KR102118777B1 - Tansparent electrode using graphene and nanowire and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극 및 그의 제조방법이 개시된다.
본 발명의 일례에 의한 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법은, 기판에 나노와이어층(nanowire layer)을 형성하는 제1단계와; 상기 나노와이어층 상에 식각마스크 패턴을 형성하는 제2단계와; 상기 식각마스크 패턴을 이용하여 상기 나노와이어층을 식각하여 나노와이어 그리드(nanowire grid)를 형성하는 제3단계와; 상기 나노와이어 그리드의 표면상에 그래핀(graphene)을 전사하여 상기 나노와이어 그리드 상에 상기 그래핀이 결합된 구조의 투명전극을 형성하는 제4단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 전기적으로 높은 전기전도도와 고투과율을 가지는 투명전극의 제조가 가능하다.Disclosed is a transparent electrode using graphene and nanowires and a method for manufacturing the same.
A method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires according to an example of the present invention includes a first step of forming a nanowire layer on a substrate; A second step of forming an etch mask pattern on the nanowire layer; A third step of forming a nanowire grid by etching the nanowire layer using the etch mask pattern; And a fourth step of transferring graphene on the surface of the nanowire grid to form a transparent electrode of the graphene-bonded structure on the nanowire grid. According to the present invention, it is possible to manufacture a transparent electrode having high electrical conductivity and high transmittance.
Description
본 발명은 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전기적으로 높은 전도도와 높은 투명도를 가져 투명전극이 필요한 다양한 광전소자에 사용될 수 있는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent electrode using graphene and nanowires and a method for manufacturing the same, and more specifically, to have graphene and nanowires that can be used in various photoelectric devices that require a transparent electrode having high electrical conductivity and high transparency. It relates to a transparent electrode used and its manufacturing method.
나노기술은 원자, 분자 수준에서 물질을 물리적 혹은 화학적으로 제어하여 유용한 구조와 기능을 발현시키는 기술로, 이를 통해 종래와는 전혀 다른 원리의 디바이스를 구현할 수 있으며, 향후 과학기술의 핵심적인 분야가 될 것으로 예상되고 있고, 다른 기술들에 비해 기반이나 속도 면에서 훨씬 급속하게 성장하고 있다.Nanotechnology is a technology that physically or chemically controls substances at the atomic and molecular levels to express useful structures and functions. Through this, devices with completely different principles can be realized, which will become a core field of science and technology in the future. It is expected, and is growing much faster in terms of infrastructure and speed compared to other technologies.
나노기술은 나노물질을 다루는 분야로 거대분자(maccromolecule), 양자점(quantum dot)과 같은 영차원 나노입자, 나노와이어(nanowire), 나노막대(nanorod), 나노리본(nanoribbon) 등과 같은 직경이 100nm 이하의 일차원 구조의 나노구조체 및 나노박막과 기타 100nm 이하의 나노구조물들로 분류된다. 이중 일차원 구조의 나노구조체는 새로운 전자 디바이스의 기본 빌딩블록이 될 수 있다는 가능성이 속속 입증되고 있다.Nanotechnology is a field that deals with nanomaterials, such as macromolecules, quantum dots, zero-dimensional nanoparticles, nanowires, nanorods, nanoribbons, and other diameters of 100 nm or less. It is classified as nano-structure and nano-thin film of one-dimensional structure and other nanostructures of less than 100nm. The possibility that nano-structures of double-dimensional structures can be the basic building blocks of new electronic devices has been proven.
나노로드, 나노와이어, 나노섬유와 같은 종횡비가 큰 일차원 나노구조체는 넓은 표면적을 가질 수 있고 전위 밀도가 작고 결정성(crystallinity)이 높으며 나노 크기에 의한 양자크기 효과와 같은 물리적 특성을 지닐 뿐만 아니라, 우수한 전기적, 광학적, 기계적, 열적 특성을 나타낸다. 이러한 일차원 구조의 나노구조체는 전자소자와 반도체 발광소자, 광소자뿐만 아니라, 환경관련 소재에 응용될 수 있고, 특히 반도체 나노구조체의 경우, 단일 전자 트랜지스터 소자뿐만 아니라, 새로운 광소자 재료로 응용이 가능하다.One-dimensional nanostructures with large aspect ratios such as nanorods, nanowires, and nanofibers can have a large surface area, have low dislocation density, high crystallinity, and have physical properties such as quantum size effects due to nanoscale, It has excellent electrical, optical, mechanical and thermal properties. Such a one-dimensional nanostructure can be applied not only to electronic devices, semiconductor light emitting devices, and optical devices, but also to environment-related materials. In particular, in the case of semiconductor nanostructures, not only a single electronic transistor device but also a new optical device material can be applied. Do.
이러한 나노구조체 중 나노와이어는 표면적이 넓어 반응성이 좋고, 유연성이 좋은 것으로 알려져 있다. 나노와이어의 형성은 전이 금속과 같은 촉매를 이용한 VLS(Vapor-Liquid-Solid) 방법이 가장 많이 이용되며, 촉매나 패턴에 의해 직경이 제어된다. 또한 반도체 기판의 면지수를 이용하여 성장 방향을 제어하기도 한다. 이러한 나노와이어는 단독으로 사용할 때는 고 투명도 상태에서 전기적 특성이 제한되는 단점이 있다. Among these nanostructures, nanowires are known to have good reactivity and flexibility due to their large surface area. For forming nanowires, a VLS (Vapor-Liquid-Solid) method using a catalyst such as a transition metal is most frequently used, and the diameter is controlled by a catalyst or pattern. In addition, the growth direction may be controlled using the surface index of the semiconductor substrate. When used alone, these nanowires have a disadvantage in that electrical properties are limited in a high transparency state.
한편, 그래핀은 탄소 원자 한 층이 2차원적으로 벌집 형태로 극히 얇게 펼쳐져 있는 구조를 갖고 있는 재료로써, 단원자층 그래핀의 경우 550 nm 파장대역에서 단지 2.3 %의 빛만 흡수하기 때문에 투명전극으로 유망한 물질이다. 또한 단위면적당 구리보다 약 100배 높은 전기전도도를 갖고 있으며, 열전도도는 가장 우수하다고 알려진 다이아몬드 보다 2배 이상 높다. On the other hand, graphene is a material that has a structure in which one layer of carbon atoms is extremely thinly spread in a two-dimensional honeycomb shape. In the case of single-layer graphene, only 2.3% of light is absorbed in the 550 nm wavelength band. It is a promising substance. In addition, it has about 100 times higher electrical conductivity than copper per unit area, and its thermal conductivity is more than 2 times higher than that of the most well-known diamond.
또한, 그래핀은 탄성 계수가 1.02 Tpa로 기계적 강도도 매우 우수하며 신축성도 좋아 최대 20% 까지 늘리거나 완전히 접어도 전기 전도도를 유지할 수 있기 때문에 최근 가장 주목받고 있는 전자 재료이다. 그 외에 그래핀은 기체/수분 베리어 특성(Gas/Moisture barrier property) 뿐만 아니라 플렉서블(Flexible) 디바이스에서 요구되는 연성(flexibility)과 물리적 강도(Mechanical strength)도 모두 제공할 수 있기 때문에, 최근 각광받는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이나 플렉서블 디스플레이 디바이스에서도 매우 유용하게 사용될 수 있다.In addition, graphene has an elastic modulus of 1.02 Tpa, so it has excellent mechanical strength and good elasticity, so it is the most popular electronic material in recent years because it can maintain electrical conductivity even when it is extended up to 20% or folded completely. In addition, graphene can provide both gas/moisture barrier properties as well as flexibility and mechanical strength required by flexible devices. It can also be very useful in light emitting diode (OLED) displays or flexible display devices.
그래핀은 다음의 방법으로 신뢰할 수 있는 수준으로 제작할 수 있다. (1) 고품질 흑연으로부터의 기계적 박리, (2) SiC 웨이퍼로부터 Si의 선택적 승화를 이용한 그래핀 필름의 제작, (3) 흑연의 화학적 산화/환원 반응에 의한 그래핀 필름 제작, (4) 화학 기상 증착법(Chemical vapor deposition, CVD)을 이용한 그래핀필름 합성 등이다. 이중 전자재료 분야의 응용을 위한 상업적 의미의 대면적 그래핀 제조가 가능한 방법은 화학 기상 증착법(CVD)을 들 수 있다. 화학 기상 증착법은 대면적 그래핀 제조가 가능할 뿐만 아니라 전이 또는 전사(transfer)하기 쉬운 장점이 있다. Graphene can be produced at a reliable level by the following method. (1) mechanical exfoliation from high quality graphite, (2) production of graphene films using selective sublimation of Si from SiC wafers, (3) graphene film production by chemical oxidation/reduction reaction of graphite, (4) chemical vapor phase And graphene film synthesis using chemical vapor deposition (CVD). Among them, a method capable of manufacturing large-area graphene in a commercial sense for applications in the field of electronic materials is chemical vapor deposition (CVD). Chemical vapor deposition has the advantage of being capable of manufacturing large-area graphene and being easy to transfer or transfer.
이러한 나노와이어와 그래핀은 다양한 용도로 사용가능하기 때문에 나노와이어 및 그래핀의 활용성이 증대되고 있는 실정에 있다.Since these nanowires and graphene can be used for various purposes, the utilization of nanowires and graphene is increasing.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극 및 그의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a transparent electrode using graphene and nanowires and a method for manufacturing the same, which can overcome the above-described conventional problems.
본 발명의 다른 목적은 나노와이어 그리드와 단일층 그래핀의 결합을 통하여 전기적 특성의 향상 및 투과도 향상을 이룰 수 있는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a transparent electrode using graphene and nanowires and a method of manufacturing the same, which can achieve improved electrical properties and improved transmittance through the combination of a nanowire grid and a single layer graphene.
본 발명의 목적은 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above, other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 일 구체화에 따른 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법은, 기판에 나노와이어층(nanowire layer)을 형성하는 제1단계와; 상기 나노와이어층 상에 식각마스크 패턴을 형성하는 제2단계와; 상기 식각마스크 패턴을 이용하여 상기 나노와이어층을 식각하여 나노와이어 그리드(nanowire grid)를 형성하는 제3단계와; 상기 나노와이어 그리드의 표면상에 그래핀(graphene)을 전사하여 상기 나노와이어 그리드 상에 상기 그래핀이 결합된 구조의 투명전극을 형성하는 제4단계를 포함한다. A method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires according to an embodiment of the present invention for achieving some of the above technical problems includes: a first step of forming a nanowire layer on a substrate; A second step of forming an etch mask pattern on the nanowire layer; A third step of forming a nanowire grid by etching the nanowire layer using the etch mask pattern; And a fourth step of transferring graphene on the surface of the nanowire grid to form a transparent electrode of the graphene-bonded structure on the nanowire grid.
상기 기판은 유리기판이고, 상기 나노와이어는 은(Ag) 나노와이어일 수 있다.The substrate may be a glass substrate, and the nanowires may be silver (Ag) nanowires.
상기 기판은 200℃까지 열적으로 안정한 기판이 사용되고, 상기 기판은 상기 제3단계의 상기 나노와이어층의 식각시 식각정지층으로 기능할 수 있다. As the substrate, a substrate that is thermally stable up to 200°C is used, and the substrate may function as an etch stop layer when etching the nanowire layer in the third step.
상기 제1단계에서, 상기 나노와이어층은, 상기 기판에 나노와이어를 스핀코팅공법을 이용하여 도포하는 단계와; 도포된 나노와이어층에 대해 진공상태에서 열처리를 수행하는 단계를 포함하여 형성될 수 있다.In the first step, the nanowire layer, applying a nanowire to the substrate using a spin coating method; It may be formed, including the step of performing a heat treatment in a vacuum state for the coated nanowire layer.
상기 나노와이어층을 형성하는 나노와이어는 지름이 20~50nm이고, 길이는 5~40㎛ 일 수 있다.The nanowires forming the nanowire layer may have a diameter of 20 to 50 nm and a length of 5 to 40 μm.
상기 제2단계에서, 상기 식각마스크 패턴은 포토리쏘그래피(photo lithography) 공정을 통해 형성될 수 있다. In the second step, the etch mask pattern may be formed through a photo lithography process.
상기 제3단계는, 상기 식각마스크 패턴이 형성된 상기 나노와이어층에 대하여, 염화제이철(ferric chloride) 용액을 이용하여, 상온에서 40~60초 동안 식각하는 제1식각단계와; 초음파가 발생되는 초음파 욕조에서 5~15초 동안 초음파 식각을 수행하는 제2식각단계를 포함할 수 있다.The third step may include a first etching step of etching the nanowire layer on which the etching mask pattern is formed, using ferric chloride solution for 40 to 60 seconds at room temperature; A second etching step of performing ultrasonic etching for 5 to 15 seconds in an ultrasonic bath where ultrasonic waves are generated may be included.
상기 나노와이어 그리드는 15~25㎛의 채널폭과 25~65㎛의 채널길이를 가질 수 있다.The nanowire grid may have a channel width of 15 to 25 μm and a channel length of 25 to 65 μm.
상기 나노와이어 그리드는, 필팩터(fill factor)가 0.5 또는 0.4~0.6의 값을 가질 수 있다.In the nanowire grid, a fill factor may have a value of 0.5 or 0.4 to 0.6.
상기 나노와이어 그리드는, 필팩터(fill factor)가 0.4~0.6의 값을 가지도록 채널폭과 채널길이가 조절될 수 있다.In the nanowire grid, a channel width and a channel length may be adjusted so that a fill factor has a value of 0.4 to 0.6.
상기 나노와이어 그리드는 모서리가 둥글게 형성될 수 있다. The nanowire grid may have rounded corners.
상기 제3단계와 상기 제4단계 사이에 상기 식각마스크 패턴을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of removing the etch mask pattern may be further included between the third step and the fourth step.
상기 그래핀은 화학기상증착(CVD) 공정을 이용하여 구리기판 상에 증착된 그래핀일 수 있다.The graphene may be graphene deposited on a copper substrate using a chemical vapor deposition (CVD) process.
상기 그래핀은, 화학기상증착 장비 내의 성장실에 구리기판을 장입하는 단계와; 성장실 내를 1000℃의 온도, 0.1mTorr의 진공상태로 설정한 상태에서 40분 동안 수소가스를 공급하면서 상기 구리기판을 열처리하는 단계와; 수소 가스 15sccm, 메탄 가스 30sccm을 공급하고 압력을 0.5mTorr로 유지하면서 30분 동안 그래핀을 상기 구리기판 상에 증착하는 단계를 통해 형성될 수 있다.The graphene may include charging a copper substrate to a growth chamber in a chemical vapor deposition equipment; Heat-treating the copper substrate while supplying hydrogen gas for 40 minutes while setting the growth chamber at a temperature of 1000° C. and a vacuum of 0.1 mTorr; It can be formed through the step of depositing graphene on the copper substrate for 30 minutes while supplying 15 sccm of hydrogen gas and 30 sccm of methane gas and maintaining the pressure at 0.5 mTorr.
상기 투명전극은, 550nm의 파장에서 90~98%의 투명도를 가질 수 있다.The transparent electrode may have a transparency of 90 to 98% at a wavelength of 550 nm.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따른 투명전극은, 상술한 제조방법에 의해 제조된다.The transparent electrode according to another embodiment of the present invention for achieving some of the above technical problems is manufactured by the above-described manufacturing method.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 구체화에 따른 투명전극은, 유리기판과; 상기 유리기판상에 형성된 은(Ag) 나노와이어 그리드(nanowire grid)와; 상기 은(Ag) 나노와이어 그리드의 표면상에 전사되어, 상기 나노와이어 그리드와 결합된 그래핀(graphene)을 포함한다.A transparent electrode according to another embodiment of the present invention for achieving some of the above technical problems, a glass substrate; A silver (Ag) nanowire grid formed on the glass substrate; The silver (Ag) is transferred on the surface of the nanowire grid, and includes a graphene (graphene) coupled to the nanowire grid.
상술한 본 발명에 따르면, 일반적인 나노와이어 구조를 가지는 투명전극의 경우보다 고투과도 조건에서 더 향상된 전기적 특성을 제공할 수 있다. 이에 따라, 미래의 LED 디스플레이나 광학적 윈도우(window) 또는 광학적 필터 등 미래 광전자소자에 사용하는 것이 가능하다. 또한, 높은 투과도 영역에서 낮은 표면 저항을 나타내는 투명 전극의 제조가 가능하고, 안정적이며 전기적으로 높은 전도도와 높은 투과도를 나타내는 것이 가능하여 고도의 성능을 가지는 투명전극이 가능한 장점이 있다.According to the present invention described above, it is possible to provide more improved electrical properties in a high transmittance condition than in the case of a transparent electrode having a general nanowire structure. Accordingly, it is possible to use it in future optoelectronic devices such as future LED displays, optical windows, or optical filters. In addition, it is possible to manufacture a transparent electrode exhibiting low surface resistance in a high transmittance region, and it is possible to exhibit high conductivity and high transmittance stably and electrically, thereby enabling a transparent electrode having high performance.
본 발명의 효과는 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극 의 제조방법을 나타낸 공정순서도이다.
도 2는 상기 나노와이어층의 투명도와 표면저항을 나타낸 그래프이다.
도 3은 상기 나노와이어 그리드의 형상을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 은 나노와이어 그리드와 그래핀 결합구조의 투명전극의 표면 사진이다.
도 5는 은 나노와이어 그리드와 은 나노와이어층의 전기적 특성과 투과도를 나타낸 도면들이다.
도 6은 다양한 구조를 가지는 투명도 95 %인 투명전극들에 대하여 전압을 변화시키며 전류변화를 관찰한 전류-전압 그래프를 나타낸 것이다. 1 is a process flow chart showing a method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the transparency and surface resistance of the nanowire layer.
Figure 3 shows the shape of the nanowire grid.
4 is a photograph of the surface of a transparent electrode of a silver nanowire grid and a graphene bonding structure manufactured according to the present invention.
5 is a view showing the electrical properties and transmittance of the silver nanowire grid and the silver nanowire layer.
FIG. 6 shows a current-voltage graph for observing a current change while changing the voltage for transparent electrodes having various structures and having a transparency of 95%.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in various embodiments, components having the same configuration will be described only in the exemplary embodiment with the same reference numerals, and in other embodiments, only the configuration different from the exemplary embodiment will be described.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected” to another part, this includes not only the case of being “directly connected”, but also “indirectly connected” with other members interposed therebetween. In addition, when a part is said to "include" a certain component, this may mean that other components are not included, but other components are not excluded unless specifically stated to the contrary.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극 의 제조방법을 나타낸 공정순서도이다.1 is a process flow chart showing a method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires according to an embodiment of the present invention.
일반적으로, 나노와이어(nanowire)는 고투명도 상태에서는 전기적 특성이 제한되는 단점이 있어, 나노와이어를 이용하여 고 투과율을 가지는 투명전극을 제조하는 데 있어 제한요소로 작용하였다. 본 발명에서는 그래핀(graphene)을 이용하여 이러한 제한요소를 극복하여 전기적으로 높은 전도도와 고투과율을 가지는 투명전극을 제조하고자 한다.In general, nanowires (nanowire) has a disadvantage in that the electrical properties are limited in a high-transparency state, it was used as a limiting factor in manufacturing a transparent electrode having a high transmittance using nanowires. In the present invention, by using graphene (graphene) to overcome these limitations to manufacture a transparent electrode having a high electrical conductivity and high transmittance.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조는 기판에 나노와이어층(nanowire layer)을 형성하는 제1단계(S112), 상기 나노와이어층 상에 식각마스크 패턴을 형성하는 제2단계(S114), 상기 식각마스크 패턴을 이용하여 상기 나노와이어층을 식각하여 나노와이어 그리드(nanowire grid)를 형성하는 제3단계(S116), 및 상기 나노와이어 그리드의 표면상에 그래핀(graphene)을 전사하여 상기 나노와이어 그리드 상에 상기 그래핀이 결합된 구조의 투명전극을 형성하는 제4단계(S118)를 포함한다.As shown in Figure 1, the manufacturing of a transparent electrode using graphene and nanowires according to an embodiment of the present invention is a first step of forming a nanowire layer on a substrate (S112), the nanowire A second step of forming an etch mask pattern on a layer (S114), a third step of etching the nanowire layer using the etch mask pattern to form a nanowire grid (S116), and the nano And a fourth step (S118) of transferring graphene on the surface of the wire grid to form a transparent electrode of the graphene-bonded structure on the nanowire grid.
상기 제1단계(S112)는 상기 기판에 나노와이어층(nanowire layer)을 형성하는 단계로, 상기 기판은 유리기판이고, 상기 나노와이어는 은(Ag, silver) 나노와이어 일 수 있다. 상기 기판은 유리기판을 포함하여 200℃까지 열적으로 안정한 기판이 사용되고, 상기 제3단계의 상기 나노와이어층의 식각시 식각정지층으로 기기능할 수 있도록 산에 강한 재질의 기판을 포함할 수 있다. The first step (S112) is a step of forming a nanowire layer (nanowire layer) on the substrate, the substrate is a glass substrate, the nanowire may be silver (Ag, silver) nanowires. The substrate may include a glass substrate, and a substrate that is thermally stable up to 200°C may be used, and may include a substrate resistant to acid so as to function as an etch stop layer when the nanowire layer is etched in the third step. .
상기 나노와이어층은 은 나노와이어를 상기 기판에 스핀 코팅 방법을(대략 500rpm, 30초동안) 이용하여 도포 한 후, 도포된 나노와이어 층에 대해 200℃의 진공로에서 진공상태로 대략 1시간 동안 열처리함에 의해 형성될 수 있다. 상기 열처리는 나노와이어간 저항을 일정하게 유지하기 위해 수행된다. The nanowire layer is coated with a silver nanowire on the substrate using a spin coating method (approximately 500 rpm, for 30 seconds), and then applied to the applied nanowire layer in a vacuum furnace at 200° C. for about 1 hour under vacuum. It can be formed by heat treatment. The heat treatment is performed to maintain a constant resistance between nanowires.
여기서 상기 나노와이어층의 투명도와 표면 저항은 도포정도에 따라 결정된다. 도 2는 상기 나노와이어층의 투명도와 표면저항의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 도포를 많이 할수록 상기 나노와이어층의 두께가 두꺼워지고, 표면 저항은 감소하지만 투명도는 감소하며, 반대의 경우 투명도는 증가하지만 표면 저항은 증가함을 알 수 있다. Here, the transparency and surface resistance of the nanowire layer are determined according to the degree of application. 2 is a graph showing the relationship between the transparency and surface resistance of the nanowire layer. As shown in FIG. 2, it can be seen that the more the coating is applied, the thicker the nanowire layer becomes, the surface resistance decreases but the transparency decreases, and in the opposite case, the transparency increases but the surface resistance increases.
이에 따라, 상기 나노와이어 층을 형성하기 위한 나노와이어의 도포정도는 필요에 따라 적절하게 조절하여 나노와이어 층의 두께를 결정함이 바람직하다.Accordingly, it is preferable to determine the thickness of the nanowire layer by appropriately adjusting the degree of application of the nanowire to form the nanowire layer as necessary.
또한 상기 나노와이어층의 전도도는 나노와이어의 길이/두께 비율, 나노와이어간 접촉 저항, 나노와이어 밀도와 접촉 밀도에 따라 결정된다. 이 경우 나노와이어의 길이/두께 비율은 일정한 값을 유지하므로 변수가 되지 못하고, 나노와이어-나노와이어 간 저항은 상술한 열처리를 통해 일정하게 유지하는 것이 가능하다.In addition, the conductivity of the nanowire layer is determined according to the length/thickness ratio of the nanowires, the contact resistance between the nanowires, the nanowire density and the contact density. In this case, since the length/thickness ratio of the nanowires maintains a constant value, it cannot be a variable, and the resistance between the nanowires and the nanowires can be kept constant through the heat treatment described above.
상기 나노와이어층을 형성하는 나노와이어는 지름이 20~50nm이고, 길이는 5~40㎛ 일 수 있다. The nanowires forming the nanowire layer may have a diameter of 20 to 50 nm and a length of 5 to 40 μm.
상기 제2단계(S114)는 상기 나노와이어층 상에 식각마스크 패턴을 형성하는 단계로, 포토리쏘그래피(photo lithography) 공정을 통해 상기 식각마스크 패턴을 형성하게 된다. 예를 들어, 포토레지스트 등의 감광물질을 이용하여 원하는 패턴을 가지는 식각마스크 패턴을 형성하게 된다. In the second step (S114), an etch mask pattern is formed on the nanowire layer, and the etch mask pattern is formed through a photo lithography process. For example, an etch mask pattern having a desired pattern is formed by using a photosensitive material such as photoresist.
상기 제3단계(S116)는 상기 식각마스크 패턴을 이용하여 상기 나노와이어층을 식각하여 나노와이어 그리드(nanowire grid)를 형성하는 단계이다. The third step (S116) is a step of forming a nanowire grid by etching the nanowire layer using the etch mask pattern.
상기 나노와이어 그리드를 형성하기 위한 식각방법은 2단계의 식각과정을 통해 수행되게 된다. 예를들어, 상기 식각마스크 패턴이 형성된 상기 나노와이어층에 대하여, 염화제이철(ferric chloride) 용액을 이용하여, 상온에서 40~60초 동안 식각하는 제1식각단계와, 초음파가 발생되는 초음파 욕조에서 5~15초 동안 초음파 식각을 수행하는 제2식각단계를 통해 상기 나노와이어 그리드가 형성될 수 있다. The etching method for forming the nanowire grid is performed through a two-step etching process. For example, with respect to the nanowire layer on which the etching mask pattern is formed, a first etching step of etching for 40 to 60 seconds at room temperature using ferric chloride solution, and an ultrasonic bath generating ultrasonic waves The nanowire grid may be formed through a second etching step for performing ultrasonic etching for 5 to 15 seconds.
여기서 상기 제2식각단계는 상기 제1식각단계가 그대로 유지되는 상태에서 수행될 수 있다. 즉 상기 식각마스크 패턴이 형성된 상기 나노와이어층이 염화제이철(ferric chloride) 용액에 담가진 상태에서 초음파 식각이 수행될 수 있다.Here, the second etching step may be performed while the first etching step is maintained. That is, ultrasonic etching may be performed while the nanowire layer on which the etching mask pattern is formed is immersed in a ferric chloride solution.
상기 제1식각단계는 식각 용액에 담가진 상기 나노와이어층에 나노와이어 그리드 형성을 위한 식각단계이고, 상기 제2식각단계는 부분적으로 미완성된 나노와이어 그리드의 완벽한 완성과 식각 잔류물을 제거하기 위한 것이다. 초음파 욕조내에서 초음파를 발생시키며 식각을 수행하게 되면, 정밀한 식각과 식각 잔류물의 제거가 가능해진다.The first etching step is an etching step for forming a nanowire grid in the nanowire layer immersed in an etching solution, and the second etching step is for partially completing the unfinished nanowire grid and removing etching residues. will be. When etching is performed while generating ultrasonic waves in an ultrasonic bath, precise etching and removal of etching residues are possible.
이후 아세톤 용액 등의 제거용액을 이용하여 상기 식각마스크 패턴을 제거하고, 증류수 등의 세정용액을 이용하여 세정하는 단계를 거치며, 이후 질소 분사를 통한 건조과정이 수행될 수 있다. 이에 따라 상기 기판 상에 나노와이어 그리드가 도 3에 도시된 바와 같이 형성된 구조를 가지게 된다.Subsequently, the etching mask pattern is removed using a removal solution such as acetone solution, followed by a step of cleaning using a cleaning solution such as distilled water, and then a drying process through nitrogen injection may be performed. Accordingly, a nanowire grid is formed on the substrate as shown in FIG. 3.
도 3은 상기 나노와이어 그리드의 형상을 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 나노와이어 그리드는 15~25㎛의 채널폭(A)과 25~65㎛의 채널길이(B)를 가질 수 있고, 필팩터(fill factor)가 0.5의 값 또는 이와 근접한 0.4~0.6의 값을 가질 수 있다. 이에 따라 상기 나노와이어 그리드는, 필팩터(fill factor)가 0.4~0.6의 값을 가지도록 채널폭과 채널길이가 조절될 수 있다. 상기 나노와이어 그리드의 채널폭과 채널길이는 상기 식각마스크 패턴 형성시에 식각마스크 패턴의 사이즈를 조절함에 의해 가능할 수 있다. 또한, 상기 나노와이어 그리드는 모서리가 둥글게 형성될 수 있다. Figure 3 shows the shape of the nanowire grid. As illustrated in FIG. 3, the nanowire grid may have a channel width (A) of 15 to 25 μm and a channel length (B) of 25 to 65 μm, and a fill factor of 0.5 or It may have a value of 0.4 to 0.6 close to this. Accordingly, in the nanowire grid, the channel width and the channel length may be adjusted so that the fill factor has a value of 0.4 to 0.6. The channel width and channel length of the nanowire grid may be possible by adjusting the size of the etch mask pattern when forming the etch mask pattern. In addition, the nanowire grid may have rounded corners.
상기 제4단계(S118)는 상기 나노와이어 그리드의 표면상에 그래핀(graphene)을 전사하여 상기 나노와이어 그리드 상에 상기 그래핀이 결합된 구조의 투명전극을 형성하는 단계이다. The fourth step (S118) is a step of forming a transparent electrode having a graphene-bonded structure on the nanowire grid by transferring graphene on the surface of the nanowire grid.
여기서 그래핀은 별도의 공정을 통하여 별도의 기판에 증착되어 상기 나노와이어 그리드 상에 전사되게 된다. Here, graphene is deposited on a separate substrate through a separate process to be transferred onto the nanowire grid.
상기 그래핀은 화학기상증착(CVD) 장비를 이용하여 증착된다. 우선 상기 화학기상증착 장비 내의 성장실에 구리기판을 장입한다. 이후 성장실 온도를 1000℃까지 상승시켜 성장실 내를 1000℃의 온도, 0.1mTorr의 진공상태로 설정한 상태에서 40분 동안 수소가스를 공급하면서 상기 구리기판을 열처리한다. 다음으로, 수소 가스는 15sccm, 메탄 가스는 30sccm로 공급하고 압력은 0.5mTorr로 증가시켜 유지하면서 대략 30분 동안 그래핀을 상기 구리기판에 증착한다. 필요에 따라, 증착조건(시간, 압력 등)을 변경하여 증착두께나 증착특성을 변경시키는 것이 가능하다. The graphene is deposited using chemical vapor deposition (CVD) equipment. First, a copper substrate is loaded into the growth chamber in the chemical vapor deposition equipment. Then, the temperature of the growth chamber was raised to 1000°C, and the copper substrate was heat-treated while supplying hydrogen gas for 40 minutes while setting the inside of the growth chamber to a temperature of 1000°C and a vacuum of 0.1 mTorr. Next, hydrogen gas was supplied at 15 sccm and methane gas at 30 sccm, and the pressure was increased to 0.5 mTorr while depositing graphene on the copper substrate for approximately 30 minutes. If necessary, it is possible to change the deposition thickness or deposition characteristics by changing deposition conditions (time, pressure, etc.).
상기 구리기판에 증착된 그래핀은 상기 나노와이어 그리드의 표면상에 전사되어 결합됨에 의해 나노와이어 그리드와 그래핀이 결합된 구조의 투명전극이 완성되게 된다, 상기 그래핀의 전사방법은 통상의 기술자에게 잘 알려진 방법이 이용될 수 있다. 상기 그래핀은 단원자층 그래핀으로 연속적인 그래핀 필름구조를 가질 수 있다.The graphene deposited on the copper substrate is transferred to and bonded to the surface of the nanowire grid, thereby completing a transparent electrode having a structure in which the nanowire grid and graphene are combined. Well-known methods can be used. The graphene is a single-layer graphene and may have a continuous graphene film structure.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 은나노와이어 그리드와 그래핀 결합구조의 투명전극의 표면 사진으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 유리 기판(glass substrate) 상에 은 나노와이어 그리드(silver nanowire), 그리고 그위에 그래핀(graphene)이 결합된 구조가 나타나 있음을 알 수 있다.FIG. 4 is a surface photo of a transparent electrode of a silver nanowire grid and a graphene bonding structure manufactured according to the present invention, as shown in FIG. 4, a silver nanowire grid on a glass substrate, And it can be seen that there is a graphene (graphene) bonded structure appears on it.
상기 투명전극은, 550nm의 파장에서 90~98%의 투명도(또는 투과도)를 가질 수 있다. 좀더 바람직하게는 95~98%의 투명도(또는 투과도)를 가질 수 있다.The transparent electrode may have a transparency (or transmittance) of 90 to 98% at a wavelength of 550 nm. More preferably, it may have a transparency (or transmittance) of 95 to 98%.
도 5는 상술한 제3단계를 통해 형성된 은나노와이어 그리드와 상기 제3단계가 수행되지 않고 식각공정이 진행되지 않은 은나노와이어층의 전기적 특성과 550nm 파장에서의 투과도를 나타낸 그래프(도 5의 (a))와 전자현미경 사진들(도 5의 (b),(c))이다. 5 is a graph showing the electrical properties of the silver nanowire grid formed through the above-described third step and the silver nanowire layer in which the third step is not performed and the etching process is not performed and transmittance at a wavelength of 550 nm (FIG. )) and electron micrographs ((b) and (c) in FIG. 5).
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 은 나노와이어 그리드(B)의 경우 전기적 특성이 투과도 90% 이상에서 은 나오와이어층(A)보다 향상됨을 알 수 있다. 즉 은 나노와이어 그리드(B) 표면저항이 은 나오와이어층(A)보다 투과도 90% 이상에서 작음을 알 수 있다. 따라서 90% 이상의 고투과도를 가지는 투명전극의 경우 은 나노와이어 그리드 구조를 가지는 것이 그리드가 형성되지 않은 경우의 은나노와이어층에 비해 전기적 특성 면에서 유리함을 알 수 있다.As shown in (a) of FIG. 5, it can be seen that in the case of the silver nanowire grid B, the electrical properties are improved over the silver Naowire layer A at a transmittance of 90% or more. That is, it can be seen that the surface resistance of the silver nanowire grid (B) is smaller than that of the silver nanowire layer (A) by 90% or more. Therefore, it can be seen that, in the case of a transparent electrode having a high transmittance of 90% or more, having a silver nanowire grid structure is advantageous in terms of electrical properties compared to a silver nanowire layer when the grid is not formed.
도 5의 (b)는 98%의 투명도를 나타내는 은 나노와이어 그리드의 나노와이어간 접촉밀도를 나타낸 것이고, 도 5의 (c)는 도 5의 (b)와 동일한 투명도에서 나노와이어층의 나노와이어간 접촉밀도를 나타낸 것으로, 도 5의 (b),(c)에 도시된 바와 같이, 나노와이어 간 접촉밀도는 상술한 제3단계의 식각공정을 거쳐 형성된 은 나노와이어 그리드의 경우가 식각공정을 거치지 않은 은나노와이어층의 경우보다 향상됨을 알 수 있다. FIG. 5(b) shows the contact density between the nanowires of the silver nanowire grid showing 98% transparency, and FIG. 5(c) shows the nanowire layer at the same transparency as FIG. 5(b). As shown in FIG. 5(b) and (c), the contact density between nanowires is an etching process in the case of a silver nanowire grid formed through the above-described third step etching process. It can be seen that the improvement is made in the case of the untreated silver nanowire layer.
이는 높은 투명도에서의 은나노와이어 그리드의 전기적 특성의 향상이 나노와이어 접촉 밀도의 향상으로 인한 것임을 나타내는 것이라 할 수 있다.This can be said to indicate that the improvement of the electrical properties of the silver nanowire grid at high transparency is due to the improvement of the nanowire contact density.
도 6은 다양한 구조를 가지는 550nm에서 투명도 95%인 투명전극들에 대하여 전압을 변화시키며 전류변화를 관찰한 전류-전압 그래프를 나타낸 것이다. 기울기가 큰 경우가 작은 경우보다 낮은 저항을 가지면서 전기적 특성이 우수한 것을 나타낸다.6 shows a current-voltage graph observing a current change while changing the voltage for transparent electrodes having a transparency of 95% at 550 nm having various structures. It shows that electrical resistance is excellent while having a lower resistance than when the slope is large.
도 6에 도시된 바와 같이, 그래핀이 결합되지 않은 은나노와이어 그리드 단일층 구조의 투명전극(g1), 본 발명에 따라 제조된 은나노와이어 그리드와 그래핀의 결합구조의 투명전극(g2), 그리드가 형성되지 않은 은나노와이어 단일층구조의 투명전극(g3), 그리드가 형성되지 않은 은나노와이어 단일층과 그래핀의 결합구조의 투명전극(g4)의 전류-전압특성그래프를 살펴보면, 그리드가 형성되지 않은 은 나노와이어 단일층구조의 투명전극(g3)의 전류-전압특성그래프와 그리드가 형성되지 않은 은나노와이어 단일층과 그래핀의 결합구조의 투명전극(g4)의 전류-전압특성그래프의 경우 가장 낮은 기울기를 나타내었다. 즉, 저항이 가장 높음을 보여주고 있다. As shown in FIG. 6, a transparent electrode (g1) having a single layer structure of a silver nanowire grid without graphene, a transparent electrode (g2) of a combination structure of a silver nanowire grid and graphene prepared according to the present invention, a grid Looking at the current-voltage characteristic graph of the transparent electrode (g4) of a silver nanowire single layer structure in which no is formed and the transparent electrode (g4) of a silver nanowire single layer and graphene structure in which no grid is formed, a grid is not formed. The current-voltage characteristic graph of the transparent electrode (g3) of a single-layer structure of silver nanowires and the current-voltage characteristic graph of the transparent electrode (g4) of a combination structure of a single layer of silver nanowires and graphene without a grid It showed a low slope. That is, it shows the highest resistance.
또한, 은 나노와이어 그리드 단일층 구조의 투명전극(g1)이 기울기가 가장 높아 전기적으로 가장 좋은 특성을 보여주고 있다. 즉 95% 이하의 투명도 구역에서는 은 나노와이어 그리드 단일층 구조의 투명전극(g1)이 전기적으로 가장 좋은 특성을 보여주고 있음을 알 수 있다. 그러나, 나노와이어(nanowire)는 고투명도 상태에서는 전기적 특성이 제한되는 단점이 있다. In addition, the silver nanowire grid single-layered transparent electrode (g1) has the highest slope and shows the best electrical properties. That is, it can be seen that the transparent electrode g1 of the silver nanowire grid single layer structure exhibits the best electrical properties in the transparency area of less than 95%. However, nanowires have a disadvantage in that electrical properties are limited in a high-transparency state.
97%의 투명도에서는 은나노와이어 그리드 단일층 구조의 투명전극의 표면저항이 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 대략 200Ω/sq.로 측정되었고, 동일한 투명도에서 본 발명에 따라 제조된 은나노와이어 그리드-그래핀 결합구조의 투명전극은 31.95Ω/sq.로 측정되었다. 따라서, 95% 이상의 투명도 구역(보다 바람직하게는 97% 이상의 투명도 구역)에서는 본 발명에 따른 은나노와이어 그리드-그래핀 결합구조의 투명전극이 가장 좋은 전기적 특성을 가짐을 알 수 있다. At 97% transparency, the surface resistance of the transparent electrode of the silver nanowire grid single layer structure was measured to be approximately 200 Ω/sq., as shown in FIG. 5(a), and the silver nanowire grid manufactured according to the present invention at the same transparency. -The transparent electrode of graphene bond structure was measured to be 31.95Ω/sq. Therefore, it can be seen that in the transparency region of 95% or more (more preferably, the transparency region of 97% or more), the transparent electrode of the silver nanowire grid-graphene coupling structure according to the present invention has the best electrical properties.
상술한 제조방법에 따라 제조된 투명전극은 도 4에 도시된 바와 같이, 유리기판과, 상기 유리기판상에 형성된 은(Ag) 나노와이어 그리드(nanowire grid)와, 상기 은(Ag) 나노와이어 그리드의 표면상에 전사되어, 상기 나노와이어 그리드와 결합된 그래핀(graphene)을 포함하는 구조를 가지게 된다.The transparent electrode manufactured according to the above-described manufacturing method includes, as shown in FIG. 4, a glass substrate, a silver (Ag) nanowire grid formed on the glass substrate, and the silver (Ag) nanowire grid. It is transferred onto the surface to have a structure including graphene combined with the nanowire grid.
상술한 제조방법에 따라 제조된 투명전극은 일반적인 나노와이어 구조를 가지는 투명전극의 경우보다 고투과도 조건에서 더 향상된 전기적 특성을 제공할 수 있다. 이에 따라, 미래의 LED 디스플레이나 광학적 윈도우(window) 또는 광학적 필터 등 미래 광전자소자에 사용하는 것이 가능하다.The transparent electrode manufactured according to the above-described manufacturing method may provide improved electrical properties in a high transmittance condition than in the case of a transparent electrode having a general nanowire structure. Accordingly, it is possible to use it in future optoelectronic devices such as future LED displays, optical windows, or optical filters.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다. The description of the above embodiment is merely an example with reference to the drawings for a more thorough understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the present invention. In addition, it will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains that various changes and modifications are possible without departing from the basic principles of the present invention.
Claims (17)
상기 나노와이어층 상에 식각마스크 패턴을 형성하는 제2단계와;
상기 식각마스크 패턴을 이용하여 상기 나노와이어층을 식각하여 나노와이어 그리드(nanowire grid)를 형성하는 제3단계와;
상기 나노와이어 그리드의 표면상에 그래핀(graphene)을 전사하여 상기 나노와이어 그리드 상에 상기 그래핀이 결합된 구조의 투명전극을 형성하는 제4단계를 포함하며,
상기 제3단계는, 상기 식각마스크 패턴이 형성된 상기 나노와이어층에 대하여 염화제이철(ferric chloride) 용액을 이용하여 식각하는 제1식각단계와; 초음파가 발생되는 초음파 욕조에서 초음파 식각을 수행하는 제2식각단계를 포함함을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
A first step of forming a nanowire layer on the substrate;
A second step of forming an etch mask pattern on the nanowire layer;
A third step of forming a nanowire grid by etching the nanowire layer using the etch mask pattern;
And a fourth step of transferring graphene on the surface of the nanowire grid to form a transparent electrode of the graphene-bonded structure on the nanowire grid,
The third step may include a first etching step of etching the nanowire layer on which the etching mask pattern is formed using ferric chloride solution; A method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, which comprises a second etching step of performing ultrasonic etching in an ultrasonic bath where ultrasonic waves are generated.
상기 기판은 유리기판이고, 상기 나노와이어는 은(Ag) 나노와이어임을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The substrate is a glass substrate, the nanowire is a method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, characterized in that the silver (Ag) nanowire.
상기 기판은 200℃까지 열적으로 안정한 기판이 사용되고, 상기 기판은 상기 제3단계의 상기 나노와이어층의 식각시 식각정지층으로 기능함을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
A method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, wherein the substrate is a thermally stable substrate up to 200°C, and the substrate functions as an etch stop layer when etching the nanowire layer in the third step. .
상기 제1단계에서, 상기 나노와이어층은,
상기 기판에 나노와이어를 스핀코팅공법을 이용하여 도포하는 단계와;
도포된 나노와이어층에 대해 진공상태에서 열처리를 수행하는 단계를 포함하여 형성됨을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 2,
In the first step, the nanowire layer,
Applying nanowires to the substrate using a spin coating method;
Method for manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, characterized in that it comprises a step of performing a heat treatment in a vacuum for the coated nanowire layer.
상기 나노와이어층을 형성하는 나노와이어는 지름이 20~50nm이고, 길이는 5~40㎛ 임을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The nanowire forming the nanowire layer is 20 ~ 50nm in diameter, the length of 5 ~ 40㎛ characterized in that the manufacturing method of the transparent electrode using graphene and nanowires.
상기 제2단계에서, 상기 식각마스크 패턴은 포토리쏘그래피(photo lithography) 공정을 통해 형성됨을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the second step, the etching mask pattern is a method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, characterized in that formed through a photo lithography (photo lithography) process.
상기 나노와이어 그리드는 15~25㎛의 채널폭과 25~65㎛의 채널길이를 가짐을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The nanowire grid is a method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, characterized in that it has a channel width of 15 to 25㎛ and a channel length of 25 to 65㎛.
상기 나노와이어 그리드는, 필팩터(fill factor)가 0.5 또는 0.4~0.6의 값을 가짐을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The nanowire grid, a method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, characterized in that the fill factor (fill factor) has a value of 0.5 or 0.4 to 0.6.
상기 나노와이어 그리드는, 필팩터(fill factor)가 0.4~0.6의 값을 가지도록 채널폭과 채널길이가 조절됨을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The nanowire grid, the method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, characterized in that the channel width and channel length are adjusted so that the fill factor (fill factor) has a value of 0.4 to 0.6.
상기 나노와이어 그리드는 모서리가 둥글게 형성되는 것을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The nanowire grid is a method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, characterized in that the corners are rounded.
상기 제3단계와 상기 제4단계 사이에 상기 식각마스크 패턴을 제거하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
A method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, further comprising removing the etch mask pattern between the third step and the fourth step.
상기 그래핀은 화학기상증착(CVD) 공정을 이용하여 구리기판 상에 증착된 그래핀임을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The graphene is a method for manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, characterized in that the graphene is deposited on a copper substrate using a chemical vapor deposition (CVD) process.
상기 그래핀은,
화학기상증착 장비 내의 성장실에 구리기판을 장입하는 단계와;
성장실 내를 1000℃의 온도, 0.1mTorr의 진공상태로 설정한 상태에서 40분 동안 수소가스를 공급하면서 상기 구리기판을 열처리하는 단계와;
수소 가스 15sccm, 메탄 가스 30sccm을 공급하고 압력을 0.5mTorr로 유지하면서 30분 동안 그래핀을 상기 구리기판 상에 증착하는 단계를 통해 형성됨을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 13,
The graphene,
Charging a copper substrate into a growth chamber in the chemical vapor deposition equipment;
Heat-treating the copper substrate while supplying hydrogen gas for 40 minutes while setting the inside of the growth chamber to a vacuum of 0.1 mTorr at a temperature of 1000° C.;
A method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, characterized in that it is formed by depositing graphene on the copper substrate for 30 minutes while supplying 15 sccm of hydrogen gas and 30 sccm of methane gas and maintaining the pressure at 0.5 mTorr. .
상기 투명전극은, 550nm의 파장에서 90 ~98%의 투명도를 가짐을 특징으로 하는 그래핀과 나노와이어를 이용한 투명전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The transparent electrode, a method of manufacturing a transparent electrode using graphene and nanowires, characterized in that it has a transparency of 90 to 98% at a wavelength of 550nm.
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