo-active layer)(180) 및 상부 전극(190)을 포함할 수 있다. 광 활성층(180)은 예를 들면, 태양 전지(solar cell)에 포함되는 당해 기술분야에서 공지된 유기 고분자를 포함하는 광 흡수층을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the battery device 300 may include a photo-active layer 180 and an upper electrode 190 sequentially stacked on the above-described transparent electrode structure 100. The photoactive layer 180 may include, for example, a light absorbing layer including an organic polymer known in the art included in a solar cell.

일 실시예에 있어서, 투명 전극층(150) 및 광 활성층(180) 사이에는 정공 수송층이 더 포함될 수도 있다.In an embodiment, a hole transport layer may be further included between the transparent electrode layer 150 and the photoactive layer 180.

일 실시예에 있어서, 투명 전극층(150)은 전지 소자(300)의 애노드로 제공되며, 상부 전극(190)은 전지 소자(300)의 캐소드로 제공될 수 있다.In one embodiment, the transparent electrode layer 150 may be provided as an anode of the battery element 300, and the upper electrode 190 may be provided as a cathode of the battery element 300.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred embodiments are presented to aid the understanding of the present invention, but these examples are only illustrative of the present invention and do not limit the scope of the appended claims, and examples within the scope and spirit of the present invention It is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible, and it is natural that such modifications and modifications fall within the scope of the appended claims.

실시예 1Example 1

투명 유리(캐리어 기판) 상에 폴리이미드계 고분자를 포함하는 하부 절연층, AlZO 물질을 포함하는 배리어 구조, 3층 구조의 전극층(ITO층, Cu층 및 ITO층)을 순차적으로 적층하였다.On the transparent glass (carrier substrate), a lower insulating layer containing a polyimide polymer, a barrier structure containing an AlZO material, and a three-layer electrode layer (ITO layer, Cu layer, and ITO layer) were sequentially laminated.

구체적으로, 상기 배리어 구조의 두께는 2㎛이었고, 상기 전극층의 두께는 84nm이었다.Specifically, the thickness of the barrier structure was 2 μm, and the thickness of the electrode layer was 84 nm.

상기 배리어 구조는 스퍼터링 공정 챔버에서 AlZO 타겟을 이용하여 상기 하부 절연층 상에 배리어 층을 증착하여 형성되었다. 이 후, 상기 배리어 구조 상에 유기층을 형성하였다.The barrier structure was formed by depositing a barrier layer on the lower insulating layer using an AlZO target in a sputtering process chamber. Thereafter, an organic layer was formed on the barrier structure.

AFM(PSIA XE-100)을 사용하였으며, 스캔 사이즈 1.5㎛ 사방, 스캔 rate 1.0Hz 조건으로 측정한 상기 배리어 구조의 표면 조도는 0.5nm 였다.AFM (PSIA XE-100) was used, and the surface roughness of the barrier structure was 0.5 nm measured under conditions of a scan size of 1.5 μm square and a scan rate of 1.0 Hz.

상기 하부 절연층, 상기 배리어 구조 및 상기 투명 전극층의 적층체로부터 유리 기판을 박리한 후 하부 절연층의 하부에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 부착하였다.After peeling the glass substrate from the laminate of the lower insulating layer, the barrier structure and the transparent electrode layer, polyethylene terephthalate (PET) was attached to the lower portion of the lower insulating layer.

실시예 2 내지 6Examples 2 to 6

배리어 구조에 포함된 배리어 물질의 종류 및 상기 스퍼터링 공정의 산소량 및 power를 조절하여 표면 조도를 하기 표 1에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 전극 구조체를 제조 하였다.A transparent electrode structure was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the type of the barrier material included in the barrier structure and the amount and power of oxygen in the sputtering process were adjusted to change the surface roughness as described in Table 1 below.

실시예 7 내지 11Examples 7 to 11

배리어 구조에 포함된 배리어 물질의 종류를 규소 함유 무기 물질로 변경하고, 이를 CVD 방법을 통해 배리어 구조를 형성한 제조한 점을 제외하고 실시예 1과 동일하게 투명 전극 구조체를 제조하였다.A transparent electrode structure was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the type of the barrier material included in the barrier structure was changed to an inorganic material containing silicon, and the barrier structure was formed through the CVD method.

실시예 12Example 12

배리어 구조에 포함된 배리어 물질의 종류를 실라잔으로 변경하고, 이를 스핀 코팅 방법을 통해 배리어 구조를 형성한 제조한 점을 제외하고 실시예 1과 동일하게 투명 전극 구조체를 제조하였다.A transparent electrode structure was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the type of the barrier material included in the barrier structure was changed to silazane, and the barrier structure was formed through a spin coating method.

비교예 Comparative example

캐리어 기판 상에 배리어 구조 형성을 생략한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 투명 전극 구조체를 제조하였다.A transparent electrode structure was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the formation of the barrier structure on the carrier substrate was omitted.

구분division 배리어 물질Barrier material 표면 조도(nm)Surface roughness (nm) 실시예 1Example 1 AlZO 물질AlZO material 0.50.5 실시예 2Example 2 AlZO/실록산(siloxane)복합체AlZO/siloxane complex 0.70.7 실시예 3Example 3 AlZO 물질AlZO material 0.40.4 실시예 4Example 4 AlZO 물질AlZO material 0.30.3 실시예 5Example 5 AlZO 물질AlZO material 0.20.2 실시예 6Example 6 AlZO 물질AlZO material 0.190.19 실시예 7Example 7 규소 함유 무기 물질Inorganic substances containing silicon 33 실시예 8Example 8 규소 함유 무기 물질Inorganic substances containing silicon 3.13.1 실시예 9Example 9 규소 함유 무기 물질Inorganic substances containing silicon 44 실시예 10Example 10 규소 함유 무기 물질Inorganic substances containing silicon 55 실시예 11Example 11 규소 함유 무기 물질Inorganic substances containing silicon 5.15.1 실시예 12Example 12 규소 함유 무기 물질Inorganic substances containing silicon 0.20.2 실시예 13Example 13 실라잔(silazane)Silazane 3.53.5 비교예Comparative example -- --

실험예Experimental example

<초기 암점 발생 여부><Initial dark spot occurrence>

제조된 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에 따른 투명 전극 구조체를 포함하는 OLED 조명 소자를 제조하였다.An OLED lighting device including the transparent electrode structures according to the prepared Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 was manufactured.

제조된 OLED 조명 소자에 전압을 가해 빛을 발생시켰다. 상기 OLED 조명 소자의 상측에서 관찰하며, 온도 60℃, 습도90% 의 조건에서 시간에 따라 발생되는 조명 내에 암점이 존재하는지 여부를 육안으로 관찰하였다.Light was generated by applying voltage to the manufactured OLED lighting device. It was observed from the upper side of the OLED lighting device, and it was observed with the naked eye whether or not dark spots exist in the lighting generated over time under the conditions of a temperature of 60°C and a humidity of 90%.

초기 암점이 형성되지 않은 경우를 ◎, 초기 암점이 1개 형성된 경우를 ○, 초기 암점이 2개 형성된 경우를 △, 초기 암점이 3개 이상 형성된 경우를 X로 표시하였다. 측정 결과를 표 2에 나타내었다.A case in which no initial dark spot was formed is indicated as ◎, a case in which one initial dark point was formed is indicated as ○, a case where two initial dark points are formed is indicated as △, and a case where three or more initial dark points are formed is indicated as X. Table 2 shows the measurement results.

<투습도의 측정><Measurement of moisture permeability>

MOCON Aquatran 2을 이용하여 JIS-K7129(온도 40℃, 습도 90%RH) 표준에 따라 실시예 1 내지 4 및 비교예에 따른 투명 전극 구조체의 수증기 투과율을 측정하였다.Using MOCON Aquatran 2, the water vapor transmittance of the transparent electrode structures according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples was measured according to JIS-K7129 (temperature 40° C., humidity 90% RH).

측정 결과를 표 2에 나타내었다.Table 2 shows the measurement results.

구분division 초기 암점 발생 여부Whether early dark spots occur 투습도(g/m2/day)Water vapor transmission rate (g/m 2 /day) 실시예 1Example 1 ◎◎ 0.000050.00005 실시예 2Example 2 ◎◎ 0.00070.0007 실시예 3Example 3 ◎◎ 0.000070.00007 실시예 4Example 4 ◎◎ 0.000070.00007 실시예 5Example 5 ◎◎ 0.000050.00005 실시예 6Example 6 ◎◎ 0.000050.00005 실시예 7Example 7 ◎◎ 0.0030.003 실시예 8Example 8 ○○ 0.00410.0041 실시예 9Example 9 ○○ 0.00540.0054 실시예 10Example 10 ○○ 0.00570.0057 실시예 11Example 11 △△ 0.00620.0062 실시예 12Example 12 ○○ 0.00005 이하0.00005 or less 실시예 13Example 13 ○○ 0.750.75 비교예Comparative example XX 1818

상기 표 2를 참고하면, 배리어 구조를 포함하지 않은 비교예에 따른 투명 전극 구조체는 높은 수증기 투과율을 가지며, 투명 전극 구조체 표면에 암점이 존재하였다. 그 결과 비교예에 따른 투명 전극 구조체에 전류를 흘려줄 경우 상기 암점에 의해 상기 투명 전극 구조체의 광학 특성이 점차 저하되었다.Referring to Table 2, the transparent electrode structure according to the comparative example not including the barrier structure has a high water vapor transmittance, and dark spots exist on the surface of the transparent electrode structure. As a result, when current is passed through the transparent electrode structure according to the comparative example, the optical properties of the transparent electrode structure gradually deteriorate due to the dark spot.

또한, 배리어 구조의 표면 조도가 5nm 이하인 실시예 1 내지 10 및 실시예 12 내지 13은 실시예 11과 달리 한 초기 암점의 발생 정도가 적었으며, 보다 우수한 투습도를 나타내었다.In addition, Examples 1 to 10 and Examples 12 to 13, in which the barrier structure had a surface roughness of 5 nm or less, had less occurrence of an initial dark spot and exhibited better moisture permeability, unlike Example 11.

또한, 표면 조도가 0.2nm 미만인 실시예 6의 경우 초기 암점의 발생 정도가 적고, 낮은 투습도를 나타내었으나, 배리어 구조 및 투명 기판의 접착력이 다소 감소되었다.In addition, in the case of Example 6 having a surface roughness of less than 0.2 nm, the degree of occurrence of initial dark spots was small and the moisture permeability was low, but the adhesion of the barrier structure and the transparent substrate was somewhat reduced.

80: 배리어 층 90: 유기층
100: 투명 전극 구조체 110: 투명 기판
120: 하부 절연층 122: 중개층
125: 보호층 140: 배리어 구조
150: 투명 전극층 152: 제1 투명 산화물 전극층
154: 금속층 156: 제2 투명 산화물 전극층80: barrier layer 90: organic layer
100: transparent electrode structure 110: transparent substrate
120: lower insulating layer 122: intermediate layer
125: protective layer 140: barrier structure
150: transparent electrode layer 152: first transparent oxide electrode layer
154: metal layer 156: second transparent oxide electrode layer

Claims (19)

투명 기판;
상기 투명 기판 상에 배치되며 투명 산화물 전극층 및 금속층의 복층 구조를 포함하는 투명 전극층; 및
상기 투명 기판 및 상기 투명 전극층 사이에 배치되며, 알루미늄 산화물-아연 산화물 복합(AlZO) 물질, 실라잔(silazane), 실록산(siloxane) 또는 규소 함유 무기 물질 중 적어도 하나의 배리어 물질을 포함하는 배리어 구조를 포함하는, 투명 전극 구조체.
Transparent substrate;
A transparent electrode layer disposed on the transparent substrate and including a multilayer structure of a transparent oxide electrode layer and a metal layer; And
A barrier structure disposed between the transparent substrate and the transparent electrode layer and including at least one barrier material of an aluminum oxide-zinc oxide composite (AlZO) material, silazane, siloxane, or a silicon-containing inorganic material. Containing, a transparent electrode structure.
 청구항 1에 있어서, 상기 투명 전극층은 하기 식 1로 정의된 광학 비율이 5 이하인, 투명 전극 구조체:
[식 1]
광학 비율 = 금속층의 소멸 계수/(|투명 산화물 전극층 굴절률-금속층 굴절률|)
The transparent electrode structure according to claim 1, wherein the transparent electrode layer has an optical ratio of 5 or less as defined by the following Formula 1:
[Equation 1]
Optical ratio = extinction coefficient of the metal layer/(|transparent oxide electrode layer refractive index-metal layer refractive index|)
 청구항 1에 있어서, 상기 투명 산화물 전극층은 제1 투명 산화물 전극층 및 제2 투명 산화물 전극층을 포함하며,
상기 금속층은 상기 제1 투명 산화물 전극층 및 상기 제2 투명 산화물 전극층 사이에 배치된, 투명 전극 구조체.
The method according to claim 1, wherein the transparent oxide electrode layer comprises a first transparent oxide electrode layer and a second transparent oxide electrode layer,
The metal layer is disposed between the first transparent oxide electrode layer and the second transparent oxide electrode layer, a transparent electrode structure.
 청구항 3에 있어서, 상기 금속층 및 상기 제1 투명 산화물 전극층 사이의 광학 비율은 5 이하이며, 상기 금속층 및 상기 제2 투명 산화물 전극층 사이의 광학 비율은 5 이하인, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure according to claim 3, wherein an optical ratio between the metal layer and the first transparent oxide electrode layer is 5 or less, and an optical ratio between the metal layer and the second transparent oxide electrode layer is 5 or less.
 청구항 3에 있어서, 상기 제1 투명 산화물 전극층 및 상기 제2 투명 산화물 전극층의 두께는 각각 200 내지 800Å이며, 상기 금속층의 두께는 50 내지 500Å인, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 3, wherein the first transparent oxide electrode layer and the second transparent oxide electrode layer each have a thickness of 200 to 800 Å, and the metal layer has a thickness of 50 to 500 Å.
 청구항 1에 있어서, 상기 투명 산화물 전극층의 굴절률은 1.7 내지 2.2이며, 상기 금속층은 은(Ag) 합금을 포함하는, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 1, wherein the transparent oxide electrode layer has a refractive index of 1.7 to 2.2, and the metal layer comprises a silver (Ag) alloy.
 청구항 1에 있어서, 상기 배리어 구조는 상기 배리어 물질을 포함하는 배리어 층 및 상기 배리어 층 상에 적층된 유기층을 더 포함하는, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 1, wherein the barrier structure further comprises a barrier layer including the barrier material and an organic layer stacked on the barrier layer.
 청구항 7에 있어서, 상기 배리어 층은 상기 AlZO 물질 또는 실라잔을 포함하는, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 7, wherein the barrier layer comprises the AlZO material or silazane.
 청구항 7에 있어서, 상기 배리어 구조는 교대로 복수로 적층된 상기 배리어 층들 및 상기 유기층들을 포함하는, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 7, wherein the barrier structure includes the barrier layers and the organic layers alternately stacked in a plurality.
 청구항 1에 있어서, 상기 배리어 구조는 각각 상기 배리어 물질을 포함하는 제1 배리어 층 및 제2 배리어 층을 포함하는 복층 구조를 갖는, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 1, wherein the barrier structure has a multilayer structure including a first barrier layer and a second barrier layer each including the barrier material.
 청구항 10에 있어서, 상기 제1 배리어 층은 상기 규소 함유 무기 물질을 포함하며, 상기 제2 배리어 층은 실라잔을 포함하는, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 10, wherein the first barrier layer comprises the silicon-containing inorganic material, and the second barrier layer comprises silazane.
 청구항 11에 있어서, 상기 배리어 구조는 상기 제2 배리어 층을 사이에 두고 마주보는 한 쌍의 상기 제1 배리어 층들을 포함하는, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 11, wherein the barrier structure includes a pair of the first barrier layers facing each other with the second barrier layer therebetween.
 청구항 11에 있어서, 상기 배리어 구조는 교대로 복수로 적층된 상기 제1 배리어 층들 및 상기 제2 배리어 층들을 포함하는, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 11, wherein the barrier structure includes the first barrier layers and the second barrier layers alternately stacked in a plurality.
 청구항 1에 있어서, 상기 배리어 구조의 표면 조도(roughness)는 5nm 이하인, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure according to claim 1, wherein the barrier structure has a surface roughness of 5 nm or less.
 청구항 14에 있어서, 상기 배리어 구조의 표면 조도(roughness)는 0.2 내지 3nm인, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 14, wherein the barrier structure has a surface roughness of 0.2 to 3 nm.
 청구항 1에 있어서, 상기 투명 기판 및 상기 배리어 구조 사이에 배치된 하부 절연층을 더 포함하는, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 1, further comprising a lower insulating layer disposed between the transparent substrate and the barrier structure.
 청구항 16에 있어서, 상기 하부 절연층은 유기 고분자 물질을 포함하는 전사 중개층을 포함하는, 투명 전극 구조체.
The transparent electrode structure of claim 16, wherein the lower insulating layer comprises a transfer intermediate layer containing an organic polymer material.
 청구항 1의 투명 전극 구조체;
상기 투명 전극 구조체 상에 배치된 유기 발광층; 및
상기 유기 발광층 상에 배치된 상부 전극을 포함하는, 조명 소자.
The transparent electrode structure of claim 1;
An organic light emitting layer disposed on the transparent electrode structure; And
A lighting device comprising an upper electrode disposed on the organic emission layer.
 청구항 1의 투명 전극 구조체;
상기 투명 전극 구조체 상에 배치된 광 활성층; 및
상기 광 활성층 상에 배치된 상부 전극을 포함하는, 태양 전지.The transparent electrode structure of claim 1;
A photoactive layer disposed on the transparent electrode structure; And
A solar cell comprising an upper electrode disposed on the photoactive layer.
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