KR101892542B1 - Transparent electrode - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투명전극에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 투명전극은 기판(1) 상(on)에 형성되는 하부 산화물층(10), 하부 산화물층(10) 상에 형성되고, 두께 방향을 따라 관통된 다수의 미세기공(21)을 구비하는 금속기공층(20), 및 금속기공층(20) 상에 형성하는 상부 산화물층(30)을 포함한다.A transparent electrode according to the present invention is formed on a lower oxide layer (10) and a lower oxide layer (10) formed on a substrate (1) A metal porous layer 20 having a plurality of micropores 21 formed thereon and a top oxide layer 30 formed on the metal porous layer 20. [

Description

투명전극{TRANSPARENT ELECTRODE}Transparent electrode {TRANSPARENT ELECTRODE}

본 발명은 투명전극에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent electrode.

투명전극은 통상 80% 이상의 고투명도와 면저항 500 Ω/sq. 이하의 전도도를 가지는 소재로서, LCD 전면전극, OLED 전극 등 디스플레이, 터치스크린, 태양전지, 광전자 소자 등 전기전자분야에서 매우 광범위하게 사용되고 있다.The transparent electrode usually has a transparency of at least 80% and a sheet resistance of 500 Ω / sq. And has been used extensively in electric and electronic fields such as LCD front electrodes, OLED electrodes, displays, touch screens, solar cells, and optoelectronic devices.

하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 현재 투명전극 재료로 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)이 가장 널리 채용되고 있다. 투명 전도성 산화물인 ITO는 산화인듐에 소량의 산화주석을 혼합하여 사용하며, 산화주석이 5 ~ 10wt% 함유되었을 경우 투명전극으로의 특성이 가장 좋기 때문에, 대부분 산화주석을 10wt% 함유한 조성을 사용하고 있다. ITO 이외에 또 다른 전도성 산화물인 SnO2, ZnO 등도 개발되어 사용되고 있으나, ITO에 비해 전기적 및 광학적 특성이 열악하여, 높은 전기저항에도 구동하는 터치패널이나 저급 투명전극재로 일부 사용되고 있을 뿐, ITO를 대체하지 못하고 있다.Indium tin oxide (ITO) has been widely used as a transparent electrode material at present, as disclosed in the following patent documents. ITO, which is a transparent conductive oxide, is used by mixing a small amount of tin oxide with indium oxide. When the content of tin oxide is 5 to 10 wt%, ITO has the best characteristics as a transparent electrode. Therefore, a composition containing 10 wt% have. In addition to ITO, other conductive oxides such as SnO 2 and ZnO have been developed and used. However, they are used as a touch panel or a low-grade transparent electrode material which is driven by high electrical resistance and has a poor electrical and optical characteristics as compared with ITO. I can not.

이처럼 높은 광투과도 및 전도성으로 인해 다른 소재로 쉽게 대체할 수 없는 ITO 투명전극에도 몇 가지 치명적인 문제점이 있다. 그 중 대표적인 것이 플렉서블(flexible) 전자소자에 적용이 곤란하다는 점이다. 무기물인 ITO는 그 특성상 연성이 부족하기 때문에, 구부러질 때에 크랙(crack)이 발생하게 되고, 이러한 크랙은 결과적으로 저항을 증가시키는 원인이 된다. 또한, ITO 투명전극은 유리 기판 위에 결정화되면서 고온의 열처리 공정이 불가피하므로, 열에 취약한 플렉서블 폴리머 기판을 사용할 수 없다. 나아가, ITO의 소재인 인듐 자체가 희소금속이므로, 자원 고갈의 우려가 있고, 매년 가격이 폭등하여 계속적인 제조비용의 상승이 예상된다.Due to such high light transmittance and conductivity, there are some fatal problems with ITO transparent electrodes which can not be easily replaced with other materials. And a representative one of them is difficult to apply to a flexible electronic device. Since ITO, which is an inorganic material, lacks ductility due to its characteristics, cracks are generated at the time of bending, and such cracks result in an increase in resistance. In addition, since the ITO transparent electrode is crystallized on the glass substrate and a heat treatment process at a high temperature is inevitable, a flexible polymer substrate susceptible to heat can not be used. Further, since indium itself, which is a material of ITO, is a rare metal, there is a fear of resource exhaustion, and an increase in manufacturing cost is expected due to an increase in price every year.

이에, 종래 ITO 투명전극의 문제점을 개선하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있다.Accordingly, there is an urgent need for a solution to the problem of the conventional ITO transparent electrode.

KRKR 10-162087010-1620870 B1B1

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 종래의 고가인 ITO 투명전극을 대체하고, 플렉서블 기판에 적용 가능하며, 다수의 미세기공이 구비된 금속기공층이 산화물층 사이에 삽입 배치되어 투과도가 향상된 산화물층/금속기공층/산화물층의 다층구조 투명전극을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and one aspect of the present invention is to provide a metal porous layer having a plurality of micropores, which can be applied to a flexible substrate, Layer structure of an oxide layer / a metal porous layer / an oxide layer which is interposed between the oxide layers to improve the transmittance.

본 발명의 실시예에 따른 투명전극은 기판 상(on)에 형성되는 하부 산화물층; 상기 하부 산화물층 상에 형성되고, 두께 방향을 따라 관통된 다수의 미세기공을 구비하는 금속기공층; 및 상기 금속기공층 상에 형성되는 상부 산화물층;을 포함한다.A transparent electrode according to an embodiment of the present invention includes a lower oxide layer formed on a substrate; A metal porous layer formed on the lower oxide layer and having a plurality of micropores penetrating along the thickness direction; And a top oxide layer formed on the metal porous layer.

또한, 본 발명에 따른 투명전극에 있어서, 상기 미세기공의 직경은 빛의 파장보다 더 작다.In the transparent electrode according to the present invention, the diameter of the fine pores is smaller than the wavelength of light.

또한, 본 발명에 따른 투명전극에 있어서, 상기 미세기공은 나노 사이즈이다.In the transparent electrode according to the present invention, the fine pores are nano-sized.

또한, 본 발명에 따른 투명전극에 있어서, 상기 금속기공층은 특이 광투과(Extraordinary Optical Transmission) 현상을 발생시킨다.In addition, in the transparent electrode according to the present invention, the metal porous layer generates extraordinary optical transmission phenomenon.

또한, 본 발명에 따른 투명전극에 있어서, 상기 금속기공층은 Ag, Au, Ti, Ni, Mo, W, Pt, Cu, 및 Al 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어진다.In the transparent electrode according to the present invention, the metal porous layer is made of at least one of Ag, Au, Ti, Ni, Mo, W, Pt, Cu and Al.

또한, 본 발명에 따른 투명전극에 있어서, 상기 상부 산화물층, 및 상기 하부 산화물층 중 적어도 어느 하나는 Ti-O, Zn-O, Ni-O, Mo-O, V-O, W-O, Mg-O, Si-O, Sn-O, Ta-O, Hf-O, Nb-O, Zr-0, Cu-O, In-O, Al-O, Ni-In-O, Zn-In-O, Cu-In-O, Mo-In-O, Ge-In-O, Si-In-O, Sn-In-O, Mn-In-O, Mg-In-O, Ga-In-O, Al-In-O, B-In-O, V-In-O, In-O-Cl, In-O-F, W-In-O, Ta-In-O, Hf-In-O, Re-In-O, Mg-Sn-O, Ga-Zn-In-O, Sr-V-O, Ca-V-O, 및 Ga-Sn-Zn-In-O 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어진다.In the transparent electrode according to the present invention, at least one of the upper oxide layer and the lower oxide layer may be formed of at least one of TiO, ZnO, NiO, MoO, VO, WO, MgO, O, Cu-O, Al-O, Ni-In-O, Zn-In-O, Cu-O, Sn-O, Ta-O, Hf-O, Nb-O, Zr- In-O, Mo-In-O, Ge-In-O, Si-In-O, Sn-In-O, Mn- In-O, B-In-O, V-In-O, In-O-Cl, In-OF, W-In- And at least one of Sn-O, Ga-Zn-In-O, Sr-VO, Ca-VO, and Ga-Sn-Zn-In-O.

또한, 본 발명에 따른 투명전극에 있어서, 상기 상부 산화물층 및 상기 하부 산화물층 중 적어도 어느 하나는 1 ~ 100 ㎚의 두께로 형성된다.In the transparent electrode according to the present invention, at least one of the upper oxide layer and the lower oxide layer is formed to a thickness of 1 to 100 nm.

또한, 본 발명에 따른 투명전극에 있어서, 상기 상부 산화물층과 상기 하부 산화물층은 서로 다른 산화물로 형성된다.Further, in the transparent electrode according to the present invention, the upper oxide layer and the lower oxide layer are formed of different oxides.

또한, 본 발명에 따른 투명전극에 있어서, 상기 기판은 플렉서블(flexible) 기판이다.In the transparent electrode according to the present invention, the substrate is a flexible substrate.

또한, 본 발명에 따른 투명전극에 있어서, 상기 기판은 글라스(glass), 실리콘(Si), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어진다.In the transparent electrode according to the present invention, the substrate may be formed of glass, silicon, polyethersulfone (PES), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyimide (PI) And polyethylene naphthalate (PEN).

또한, 본 발명에 따른 투명전극에 있어서, 상기 하부 산화물층, 상기 금속기공층, 및 상기 상부 산화물층은 스퍼터링법, 무손상 스퍼터링법(damage-free sputtering), 전자빔 증착법, 롤투롤(Roll-to-roll) 또는 연속 증발 증착법으로 형성된다.In the transparent electrode according to the present invention, the lower oxide layer, the metal porous layer, and the upper oxide layer may be formed by a sputtering method, a damage-free sputtering method, an electron beam evaporation method, a roll- -roll) or continuous evaporation deposition.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명에 따르면, 산화물층/금속층/산화물층의 다층구조 투명전극에 있어서, 금속층에 형성된 다수의 미세기공을 통해 특이 광투과(Extraordinary Optical Transmission) 효과를 유도함으로써, 투과도를 개선할 수 있고, 또한 다층구조 투명전극에 한정되어 사용되어 지는 금속층의 소재를 다양하게 사용할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, it is possible to improve the transmittance by inducing extraordinary optical transmission effect through a plurality of micropores formed in the metal layer in the transparent electrode of the multi-layer structure of oxide layer / metal layer / oxide layer, There is an advantage that various materials can be used for the metal layer which is limited to the transparent electrode of the multilayer structure.

또한, 본 발명에 따르면, 산화물층 및 금속기공층이 스퍼터링 기법을 통해 형성됨으로써, 대면적의 평탄하고 안정한 표면을 구현할 수 있고, 고온 열처리 공정이 불필요하여 플렉서블한 유연기판에도 사용 가능한 장점이 있다.In addition, according to the present invention, since the oxide layer and the metal porous layer are formed by the sputtering technique, a flat and stable surface having a large area can be realized, and a high-temperature heat treatment process is not required.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명전극의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 금속기공층의 평면도이다.
도 3은 다층구조 투명전극의 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 4는 다층구조 투명전극의 전기적 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 1에 도시된 금속기공층과 금속 박막층을 비교한 SEM 이미지 및 투과도를 나태내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 투명전극의 표면 형상을 나타낸 AFM 이미지이다.1 is a cross-sectional view of a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of the metal pore layer shown in Fig.
3 is a graph showing the transmittance of the transparent electrode having a multilayer structure.
4 is a graph showing electrical characteristics of the transparent electrode having a multilayer structure.
FIG. 5 is a graph showing an SEM image and transmittance comparing the metal porous layer and the metal thin film layer shown in FIG.
6 is an AFM image showing a surface shape of a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "first "," second ", and the like are used to distinguish one element from another element, and the element is not limited thereto. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명전극의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 금속기공층의 평면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a transparent electrode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the metal porous layer shown in FIG.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 투명전극은 기판(1) 상(on)에 형성되는 하부 산화물층(10), 하부 산화물층(10) 상에 형성되고, 두께 방향을 따라 관통된 다수의 미세기공(21)을 구비하는 금속기공층(20), 및 금속기공층(20) 상에 형성하는 상부 산화물층(30)을 포함한다.1 and 2, a transparent electrode according to the present invention is formed on a lower oxide layer 10 and a lower oxide layer 10 formed on a substrate 1, A metal porous layer 20 having a plurality of micropores 21 penetrating therethrough and a top oxide layer 30 formed on the metal porous layer 20. [

본 실시예에 따른 투명전극은 다양한 전자분야에 적용되는 투명전극에 관한 것으로서, 하부 산화물층(10), 금속기공층(20), 및 상부 산화물층(30)을 포함한다.The transparent electrode according to the present embodiment relates to a transparent electrode which is applied to various electronic fields, and includes a lower oxide layer 10, a metal porous layer 20, and a top oxide layer 30.

투명전극은 통상 80% 이상의 고투명도와 면저항 500 Ω/sq. 이하의 전도도를 가지는 소재로서, LCD 전면전극, OLED 전극 등 디스플레이, 터치스크린, 태양전지, 광전자 소자 등 전기전자분야에서 매우 광범위하게 사용되고 있다. The transparent electrode usually has a transparency of at least 80% and a sheet resistance of 500 Ω / sq. And has been used extensively in electric and electronic fields such as LCD front electrodes, OLED electrodes, displays, touch screens, solar cells, and optoelectronic devices.

현재까지 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)이 전극 재료로서 가장 널리 채용되고 있는데, 연성이 부족하여 구부러질 때에 크랙(crack)이 발생하고, 유리 기판 위에 결정화하면서 고온의 열처리 공정이 불가피하므로, 열에 취약한 플렉서블 폴리머 기판에 사용이 불가능하여, 유연한 전자소자에 적용이 곤란하다. Indium tin oxide (ITO) has been widely used as an electrode material until now. However, since cracks are generated when the material is bent due to lack of ductility, and a high temperature heat treatment process is inevitable while crystallizing on a glass substrate, It can not be used for a flexible polymer substrate which is vulnerable to heat, so that it is difficult to apply it to a flexible electronic device.

나아가, ITO의 소재인 인듐 자체가 희소금속이므로, 자원 고갈의 우려가 있고, 매년 가격이 폭등하여 계속적인 제조비용이 상승하는 문제가 있다. 이러한 종래 ITO 투명전극의 문제점을 개선하기 위한 방안으로서, 본 실시예에 따른 투명전극이 고안되었다.Further, since indium itself, which is a material of ITO, is a rare metal, there is a fear of resource exhaustion, and there is a problem that the cost is increased every year and the manufacturing cost is continuously increased. As a method for improving the problem of the conventional ITO transparent electrode, a transparent electrode according to this embodiment has been devised.

본 실시예에 따른 투명전극은 기판(1) 위에 하부 산화물층(10), 금속기공층(20), 및 상부 산화물층(30)이 순차적으로 형성된다. 즉, 금속기공층(20)을 사이에 두고 산화물층이 각각 금속기공층(20)의 상부와 하부에 배치되어, 하부 산화물층(10)/금속기공층(20)/상부 산화물층(30)의 다층구조를 이룬다.A transparent electrode according to the present embodiment is formed with a lower oxide layer 10, a metal porous layer 20, and an upper oxide layer 30 on a substrate 1 in sequence. That is, the oxide layer is disposed on the upper and lower sides of the metal porous layer 20 with the metal porous layer 20 interposed therebetween, and the lower oxide layer 10 / the metal porous layer 20 / the upper oxide layer 30, Layer structure.

여기서, 금속기공층(20)은 하부 산화물층(10) 상(on)에 형성되는 금속층으로서, 다수의 미세기공(21)을 구비한다. 이때, 금속기공층(20)은 예를 들어, Ag, Au, Ti, Ni, Mo, W, Pt, Cu, 및 Al 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으므로, 단일 금속뿐만 아니라, 어느 하나의 금속에 다른 금속이 첨가된 합금으로도 형성될 수 있다. 다만, 그 소재가 반드시 상술한 금속에 한정되는 것은 아니다.Here, the metal porous layer 20 is a metal layer formed on the lower oxide layer 10, and has a plurality of micropores 21. At this time, since the metal porous layer 20 can be made of at least one of Ag, Au, Ti, Ni, Mo, W, Pt, Cu, and Al, May be formed of an alloy to which another metal is added. However, the material is not necessarily limited to the above-mentioned metal.

이때, 금속기공층(20)의 두께는 1 ~ 100 ㎚일 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the thickness of the metal porous layer 20 may be 1 to 100 nm, but is not limited thereto.

한편, 금속기공층(20)에는 미세기공(21)이 형성되어 있는데, 이때 미세기공(21)은 금속기공층(20)의 일면에서부터 타면까지, 그 두께 방향을 따라 관통하여 형성된다. 금속기공층(20)의 일면은 하부 산화물층(10)과 접하는 면이고, 타면은 그 일면의 반대쪽 면, 즉 상부 산화물층(30)과 접하는 면을 의미한다. The micropores 21 are formed through the metal porous layer 20 from the one side to the other side of the metal porous layer 20 in the thickness direction thereof. One surface of the metal porous layer 20 is a surface contacting the lower oxide layer 10 and the other surface is a surface opposite to the one surface, that is, a surface in contact with the upper oxide layer 30.

이렇게 형성된 미세기공(21)은 나노 사이즈로서, 그 직경은 빛의 파장보다 상대적으로 작게 형성될 수 있는데, 이러한 미세기공(21)은 특이 광투과(Extraordinary Optical Transmission; EOT) 현상을 발생시킨다. 특이 광투과 현상이란 불투명한 매질 내에 매질보다 투과도가 높고 입사광의 파장보다 작은 크기의 반복된 패턴이 형성되어 있을 경우에, 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance) 효과에 의한 보강 간섭이 발생하여 특정 파장의 광의 투과가 매우 크게 발생하는 현상이다. 이러한 특이 광투과 현상은 금속기공층(20)의 투과도를 현저하게 개선시킨다. The micropores 21 thus formed are nano-sized, and their diameters may be formed to be smaller than the wavelength of light. Such micropores 21 cause Extraordinary Optical Transmission (EOT) phenomenon. The specific light transmission phenomenon is a phenomenon in which, when an opaque medium has a higher transmittance than a medium and has a repeated pattern of a size smaller than the wavelength of incident light, constructive interference due to surface plasmon resonance occurs, This is a phenomenon in which light transmission is extremely large. Such a specific light transmission phenomenon remarkably improves the transmittance of the metal porous layer 20.

산화물층/금속층/산화물층 다층구조의 경우에, 종래 ITO 투명전극에 비해 낮은 면저항을 지니고 있음에도 불구하고, 중간에 삽입된 금속층으로 인해 투과도가 다소 낮은 문제가 있을 수 있는데, 본 실시예에 따른 미세기공(21)을 구비한 금속기공층(20)이 금속층을 대체함으로써, 투과도 향상에 기여하게 된다. In the case of the oxide layer / metal layer / oxide layer multilayer structure, there is a problem that the transmittance is somewhat low due to the metal layer inserted in the middle, although it has a lower sheet resistance than the conventional ITO transparent electrode. The metal porous layer 20 provided with the pores 21 replaces the metal layer, thereby contributing to the improvement of the permeability.

특히, 낮은 투과도로 인해 사용이 곤란한 금속들을 활용하여, Ag 등과 같은 귀금속 금속층을 대체할 수도 있다. In particular, it is possible to substitute a metal layer of a noble metal such as Ag by utilizing metals which are difficult to use due to low transmittance.

뿐만 아니라, 금속기공층(20)의 직경, 배열간격, 두께 조절 등을 통해 최적의 투과도를 도출할 수 있는데, 미세기공(21)의 형성으로 인해 더욱 높은 투과도 구현이 가능해진다.In addition, optimum transmittance can be obtained through controlling the diameter, arrangement interval, and thickness of the metal porous layer 20, and higher permeability can be realized due to the formation of the micropores 21.

이러한 금속기공층(20)의 상부와 하부에 각각 형성되는 산화물층인 상부 산화물층(30) 및 하부 산화물층(10) 중 적어도 어느 하나는 Ti-O, Zn-O, Ni-O, Mo-O, V-O, W-O, Mg-O, Si-O, Sn-O, Ta-O, Hf-O, Nb-O, Zr-0, Cu-O, In-O, Al-O, Ni-In-O, Zn-In-O, Cu-In-O, Mo-In-O, Ge-In-O, Si-In-O, Sn-In-O, Mn-In-O, Mg-In-O, Ga-In-O, Al-In-O, B-In-O, V-In-O, In-O-Cl, In-O-F, W-In-O, Ta-In-O, Hf-In-O, Re-In-O, Mg-Sn-O, Ga-Zn-In-O, Sr-V-O, Ca-V-O, 및 Ga-Sn-Zn-In-O 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. At least one of the upper oxide layer 30 and the lower oxide layer 10 which are oxide layers formed on the upper and lower portions of the metal porous layer 20 may be Ti-O, Zn-O, Ni- In-O, Al-O, Ni-In-O, VO, WO, Mg-O, Si-O, Sn-O, Ta-O, Hf-O, Nb-O, Zr- In-O, Zn-In-O, Cu-In-O, Mo-In-O, Ge-In-O, Si- In-O, Al-In-O, B-In-O, V-In-O, In-O-Cl, In- O, Re-In-O, Mg-Sn-O, Ga-Zn-In-O, Sr-VO, Ca-VO and Ga-Sn-Zn-In-O.

이때, 상부 산화물층(30)과 하부 산화물층(10)은 서로 다른 산화물로 형성되거나, 또는 동일한 산화물로 형성될 수 있다. 다만, 상부 및 하부 산화물층(30, 10)이 반드시 상술한 소재로 이루어져야 하는 것은 아니다. At this time, the upper oxide layer 30 and the lower oxide layer 10 may be formed of different oxides, or may be formed of the same oxide. However, the upper and lower oxide layers 30 and 10 are not necessarily made of the above-mentioned materials.

한편, 상부 산화물층(30) 및 하부 산화물층(10) 중 적어도 어느 하나는 1 ~ 100 ㎚의 두께로 형성될 수 있다. 상부 산화물층(30)과 하부 산화물층(10)의 두께는 서로 동일할 수 있지만, 반드시 동일해야 하는 것은 아니고 상이해도 무방하다. 나아가, 두께가 반드시 1 ~ 100 nm에 한정되는 것은 아니고, 산화물의 종류 및 금속기공층(20)의 조건을 고려하여 변경 가능하다. On the other hand, at least one of the upper oxide layer 30 and the lower oxide layer 10 may be formed to a thickness of 1 to 100 nm. The thicknesses of the upper oxide layer 30 and the lower oxide layer 10 may be equal to each other, but they are not necessarily the same and may be different. Further, the thickness is not necessarily limited to 1 to 100 nm, but may be changed in consideration of the kind of the oxide and the conditions of the metal porous layer 20. [

따라서, 본 실시예에 따른 투명전극은 예를 들어, Si-doped ZnO/Ag/Si-doped ZnO(SAS) 다층구조의 투명전극으로 형성되어, 기존의 ITO 투명전극만큼의 높은 투과도를 나타내며, 낮은 면저항을 가지는데, 여기에 다수의 미세기공(21)을 통해 특이 광투과(Extraordinary Optical Transmission) 효과를 유도함으로써, 투과도를 개선한다. 다만, 본 실시예에 따른 투명전극이 반드시 SAS에 한정되는 것은 아니다.Therefore, the transparent electrode according to the present embodiment is formed of a transparent electrode having a multi-layered structure of Si-doped ZnO / Ag / Si-doped ZnO (SAS), for example, The sheet resistance is improved by introducing an extraordinary optical transmission effect through a plurality of micro pores 21 therein. However, the transparent electrode according to the present embodiment is not necessarily limited to the SAS.

또한, 본 실시예에 따른 투명전극의 하부 산화물층(10)이 기판(1)에 형성되고, 순차적으로 금속기공층(20) 및 상부 산화물층(30)이 형성되는 과정에서, 스퍼터링법(sputtering) 기법을 이용할 수 있으므로, 종래 졸-겔 기법 및 스핀 코팅법으로 성막하는 경우에 비해 상대적으로 대면적의 평탄하고 안정한 표면을 확보할 수 있다. 이는 본 실시예에 따른 투명전극 위에 형성되는 유기물질의 활성층에도 큰 영향을 미치므로, 유기태양전지 및 유기발광소자의 효율을 결정하는 중요한 변수가 된다.In the process of forming the lower oxide layer 10 of the transparent electrode according to the present embodiment on the substrate 1 and sequentially forming the metal porous layer 20 and the upper oxide layer 30, sputtering ) Technique can be used, so that it is possible to secure a flat and stable surface of a relatively large area as compared with the case where the film is conventionally formed by the sol-gel technique or the spin coating technique. This greatly influences the active layer of the organic material formed on the transparent electrode according to this embodiment, and thus is an important parameter for determining the efficiency of the organic solar cell and the organic light emitting device.

나아가, 본 실시예에 따른 투명전극은 플렉서블(flexible) 기판 상에 형성되어, 유연 전자소자에도 활용될 수 있다. 본 실시예에 따른 투명전극은 기판(1)에 의해 지지되는데, 이때 기판(1)은 리지드(rigid) 기판(1) 또는 유연하게 휘어지는 플렉서블(flexible) 기판(1)일 수 있다. Further, the transparent electrode according to the present embodiment is formed on a flexible substrate, and can be utilized for a flexible electronic device. The transparent electrode according to the present embodiment is supported by a substrate 1 at this time the substrate 1 may be a rigid substrate 1 or a flexible flexible substrate 1.

본 실시예에 따른 투명전극의 제조과정에서 ITO 투명전극과 달리, 고온 열처리 공정이 불필요하므로, 열에 취약한 플렉서블 기판(1)에도 사용 가능하다. 플렉서블 기판(1)을 사용하는 경우에는, 유연한 전자소자를 구현하고, 롤투롤 공정 등을 통해 대면적의 전자소자를 대량생산할 수 있는 장점이 있다. 이때, 기판(1)은 폴리머 기판(1)으로서, 예를 들어, 폴리에테르술폰(PES), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 다만, 폴리머 기판(1)의 재료가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Unlike the ITO transparent electrode in the manufacturing process of the transparent electrode according to the present embodiment, since the high temperature heat treatment process is not required, the substrate can be used for the flexible substrate 1 which is vulnerable to heat. When the flexible substrate 1 is used, there is an advantage that a flexible electronic device can be realized and a large-area electronic device can be mass-produced through a roll-to-roll process or the like. At this time, the substrate 1 may be formed of, for example, a polyether sulfone (PES), a polyethylene terephthalate (PET), a polycarbonate (PC), a polyimide (PI), and a polyethylene naphthalate ). ≪ / RTI > However, the material of the polymer substrate 1 is not limited thereto.

또한, 기판(1)이 반드시 플렉서블 기판(1)에 한정되는 것도 아니므로, 글라스(glass), 및 실리콘(Si) 중 적어도 어느 하나 이상으로 제조될 수도 있다.Since the substrate 1 is not necessarily limited to the flexible substrate 1, it may be made of at least one of glass and silicon (Si).

본 실시예에 따른 투명전극의 제조방법에 대해 살펴보면, 기판(1) 상에 하부 산화물층(10)을 형성하는 단계, 하부 산화물층(10)에 금속기공층(20)을 형성하는 단계, 및 금속기공층(20)에 상부 산화물층(30)을 형성하는 단계를 거치는데, 이때, 각각의 형성단계는 스퍼터링법, 무손상 스퍼터링법(damage-free sputtering), 전자빔 증착법, 롤투롤(Roll-to-roll) 또는 연속 증발 증착법으로 이루질 수 있다.A method of manufacturing a transparent electrode according to an embodiment of the present invention includes forming a lower oxide layer 10 on a substrate 1, forming a metal porous layer 20 on a lower oxide layer 10, The upper oxide layer 30 is formed on the metal porous layer 20. Each of the forming steps may include a sputtering method, a damage-free sputtering method, an electron beam evaporation method, a roll- to-roll or continuous evaporation deposition.

이하에서는 본 실시예에 따른 투명전극의 특성을 설명한다.Hereinafter, the characteristics of the transparent electrode according to the present embodiment will be described.

도 3은 다층구조 투명전극의 투과도를 나타내는 그래프이고, 도 4는 다층구조 투명전극의 전기적 특성을 나타내는 그래프이며, 도 5는 도 1에 도시된 금속기공층과 금속 박막층을 비교한 SEM 이미지 및 투과도를 나태내는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 투명전극의 표면 형상을 나타낸 AFM 이미지이다.FIG. 3 is a graph showing the transmittance of the multilayered transparent electrode, FIG. 4 is a graph showing the electrical characteristics of the multilayered transparent electrode, and FIG. 5 is a SEM image and transmittance FIG. 6 is an AFM image showing a surface shape of a transparent electrode according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 4에서 Si-doped ZnO/Ag/Si-doped ZnO(SAS) 다층구조의 투명전극의 두께에 따른 투과도, 전기적 특성 및 평균 투과도를 측정하였다. 측정결과, 본 실시예에 따른 투명전극은 기존의 ITO 단일층 투명전극 만큼의 높은 투과도와 낮은 면저항을 나타내었다.In FIG. 3 to FIG. 4, the transmittance, electrical characteristics, and average transmittance of the Si-doped ZnO / Ag / Si-doped ZnO (SAS) multilayer structure were measured according to the thickness of the transparent electrode. As a result of the measurement, the transparent electrode according to the present embodiment exhibited high transmittance and low sheet resistance as compared with the conventional ITO single layer transparent electrode.

도 5에서는 금속기공층에서 금속 박막층에서 보이지 않던 특이 광투과 현상이 나타나는 것을 투과도 그래프를 통해 알 수 있다.In FIG. 5, a specific light transmission phenomenon that is not seen in the metal thin film layer in the metal porous layer appears through the transmission graph.

도 6에서는 금속기공층 위에 상부 산화물층이 형성되므로, 표면 상태를 나타내는 RMS 값이 18 nm에서 4nm로 감소하여 표면 조도를 향상시키는 결과를 확인했다. 이로 인하여 본 발명에 따른 투명전극 위에 형성될 유기태양전지(OPTVs) 및 유기발광소자(OLED)의 효율이 상승할 것으로 기대된다. In FIG. 6, since the upper oxide layer is formed on the metal porous layer, the RMS value indicating the surface state is reduced from 18 nm to 4 nm, thereby confirming the result that the surface roughness is improved. Accordingly, it is expected that the efficiency of organic light emitting devices (OPTVs) and organic light emitting devices (OLEDs) to be formed on the transparent electrode according to the present invention is increased.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1: 기판 10: 하부 산화물층
20: 금속기공층 21: 미세기공
30: 상부 산화물층1: substrate 10: lower oxide layer
20: metal porous layer 21: fine porous
30: upper oxide layer

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 기판 상(on)에 형성되는 하부 산화물층;
상기 하부 산화물층 상에 형성되고, 두께 방향을 따라 관통된 다수의 미세기공을 구비하는 금속기공층; 및
상기 금속기공층 상에 형성되는 상부 산화물층;
을 포함하고,
상기 금속기공층은 Ag로 이루어지며,
상기 상부 산화물층 및 상기 하부 산화층은 Si로 도핑된 ZnO(Si-doped ZnO)로 형성되고,
상기 상부 산화물층 및 상기 하부 산화물층의 두께가 25 ~ 45 nm로 형성되어, 500 ~ 630 nm의 파장 대역의 광을 80% 이상 투과시키는 투명전극.
A lower oxide layer formed on the substrate;
A metal porous layer formed on the lower oxide layer and having a plurality of micropores penetrating along the thickness direction; And
An upper oxide layer formed on the metal porous layer;
/ RTI >
Wherein the metal porous layer is made of Ag,
The upper oxide layer and the lower oxide layer are formed of Si-doped ZnO,
Wherein the upper oxide layer and the lower oxide layer have a thickness of 25 to 45 nm and transmit at least 80% of light having a wavelength band of 500 to 630 nm.
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