[go: up one dir, main page]

KR101260299B1 - 투명전극 및 그 제조방법 - Google Patents

투명전극 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101260299B1
KR101260299B1 KR1020110003248A KR20110003248A KR101260299B1 KR 101260299 B1 KR101260299 B1 KR 101260299B1 KR 1020110003248 A KR1020110003248 A KR 1020110003248A KR 20110003248 A KR20110003248 A KR 20110003248A KR 101260299 B1 KR101260299 B1 KR 101260299B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive oxide
transparent conductive
transparent electrode
metal
layer
Prior art date
Application number
KR1020110003248A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120081876A (ko
Inventor
김한기
정진아
Original Assignee
경희대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경희대학교 산학협력단 filed Critical 경희대학교 산학협력단
Priority to KR1020110003248A priority Critical patent/KR101260299B1/ko
Publication of KR20120081876A publication Critical patent/KR20120081876A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101260299B1 publication Critical patent/KR101260299B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/08—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/138—Manufacture of transparent electrodes, e.g. transparent conductive oxides [TCO] or indium tin oxide [ITO] electrodes
    • 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

Landscapes

  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

본 발명은 투명 전도성 산화물과 전도도가 우수한 금속선을 결합함으로써 낮은 비저항 및 투과도를 확보할 수 있는 새로운 구조의 투명전극 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 의한 투명전극은, 전도성과 투과성을 갖는 투명 전도성 산화물층, 투명 전도성 산화물층의 일면에 접하여 금속선층을 형성하는 복수의 금속선을 포함하고, 금속선층의 상하면에 투명 전도성 산화물층이 적층된 2n+1층(n은 1 이상의 정수)의 샌드위치 구조를 갖는다. 본 발명에 의한 투명전극은 복수의 금속선을 투명 전도성 산화물층 사이에 삽입함으로써, 낮은 저항을 확보할 수 있고, 금속선의 폭, 두께, 배치 간격 조절을 통해 투과도를 확보할 수 있다. 따라서, 금속의 낮은 비저항 특성과 투명 전도성 산화물의 높은 투과도 특성을 동시에 가짐으로써 다양한 전자소자의 투명전극으로 이용될 수 있다.

Description

투명전극 및 그 제조방법{Transparent electrode and fabrication method for the same}
본 발명은 투명전극에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투명 전도성 산화물과 금속선을 결합한 새로운 구조의 투명전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.
디스플레이나 태양전지 등의 전자소자에는 높은 투과율과 낮은 비저항을 갖는 투명전극이 핵심 소재로 사용되고 있다. 투명전극 소재로는 얇은 막 형태로 제조된 투명 전도성 산화물(Transparent Conducting Oxide: TCO)이 대표적이다.
투명 전도성 산화물은 가시광선 영역에서의 높은 광학적 투과도(85% 이상)와 낮은 비저항(1×10-3 Ω·cm)을 동시에 갖는 산화물계의 축퇴된(degenerate) 반도체 전극을 총칭하는 것으로, 면저항 크기에 따라 정전기 방지막, 전자파 차폐 등의 기능성 박막과 평판 디스플레이, 태양전지, 터치 패널, 투명 트랜지스터, 플렉시블 광전소자, 투명 광전소자 등의 핵심 전극 재료로 사용되고 있다. 투명 산화물 전극으로 인듐 산화물에 10wt%의 주석산화물이 도핑된 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, 이하, 'ITO' 한다)이 대표적이다.
현재, 평판 디스플레이(LCD, AMOLED, PDP, FED), 태양전지(CIGS, Si-SC, OSC), 터치 패널, 레이저 다이오드(LD), 발광 다이오드(LED) 등 투명 전자소자에 사용되는 투명전극은 고가의 진공 공정(스퍼터링)을 통해 제작된다. 이렇게 진공 공정을 이용하면, 제작 단가가 높아지고, 제작 소요시간이 길어지는 문제가 있다. 따라서, 저가의 전자소자를 구현하기 위해서는 저가형 공정이 필요하며, 상압 기반의 인쇄 공정 기술이 차세대 저가형 공정 기술로 급부상하고 있다.
최근 인쇄 공정 기술은 디스플레이, RFID, 메모리, 태양전지, 센서, 투명 트랜지스터 등의 새로운 제품군으로 그 응용 분야가 확대되고 있다. 인쇄 공정으로는 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 그라비아 인쇄법, 플랙소, 리소그래피 등이 알려져 있다.
이 중에서 잉크젯 프린팅 기술은 30 마이크로 이하의 미세한 잉크 방울을 토출시켜 원하는 위치에 원하는 물질을 패터닝 할 수 있는 방식이다. 잉크젯 프린팅 기술은 기존의 포토리소그래피 공정에 필요한 장비보다 훨씬 적은 수의 장비로 구성되기 때문에 낮은 공정 단가의 특성이 있으며, 코팅, 현상, 세정 공정이 없기 때문에 폐수의 사용량이 적어 환경 친화적 기술로 평가받고 있다. 또한, 대면적 공정이 가능하고, 대량생산이 가능하다는 장점이 있다.
잉크젯 프린팅 기술을 이용하여 투명전극을 제작할 경우 공정이 상압에서 이루어지기 때문에, 고가의 진공 장치가 필요 없이 간단한 공정이 가능하다. 특히, 여러 가지 전도성 산화물 잉크를 이용하여 pattern on demand 방식으로 기존의 포토리소 공정없이 direct patterning이 가능하기 때문에, 재료 이용효율을 극대화할 수 있다.
그러나 아직까지 잉크젯 프린팅으로 제작되는 투명전극은 저항이 매우 높아 디스플레이, 태양전지 등에서 요구하는 낮은 저항 스펙을 못 맞추고 있어 광전소자로의 적용에 한계가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 투명 전도성 산화물과 전도도가 우수한 금속선을 결합함으로써 낮은 비저항 및 투과도를 확보할 수 있는 새로운 구조의 투명전극 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 투명전극은, 전도성과 투과성을 갖는 투명 전도성 산화물층, 상기 투명 전도성 산화물층의 일면에 접하여 금속선층을 형성하는 복수의 금속선을 포함하고, 상기 금속선층의 상하면에 상기 투명 전도성 산화물층이 적층된 2n+1층(n은 1 이상의 정수)의 샌드위치 구조를 갖는다.
상기 복수의 금속선은 일정한 형태의 메시를 형성하는 그물망 구조로 배치될 수 있다.
상기 복수의 금속선 중 일부는 제 1 방향으로 배치되고, 나머지 일부는 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 배치될 수 있다.
상기 투명 전도성 산화물층은 ITO, IZO, IZTO, ATO, AZO, GZO, FTO, ZTO, ZnO, FZO, IGZO 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 금속선은 Ag, Au, Cu, Al. Pt, Pd, Ni, Cr, Ti, W 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 투명전극의 제조방법은, (a) 기판 위에 투명 전도성 산화물 잉크를 잉크젯 방식으로 인쇄하여 투명 전도성 산화물층을 형성하는 단계, (b) 상기 투명 전도성 산화물층 위에 금속 잉크를 잉크젯 방식으로 인쇄하여 복수의 금속선을 인쇄하는 단계, (c) 상기 복수의 금속선으로 이루어진 금속선층 위에 상기 투명 전도성 산화물 잉크를 잉크젯 방식으로 인쇄하여 투명 전도성 산화물층을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 금속선층의 상하면이 상기 투명 전도성 산화물층으로 덮여 전체적으로 2n+1층(n은 1 이상의 정수)의 샌드위치 구조가 되도록 상기 투명 전도성 산화물층 및 상기 금속선층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 투명전극의 제조방법은 상기 복수의 금속선을 일정한 형태의 메시를 형성하는 그물망 구조로 형성할 수 있다.
본 발명에 의한 투명전극의 제조방법은 상기 복수의 금속선 중 일부를 제 1 방향으로 형성하고, 나머지 일부를 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 배치할 수 있다.
본 발명에 의한 투명전극의 제조방법은, 상기 (c) 단계 이후, 상기 금속선층의 상하면이 상기 투명 전도성 산화물층으로 덮여 전체적으로 2n+1층(n은 1 이상의 정수)의 샌드위치 구조로 형성된 투명전극을 급속 열처리(rapid thermal annealing: RTA)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 투명전극은 복수의 금속선을 투명 전도성 산화물층 사이에 삽입함으로써, 낮은 저항을 확보할 수 있고, 금속선의 폭, 두께, 배치 간격 조절을 통해 투과도를 확보할 수 있다. 따라서, 금속의 낮은 비저항 특성과 투명 전도성 산화물의 높은 투과도 특성을 동시에 가짐으로써 다양한 전자소자의 투명전극으로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 투명전극은 기존의 고가 진공 공정이 아닌 저가의 프린팅 공정으로 제조가 가능하여, 제조 단가를 낮출 수 있고 제조 시간을 줄일 수 있어 양산에 유리하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 투명전극을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 투명전극의 시험예로 잉크젯 프린팅을 이용하여 제조한 투명전극의 사진이다.
도 3은 ITO와 Ag를 이용하여 잉크젯 프린팅 공정으로 제조한 본 발명의 시험예에 의한 투명전극의 금속선의 폭과 금속선 간의 이격 거리 변화에 따른 면저항을 측정하여 나타낸 것이다.
도 4는 ITO와 Ag를 이용하여 잉크젯 프린팅 공정으로 제조한 본 발명의 시험예에 의한 투명전극의 금속선의 폭과 금속선 간의 이격 거리 변화에 따른 가시광선 영역에서의 투과도를 측정하여 나타낸 것이다.
도 5는 ITO와 Ag를 이용하여 잉크젯 프린팅 공정으로 제조한 본 발명의 시험예에 의한 투명전극의 금속선의 폭과 두께 변화에 따른 면저항을 측정하여 나타낸 것이다.
도 6은 ITO와 Ag를 이용하여 잉크젯 프린팅 공정으로 제조한 투명전극의 금속선의 폭과 두께 변화에 따른 가시광선 영역에서의 투과도를 측정하여 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 투명전극을 제조하기 위한 잉크젯 프린팅 공정을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 투명전극의 제조 과정 중 급속 열처리를 위한 급속 열처리 장치를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 투명전극의 제조 과정 중 급속 열처리 공정의 시간에 따른 온도 변화의 일예를 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 투명전극 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 투명전극(10)은, 제 1 투명 전도성 산화물층(11), 제 2 투명 전도성 산화물층(12), 제 1 투명 전도성 산화물층(11)과 제 2 투명 전도성 산화물층(12) 사이에 개재되는 금속선층(13)을 포함한다. 금속선층(13)은 복수의 금속선(14)으로 이루어진다.
제 1 투명 전도성 산화물층(11)과 제 2 투명 전도성 산화물층(12)은 전도성과 투과성을 갖는 투명 전도성 산화물(Transparent Conducting Oxide: TCO)로 형성된다. 제 1 투명 전도성 산화물층(11)과 제 2 투명 전도성 산화물층(12)은 투명 전도성 산화물인 ITO, IZO, IZTO, ATO, AZO, GZO, FTO, ZTO, ZnO, FZO, IGZO 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
복수의 금속선(14)은 전도도가 우수한 금속으로 이루어지는 것으로, Ag, Au, Cu, Al. Pt, Pd, Ni, Cr, Ti, W 중에서 선택된 하나 이상의 금속 물질을 포함할 수 있다. 복수의 금속선(14)은 정사각형의 메시(15)를 형성하는 그물망 구조로 배치된다. 이를 위해 복수의 금속선(14) 중 일부는 제 1 방향으로 일정한 간격으로 배치되고, 나머지 일부는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 일정한 간격으로 배치된다.
복수의 금속선(14)의 배치 구조는 도 1에 도시된 것과 같은 격자 배치 구조로 한정되지 않고, 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 복수의 금속선(14)은 삼각형, 직사각형, 마름모, 벌집 모양 등 다양한 형태의 메시를 형성하도록 그물망 구조로 배치될 수 있다. 다른 예로, 복수의 금속선(14)은 서로 교차하지 않도록 배치될 수도 있다. 금속선(14)을 완만한 물결 모양으로 만들면 휨 변형시 파손의 위험을 줄일 수 있어 플렉시블 디스플레이 등 다양한 플렉시블 소자에 유리하게 작용할 수 있다.
앞에서는 투명전극(10)이 제 1 투명 전도성 산화물층(11)-금속선층(13)-제 2 투명 전도성 산화물층(12)의 3층 구조를 갖는 것으로 설명하였으나, 본 발명에 의한 투명전극(10)의 구조는 이러한 3층 구조로 한정되지 않는다. 즉, 투명전극(10)은 두 개 이상의 투명 전도 산화물층(11)(12)과 하나 이상의 금속선층(13)을 포함하되, 금속선층(13)의 상하면에 투명 전도 산화물층(11)(12)이 각각 적층된 2n+1층(n은 1 이상의 정수)의 다양한 멀티 스택 구조를 가질 수 있다.
이러한 본 발명에 의한 투명전극(10)은 투명 전도성 산화물층(11)(12)과 금속선층(13)이 혼합되어 우수한 투과성과 전도성을 갖는 박막형 전극으로, 평판 디스플레이, 터치 패널, 태양전지, 센서, TFT 등 다양한 전자소자에 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 의한 투명전극의 시험예로 잉크젯 프린팅을 이용하여 제조한 투명전극의 사진이다.
시험예에서 제 1 투명 전도성 산화물층(11) 및 제 2 투명 전도성 산화물층(12)은 인듐 산화물에 10wt%의 주석산화물이 도핑된 인듐 주석 산화물(이하, 'ITO' 한다)로 만들고, 금속선(14)은 Ag로 만들었다. 이들 모두 잉크젯 프린팅을 이용하여 형성한 것으로, 금속선은 제 1 방향과 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향을 따라 일정한 간격으로 형성하였다. ITO는 가시광 영역의 빛을 90% 이상 투과시킬 수 있어 매우 투명한 특성을 나타내는 소재로 낮은 비저항(10-3 ~ 10-4 Ω·cm)의 특성을 지니고 있다.
도 3 및 도 4는 ITO와 Ag를 이용하여 잉크젯 프린팅 공정으로 제조한 본 발명의 시험예에 의한 투명전극의 면저항(sheet resistance)과 가시광선 영역(550nm)에서의 투과도(transmittance)를 측정하여 나타낸 것이다. 이러한 시험예에 의한 결과는 금속선의 두께를 2㎛로 일정하게 하고, 금속선의 폭과 금속선 간의 이격 거리를 변경하면서 측정한 것이다. 구체적으로, 금속선의 폭은 5㎛, 10㎛, 15㎛로 변경하였고, 이들 각각의 폭에 대해 금속선 간의 이격 거리를 0.2mm ~ 1.0mm까지 0.2mm씩 증가시켰다.
먼저, 도 3을 보면 금속선의 폭이 클수록 면저항이 작아 전기 전도도가 좋은 것을 알 수 있고, 금속선 간의 이격 거리가 좁을수록 전기 전도도가 좋은 것을 알 수 있다. 그리고 도 4를 보면, 금속선의 폭이 작을수록 투과도가 좋고, 금속선 간의 이격 거리가 길수록 투과도가 좋은 것을 알 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6은 ITO와 Ag를 이용하여 잉크젯 프린팅 공정으로 제조한 본 발명의 시험예에 의한 투명전극의 금속선의 폭과 두께 변화에 따른 면저항과 가시광선 영역(550nm)에서의 투과도를 측정하여 나타낸 것이다. 이러한 시험예에 의한 결과는 금속선 간의 이격 거리를 0.4mm로 동일하게 하고, 금속선의 폭을 5㎛, 10㎛, 15㎛로 변경하고, 이들 각각의 폭에 대해 금속선의 두께를 1㎛ ~ 5㎛까지 1㎛씩 증가시키면서 측정한 결과이다.
먼저, 도 5를 보면 금속선의 폭이 클수록 전기 전도도가 좋은 것을 알 수 있고, 금속선의 두께가 두꺼울수록 전기 전도도가 좋은 것을 알 수 있다. 그리고 도 6을 보면 금속선의 폭이 작을수록 투과도가 좋고, 금속선의 두께는 투과도에 별다른 영향을 주지 않는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 금속선의 폭을 크게 하면 면저항이 작아져 전기 전도도가 좋아지나 투과도가 떨어지고, 금속선 간의 이격 거리를 좁게 하면 전기 전도도가 좋아지나 투과도가 떨어지게 된다. 그리고 금속선의 두께를 두껍게 하면 전기 전도도가 좋아지게 된다. 시험예에서 금속선의 두께가 투과도에 별다른 영향을 주지 않는 것으로 나타났으나, 상식적으로 금속선의 두께를 더욱 두껍게 하면 투과도가 떨어질 것을 예상할 수 있다. 따라서, 평판 디스플레이, 터치 패널, 태양전지, 센서, TFT 등 다양한 전자소자에 이용하기 위해서는 금속선의 폭, 두께, 금속선 간의 거리를 적절하게 조절함으로써 사용 목적에 맞도록 전기 전도도와 투과도를 갖는 투명전극을 구현할 수 있다.
이하에서는, 도 7 내지 도 9를 참조하여 잉크젯 프린팅 방식을 이용한 본 발명에 의한 투명전극의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 7의 (a)에 도시된 것과 같이, 프린터 노즐(30)을 이용하여 기판(20) 위에 투명 전도성 산화물 잉크(17)를 잉크젯 방식으로 인쇄하여 제 1 투명 전도성 산화물층(11)을 형성한다. 다음으로, 도 7의 (b)에 도시된 것과 같이, 프린터 노즐(31)을 이용하여 제 1 투명 전도성 산화물층(11) 위에 금속 잉크(18)를 잉크젯 방식으로 인쇄하여 복수의 금속선(14)을 형성한다. 다음으로, 도 7의 (c)에 도시된 것과 같이, 프린터 노즐(30)을 이용하여 복수의 금속선(14)으로 이루어진 금속선층(13) 위에 투명 전도성 산화물 잉크(17)를 잉크젯 방식으로 인쇄하여 제 2 투명 전도성 산화물층(12)을 형성한다.
이와 같이, 잉크젯 프린팅 방식을 이용하면 direct patterning이 가능하고, 잉크 방울을 토출시켜 원하는 위치에 패터닝이 가능하여 다른 공법에 비해 재료 사용량을 크게 줄일 수 있다. 또한, 공정 단가를 낮출 수 있고, 대면적 공정이 가능하다.
이렇게 잉크젯 프린팅 방식으로 만들어진 제 1 투명 전도성 산화물층(11)-금속선층(13)-제 2 투명 전도성 산화물층(12)의 구조의 투명전극(10)은 급속 열처리(rapid thermal annealing: RTA) 과정을 거치게 된다. 급속 열처리 과정은 도 8에 도시된 것과 같은 급속 열처리 장치를 통해 수행될 수 있다. 금속 열처리 장치는 단시간에 기판 온도를 올리거나 낮출 수 있고, 열처리 공정 중 분위기 가스를 주입하여 환원 분위기를 유도할 수 있다. 특히, 질소(N2)나 수소(H)를 함유한 분위기 가스를 열처리 과정 중에 공급하면 질소나 수소가 산소와 결합하여 산화물을 환원시킬 수 있다.
급속 열처리 과정을 살펴보면, 먼저 제 1 투명 전도성 산화물층(11)-금속선층(13)-제 2 투명 전도성 산화물층(12)의 구조의 투명전극(10)을 기판(20)에서 박리한 후, 이를 챔버(40) 내의 지지대(41)를 이용하여 챔버(40) 내에 적절히 배치하고 챔버(40)를 밀폐한다. 이때, 펌프(42)를 이용하여 챔버(40) 내의 공기를 제거할 수 있다. 여기에서, 투명전극(10)을 기판(20)에서 박리하지 않고 기판(20)과 함께 챔버(40)에 배치할 수도 있다.
다음으로, 챔버(40) 내의 히터(43)를 작동시켜 투명전극(10)을 고온으로 급속 열처리한다. 급속 열처리 공정 중 분위기 가스 공급장치(44)(45)를 통해 챔버(40) 내에 분위기 가스를 공급하면 챔버(40) 내부를 환원 분위기로 만들 수 있다. 히터(43)로는 할로겐 램프 또는 그 밖에 다양한 가열원이 이용될 수 있다. 급속 열처리 시의 가열 온도와 가열 시간은 다양하게 조절될 수 있는데 그 일예가 도 9에 나타나 있다.
도 9의 그래프에서 열처리 온도(T1)는 300℃ 이상의 온도로 바람직하게 400 ~ 700℃의 온도로 할 수 있다. 열처리 온도를 너무 낮게 하면 금속선(14)의 전기적 특성이 향상되지 않게 되고, 열처리 온도를 너무 높게 하면 과도한 에너지를 소모하여 효율적이지 않다. 또한, 열처리 시간(t2)은 10 ~ 30분으로 할 수 있다. 열처리 시간(t2)이 너무 짧으면 원하는 열처리 효과를 얻기 힘들고, 열처리 시간(t2)이 너무 길면 과도한 에너지 소모로 효율적이지 않다. 또한, 원활한 급속 열처리를 위해 열처리 온도(T1)까지의 승온 시간(t1)을 30초 ~ 2분 사이로 할 수 있다. 승온 시간(t1)이 너무 짧으면 히터(45)의 성능을 높여야 하거나 히터(45)에 무리를 줄 수 있고, 승온 시간(t1)이 너무 길면 산소의 확산을 억제하여 내산화성을 향상시키는 급속 열처리 효과를 얻지 못하게 될 수 있다.
이러한 열처리 방법은 하나의 예이며, 투명 전도성 산화물층(11)(12)의 종류, 금속선(14)의 종류 등에 맞춰 열처리 온도나 열처리 시간을 조절할 수 있다. 그리고 본 발명에 의한 투명전극은 상술한 잉크젯 프린팅 방식 이외의 다양한 성막 공정을 통해 제조될 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명에 의한 투명전극은 LCD의 공통 전극 및 Pixel 전극, AMOLED의 Anode 및 투명 cathode 전극, E-ink의 투명전극, 유기태양전지의 Anode, DSSC 투명전극, 터치 패널의 투명전극, 투명 TFT의 Source·Drain·Gate 전극, 인쇄형 광전자소자의 투명전극, 인쇄형 RFID 소자의 전극, 인쇄형 투명 열선소자 등 다양한 전자소자에 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 투명전극은 투명 전도성 산화물층이 높은 비저항을 가지고 있더라도 금속선의 결합을 통해 낮은 저항을 확보할 수 있어 광전소자로의 적용이 용이하다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10 : 투명전극 11, 12 : 제 1, 2 투명 전도성 산화물층
13 : 금속선층 14 : 금속선
15 : 메시 17 : 투명 전도성 산화물 잉크
18 : 금속 잉크 20 : 기판
30, 31 : 프린터 노즐 40 : 챔버
43 : 히터

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. (a) 기판 위에 투명 전도성 산화물 잉크를 잉크젯 방식으로 인쇄하여 투명 전도성 산화물층을 형성하는 단계;
    (b) 상기 투명 전도성 산화물층 위에 금속 잉크를 잉크젯 방식으로 인쇄하여 복수의 금속선을 인쇄하는 단계; 및
    (c) 상기 복수의 금속선으로 이루어진 금속선층 위에 상기 투명 전도성 산화물 잉크를 잉크젯 방식으로 인쇄하여 투명 전도성 산화물층을 형성하는 단계;를 포함하되,
    상기 금속선층의 상하면이 상기 투명 전도성 산화물층으로 덮여 전체적으로 2n+1층(n은 1 이상의 정수)의 샌드위치 구조가 되도록 상기 투명 전도성 산화물층 및 상기 금속선층을 형성하는 것을 특징으로 하는 투명전극의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 금속선을 일정한 형태의 메시를 형성하는 그물망 구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 투명전극의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 금속선 중 일부를 제 1 방향으로 형성하고, 나머지 일부를 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 배치하는 것을 특징으로 하는 투명전극의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 투명 전도성 산화물층은 ITO, IZO, IZTO, ATO, AZO, GZO, FTO, ZTO, ZnO, FZO, IGZO 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극의 제조방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속선은 Ag, Au, Cu, Al. Pt, Pd, Ni, Cr, Ti, W 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극의 제조방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후, 상기 금속선층의 상하면이 상기 투명 전도성 산화물층으로 덮여 전체적으로 2n+1층(n은 1 이상의 정수)의 샌드위치 구조로 형성된 투명전극을 급속 열처리(rapid thermal annealing: RTA)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극의 제조방법.
KR1020110003248A 2011-01-12 2011-01-12 투명전극 및 그 제조방법 KR101260299B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110003248A KR101260299B1 (ko) 2011-01-12 2011-01-12 투명전극 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110003248A KR101260299B1 (ko) 2011-01-12 2011-01-12 투명전극 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120081876A KR20120081876A (ko) 2012-07-20
KR101260299B1 true KR101260299B1 (ko) 2013-05-06

Family

ID=46713874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110003248A KR101260299B1 (ko) 2011-01-12 2011-01-12 투명전극 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101260299B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9546415B2 (en) 2014-01-02 2017-01-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Composite transparent electrodes

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104781944B (zh) 2012-11-30 2018-06-05 乐金显示有限公司 导电基板及制造该导电基板的方法
US10236398B2 (en) 2015-07-06 2019-03-19 Electronics And Telecommunications Research Institute Method for manufacturing transparent electrode
CN110344010B (zh) * 2019-07-09 2021-05-25 江苏大学 一种驱动层图案化银纳米颗粒复合fto薄膜的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009266559A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Hitachi Chem Co Ltd 太陽電池用電極基材、これを用いた太陽電池及び太陽電池用電極基材の製造法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009266559A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Hitachi Chem Co Ltd 太陽電池用電極基材、これを用いた太陽電池及び太陽電池用電極基材の製造法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9546415B2 (en) 2014-01-02 2017-01-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Composite transparent electrodes

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120081876A (ko) 2012-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jeong et al. Ag grid/ITO hybrid transparent electrodes prepared by inkjet printing
RU2012108590A (ru) Электронное устройство, включающее в себя слой(и) на основе графена, и/или способ его изготовления
CN104953044B (zh) 柔性oled及其制作方法
JP2013502049A5 (ko)
US20160044777A1 (en) Transparent conductive laminate, transparent electrode including transparent conductive laminate, and method for manufacturing transparent conductive laminate
Jeong et al. Invisible Ag grid embedded with ITO nanoparticle layer as a transparent hybrid electrode
TWI550463B (zh) 導電膜及其製造方法
KR101260299B1 (ko) 투명전극 및 그 제조방법
US9905797B2 (en) OLED display device and fabrication method thereof
US20180335883A1 (en) Touch input device including light shielding layer and method for manufacturing the same
JP2010066766A5 (ko)
WO2019100414A1 (zh) 柔性oled显示面板的制备方法
CN102623080A (zh) 基于溶液法/印刷涂布工艺的透明导电薄膜及其制备方法
CN102568657A (zh) 一种透明导电层的制造方法
KR20140133317A (ko) 은 나노와이어 및 은 격자 복합 패턴을 포함하는 투명전극 및 이의 제조방법
CN105742332A (zh) 一种电致发光显示器件及其制作方法
TWI465993B (zh) 觸控感測結構及其製造方法
CN102906896B (zh) 光电器件、用于光电器件的电极、以及制作电极和具有该电极的光电器件的方法与设备
Seok et al. Transparent conducting electrodes for quantum dots light emitting diodes
CN103325441A (zh) 触控面板之导电薄膜及其制造方法
TW201525795A (zh) 觸控屏之製造方法
KR101272713B1 (ko) 2층 구조의 하이브리드 투명 전극 및 그 제조 방법
CN104750280A (zh) 触控屏的制造方法
CN102820074A (zh) 一种用于光电子器件的导电基板及其制备方法
CN104813503B (zh) 用于对光电组件压印母线的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20110112

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20120731

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20130425

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20130426

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20130429

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160405

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160405

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170327

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170327

Start annual number: 5

End annual number: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20190207