KR20150049691A - Electrode including nano composite and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20150049691A
KR20150049691A KR1020130130552A KR20130130552A KR20150049691A KR 20150049691 A KR20150049691 A KR 20150049691A KR 1020130130552 A KR1020130130552 A KR 1020130130552A KR 20130130552 A KR20130130552 A KR 20130130552A KR 20150049691 A KR20150049691 A KR 20150049691A
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곽민기
이찬재
김민선
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전자부품연구원
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    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables

Abstract

Provided are an electrode and a method for manufacturing the same. According to an embodiment of the present invention, the electrode comprises: a transparent substrate; a nanocomposite disposed on the transparent substrate, wherein nanoparticles are evenly dispersed inside a polymer; and a transparent electrode layer located on the nanocomposite, and including a fine concavo-convex part having an irregular structure on the surface.

Description

나노 복합체를 포함하는 전극 및 그 제조방법{ELECTRODE INCLUDING NANO COMPOSITE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}ELECTRODE INCLUDING NANO COMPOSITE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

나노 복합체를 포함하는 전극 및 이의 제조방법이 제공된다.
An electrode comprising a nanocomposite and a method of making the same are provided.

일반적으로 OLED의 광 추출효율은 약 20% 수준에 머무르는데, 그 주된 이유는 내부에서 생성된 빛이 기판 모드(substrate mode) 또는 도파관 모드(waveguided mode)에 의해서 손실되기 때문이며, 이 중에서 도파관 모드에 의해서 손실되는 빛의 양이 약 30%이다.In general, the light extraction efficiency of the OLED remains at about 20%, mainly because the internally generated light is lost due to the substrate mode or the waveguided mode, The amount of light lost is about 30%.

그래서 현재 OLED에서 도파관 모드에 의해서 손실되는 빛의 양을 줄이기 위하여 기판과 ITO층 사이에 나노 및 마이크로 요철층을 삽입하고 있다. 이때 OLED 광 추출향상을 위한 나노 및 마이크로 요철 즉, 미세요철의 주기는 수백 나노미터 내지 수 마이크로미터이고, 미세요철의 높이는 수 나노미터 내지 수 마이크로미터이다.So, in order to reduce the amount of light lost by the waveguide mode in the current OLED, a nano- and micro-uneven layer is inserted between the substrate and the ITO layer. At this time, the nano and micro concave / convex for improving the light extraction of OLED, that is, the period of fine concavity and convexity, is several hundred nanometers to several micrometers, and the height of fine concavities and convexities is several nanometers to several micrometers.

나아가, 이러한 미세요철을 갖는 전극을 제작하기 위하여 종래에는 미세요철을 갖는 스탬프를 이용하여 임프린팅(imprinting)하는 방법을 이용하고 있다.Furthermore, in order to manufacture such an electrode having fine irregularities, a method of imprinting using a stamp having fine irregularities has been used.

그런데 임프린팅 방법을 이용하는 경우에는 미세요철을 갖는 마스터 제작 및 스탬프 제작 등의 공정이 추가되고, 공정 원가가 증가한다.
However, in the case of using the imprinting method, processes such as master-making and stamp-making with fine unevenness are added, and the process cost increases.

본 발명의 일 구현예는 광 추출효율이 우수한 전극을 제공하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to provide an electrode having excellent light extraction efficiency.

본 발명의 일 구현예는 나노입자를 고분자 내에 균일하게 분산시키기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is for uniformly dispersing nanoparticles in a polymer.

본 발명의 일 구현예는 불규칙한 구조를 갖는 미세요철을 포함하는 전극을 제조하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is for producing an electrode including fine irregularities having an irregular structure.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
Embodiments according to the present invention can be used to accomplish other tasks not specifically mentioned other than the above-described tasks.

본 발명의 일 구현예는 투명 기판, 투명 기판 위에 위치하고, 고분자 내부에 나노입자가 균일하게 분산되어 있는 나노 복합체, 나노 복합체 위에 위치하고, 표면 상에 불규칙한 구조를 갖는 미세요철을 포함한 투명 전극층을 포함하는 전극을 제공한다.One embodiment of the present invention is a nanocomposite comprising a transparent substrate and a transparent substrate, the nanocomposite having nanoparticles uniformly dispersed in the polymer, and a transparent electrode layer disposed on the nanocomposite and including fine irregularities having irregular structures on the surface Electrode.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노입자는 SiO2, TiO2, ZrO2, ZnO, 또는 ZnS 중 어느 하나 이상일 수 있다.The nanoparticles according to an embodiment of the present invention may be any one or more of SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , ZnO, and ZnS.

본 발명의 일 실시예에 따른 고분자는 아크릴레이트, 메타아크릴레이트 수지 중 어느 하나 이상일 수 있다.The polymer according to an embodiment of the present invention may be at least one of acrylate and methacrylate resin.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전극층은 ITO, ZO 또는 IZO 중 어느 하나 이상일 수 있다.The transparent electrode layer according to an embodiment of the present invention may be any one or more of ITO, ZO, and IZO.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세요철의 주기 및 높이는 약 1 nm 내지 100 μm일 수 있다.The period and height of the fine irregularities according to an embodiment of the present invention may be about 1 nm to 100 μm.

본 발명의 일 구현예는 고분자 단량체 및 나노입자를 용매에 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계, 상기 혼합용액을 가열하는 단계, 가열된 상기 혼합용액에 경화제를 첨가 및 혼합하는 단계, 상기 경화제가 첨가 및 혼합된 혼합용액을 기판 표면에 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계, 상기 코팅층을 가열하는 단계, 그리고 가열된 상기 코팅층 위에 스퍼터링을 통하여 투명 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 전극의 제조방법을 제공한다.One embodiment of the present invention relates to a method for preparing a mixed solution, comprising the steps of mixing a polymer monomer and a nanoparticle in a solvent to prepare a mixed solution, heating the mixed solution, adding and mixing a hardening agent to the heated mixed solution, And forming a coating layer by coating the mixed solution on the surface of the substrate, heating the coating layer, and forming a transparent electrode layer by sputtering on the heated coating layer.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 경화제는 이소세아네이트 가교제, 아지리딘계 가교제, 에폭시계 가교제, 금속 킬레이트형 가교제 중 어느 하나 이상일 수 있다.The curing agent according to an embodiment of the present invention may be any one or more of an isocyanate crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, and a metal chelate crosslinking agent.

본 발명의 일 실시예에 따른 고분자 단량체는 산, 에스터, 아민, 케톤, 알코올, 아세틸아세토네이트, 또는 아세토아세테이트 중 하나 이상의 작용기를 갖고, 불포화된 탄소 이중결합을 포함하는 물질일 수 있다.
The polymeric monomer according to one embodiment of the present invention may be a material having at least one of an acid, an ester, an amine, a ketone, an alcohol, an acetylacetonate, or an acetoacetate and containing an unsaturated carbon double bond.

본 발명의 일 구현예에서는 광 추출효율이 우수한 전극을 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, an electrode having excellent light extraction efficiency can be provided.

또한, 본 발명의 일 구현예에서는 나노입자를 고분자 내에 균일하게 분산시키고, 불규칙한 구조를 갖는 미세요철을 포함하는 전극을 제조할 수 있다.
Further, in one embodiment of the present invention, the nanoparticles can be uniformly dispersed in the polymer, and an electrode including fine irregularities having an irregular structure can be manufactured.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 전극의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서, ITO 증착공정 이전까지의 단계를 수행한 후, ITO 증착공정을 수행하여 표면에 불규칙한 구조를 갖는 미세요철을 형성하는 모습을 나타낸 전극의 단면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서, ITO 증착공정 이전까지의 단계를 수행한 후, 고분자 내에 나노입자를 포함하는 나노 복합체의 표면을 관찰한 FESEM사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 전극 표면을 촬영한 AFM사진이다.
도 5는 본 발명의 비교예1과 실시예 2에서 제작된 OLED 소자의 발광 시 배광곡선이다.1 is a cross-sectional view of an electrode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an electrode according to Example 1 of the present invention in which the steps up to the ITO deposition step are performed, and then an ITO deposition process is performed to form fine irregularities having irregular structures on the surface.
FIG. 3 is a FESEM photograph showing the surface of a nanocomposite containing nanoparticles in a polymer after performing the steps up to the ITO deposition step in Example 1 of the present invention.
4 is an AFM photograph of the electrode surface prepared in Example 1 of the present invention.
5 is a light distribution curve of the OLED device manufactured in Comparative Example 1 and Example 2 of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. In the case of publicly known technologies, a detailed description thereof will be omitted.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. It will be understood that when an element such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the element directly over another element, On the other hand, when a part is "directly on" another part, it means that there is no other part in the middle. On the contrary, when a portion such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "under" another portion, this includes not only the case where the other portion is "directly underneath" On the other hand, when a part is "directly beneath" another part, it means that there is no other part in the middle.

이하, 본 발명의 일 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예는 투명 기판(10), 투명 기판(10) 위에 위치하고, 고분자 내부에 나노입자(3)가 균일하게 분산되어 있는 나노 복합체(20), 나노 복합체(20) 위에 위치하고, 표면 상에 불규칙한 구조의 미세요철을 포함한 투명 전극층(30)을 포함하는 전극을 제공한다.Referring to FIG. 1, an embodiment of the present invention includes a transparent substrate 10, a nanocomposite 20, a nanocomposite 20, and a nanocomposite 20, which are positioned on the transparent substrate 10 and in which the nanoparticles 3 are uniformly dispersed in the polymer. 20, and an electrode including a transparent electrode layer 30 including fine irregularities of an irregular structure on the surface.

투명 기판(10)은 가시광선의 투과가 가능한 물질이면 어느 소재라도 사용할 수 있다. 구체적인 예로, 유리, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르설폰(PES), 폴리이미드(PI) 등이 사용가능하다. 다만, 투명 기판의 소재가 이에 제한되는 것은 아니다.Any material can be used for the transparent substrate 10 as long as it is a material capable of transmitting a visible light ray. Specific examples thereof include glass, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES) and polyimide (PI). However, the material of the transparent substrate is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 투명 기판(10) 위에는 고분자 내부에 나노입자(3)가 균일하게 분산된 나노 복합체(20)가 존재할 수 있다.On the transparent substrate 10 according to an embodiment of the present invention, the nanocomposite 20 in which the nanoparticles 3 are uniformly dispersed in the polymer may exist.

고분자 내에 나노크기의 입자가 존재하게 되면, 나노입자를 포함한 고분자를 투과하는 빛에 대하여, 고분자와 나노입자간 굴절률 차이로 인하여, 빛이 효과적으로 산란될 수 있다. 또한, 나노입자가 고분자 내에서 균일하게 분산되어 있어 보다 효과적으로 빛을 산란시킬 수 있다.When nano-sized particles are present in the polymer, light can be efficiently scattered due to the difference in refractive index between the polymer and the nano-particle, with respect to light transmitted through the polymer including nanoparticles. In addition, the nanoparticles are uniformly dispersed in the polymer, so that light can be scattered more effectively.

나노입자(3)의 크기는 약 1 nm 내지 1000 nm일 수 있다.The size of the nanoparticles 3 may be about 1 nm to 1000 nm.

나노입자(3)의 크기가 상기 범위 내에서, 투과도의 저하를 최소화하는 동시에 소자 내부로 들어오거나 소자 외부로 방출하는 빛을 효과적으로 산란시킬 수 있다.The nanoparticles 3 can effectively scatter light entering the device or emitting outside the device while minimizing degradation of the transmittance within the above range.

나노입자(3)는 나노 사이즈를 갖는 금속 산화물일 수 있다. 예를 들어, 나노입자(3)는 SiO2, TiO2, ZrO2, ZnO, 또는 ZnS 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 이와 같은 나노입자(3)는 고분자에 효과적으로 흡착(anchoring)되어 내부에서 균일하게 분산되어 있는 상태로 존재할 수 있다.The nanoparticles 3 may be metal oxides having nano size. For example, the nanoparticles 3 may be any one or more of SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , ZnO, and ZnS. Such nanoparticles 3 are effectively anchored to the polymer, And may exist in a dispersed state.

나노 복합체(20)의 고분자는 나노입자(3)가 용이하게 흡착(anchoring) 할 수 있는 산, 에스터, 아민, 케톤, 알코올, 아세틸아세토네이트, 아세토아세테이트 등의 작용기를 갖고, 불포화된 탄소 이중결합을 포함하는 고분자 단량체로부터 합성될 수 있다. 예를 들어, 아크릴레이트, 메타아크릴레이트 수지일 수 있으며, 이러한 고분자를 사용하는 경우, 투과도가 향상될 수 있다.The polymer of the nanocomposite 20 has a functional group such as an acid, ester, amine, ketone, alcohol, acetylacetonate, or acetoacetate which can easily anchor the nanoparticles 3, ≪ / RTI > For example, it may be an acrylate or a methacrylate resin, and when such a polymer is used, the transmittance can be improved.

투명 전극층(30)은 빛 투광성 및 전기 전도도를 가지는 물질일 수 있다. 투명 예를 들어, 투명 전극층(30)은 ITO(indium tin oxide), ZO(zinc oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등 어느하나 이상일 수 있으며, 이와 같은 투명 전극층(30)은 충분한 투명도와 전도성을 동시에 가지므로 가시광선을 투과 시킬 뿐만 아니라, 전극으로서 역할을 수행할 수 있다.The transparent electrode layer 30 may be a material having light transmittance and electrical conductivity. For example, the transparent electrode layer 30 may be at least one of ITO (indium tin oxide), ZO (zinc oxide), IZO (indium zinc oxide), and the transparent electrode layer 30 has sufficient transparency and conductivity It can transmit not only visible light but also can serve as an electrode.

도 1을 참조하면, 나노 복합체(20) 및 투명 전극층(30)은 표면 상에 불규칙한 구조의 미세요철을 포함하는 구조일 수 있다. 구체적으로, 외부와 표면이 직접 노출되는 투명 전극층(30) 뿐만 아니라, 투명 전극층(30)의 하부에 위치하여 투명 전극층(30)과 계면을 형성하는 나노 복합체(20)의 표면도 불규칙한 미세요철을 포함하는 구조일 수 있다. 미세요철이 불규칙적인 형상을 갖는 경우, 빛의 색이 방향의존도가 없어 조명 등과 같은 광원으로 활용이 가능하다.Referring to FIG. 1, the nanocomposite 20 and the transparent electrode layer 30 may have a structure including fine irregularities having an irregular structure on the surface. More specifically, the surface of the nanocomposite 20, which is located at the lower portion of the transparent electrode layer 30 and forms the interface with the transparent electrode layer 30, as well as the transparent electrode layer 30 in which the surface is directly exposed to the outside, . ≪ / RTI > When the irregularities are irregular, the color of light is not direction-dependent and can be utilized as a light source such as illumination.

이때, 미세요철은 높이(2)와 주기(1)로 정의될 수 있으며, 불규칙한 구조를 갖는 미세요철에서 여러 개의 미세 요철들의 높이(2)와 주기(1)는 서로 다른 값들을 가질 수 있다. 구체적으로, 높이(2)는 미세요철의 골에서 마루까지의 길이이고, 주기(1)는 마루와 마루 사이의 거리를 나타낸다.In this case, the fine irregularities can be defined as a height (2) and a period (1), and the height (2) and the period (1) of the fine irregularities in the irregular structures having irregular structures can have different values. Specifically, the height (2) is the length from the valley to the floor of the fine unevenness, and the period (1) represents the distance between the floor and the floor.

전극의 표면 상에 존재할 수 있는 불규칙한 구조를 갖는 미세요철은 투과되는 빛의 접촉각을 다양하게 형성시켜, 결과적으로 빛을 효과적으로 산란하도록 만들 수 있다.Fine irregularities having an irregular structure that may exist on the surface of the electrode can be formed to variously form the contact angle of the transmitted light, resulting in effective scattering of light.

미세요철의 주기(1) 및 높이(2)는 약 1 nm 내지 100 μm일 수 있다. 더욱 구체적으로, 각각 미세요철의 주기(1)는 0.1 내지 10 μm일 수 있고, 미세요철의 높이(2)는 1 nm 내지 10 μm일 수 있다.The period (1) and the height (2) of fine unevenness may be about 1 nm to 100 탆. More specifically, the period (1) of fine irregularities may be 0.1 to 10 μm, and the height (2) of fine irregularities may be 1 nm to 10 μm.

미세요철의 주기(1) 및 높이(2)가 상기 범위 내이면, 소자의 내부로 들어오거나 소자의 외부로 나가는 빛의 산란 및 광추출효과를 향상시킬 수 있다. When the period (1) and the height (2) of the minute concave and convex are within the above range, scattering of light entering the inside of the device and out of the device and light extracting effect can be improved.

본 발명의 일 구현예는 고분자 단량체 및 나노입자를 용매에 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계, 혼합용액에 경화제를 첨가 및 혼합하는 단계, 경화제가 첨가 및 혼합된 혼합용액을 기판(10) 표면에 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계, 그리고 기판(10) 표면의 코팅층 위에 스퍼터링을 통하여 투명 전극층(30)을 형성하는 단계를 포함하는 전극의 제조방법을 제공한다.One embodiment of the present invention relates to a method for preparing a mixed solution, comprising the steps of mixing a polymer monomer and a nanoparticle in a solvent to prepare a mixed solution, adding and mixing a curing agent to the mixed solution, And forming a transparent electrode layer (30) by sputtering on a coating layer on the surface of the substrate (10).

기판은 투명 기판(10)일 수 있다.The substrate may be a transparent substrate 10.

먼저, 고분자 단량체 및 나노입자를 용매에 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계는 중합되는 고분자 물질 내에 나노입자를 균일하게 분산시키기 위하여, 고분자 단량체와 나노입자를 용매에 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계이다. 이때, 혼합용액은 용매에 개시제, 체인조절제를 추가적으로 더 포함할 수 있다.First, the step of mixing a polymer monomer and a nanoparticle into a solvent to prepare a mixed solution is a step of preparing a mixed solution by mixing a polymer monomer and nanoparticles in a solvent so as to uniformly disperse the nanoparticles in the polymer material to be polymerized . At this time, the mixed solution may further include an initiator and a chain control agent in the solvent.

용매는 에틸 아세테이트(EA), 톨루엔, 디메틸술폭사이드, 에탄올, 아세톤, 디에틸에테르 등이 될 수 있다. 또한, 개시제는 아조계 중합 개시제, 퍼옥시드계 중합 계시제 등이 될 수 있다. 또한, 체인 조절제는 메르캅토 (mercapto) 작용기를 지닌 2-메르캅토에탄올(2-mercaptoethanol), 티오글리콜릭 산(thioglycolic acid)와 알파-메틸스티렌 다이머(a-methylstyrene dimer) 등이 될 수 있다. 다만, 용매, 개시제, 체인 조절제가 이에 제한되는 것은 아니다.The solvent may be ethyl acetate (EA), toluene, dimethylsulfoxide, ethanol, acetone, diethyl ether and the like. The initiator may be an azo-based polymerization initiator, a peroxide-based polymerization initiator, or the like. In addition, the chain control agent may be 2-mercaptoethanol, thioglycolic acid and alpha-methylstyrene dimer having a mercapto functional group. However, solvents, initiators, and chain control agents are not limited thereto.

구체적으로 고분자 단량체는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노입자가 용이하게 흡착(anchoring) 할 수 있는 산, 에스터, 아민, 케톤, 알코올, 아세틸아세토네이트, 아세토아세테이트 등에서 하나 이상의 작용기를 갖고, 불포화된 탄소 이중결합을 포함하는 물질일 수 있으며, 구체적으로 아크릴산(acrylic acid), 메타아크릴산(methacrylic acid), 디(에틸렌그리콜) 에틸 에테르 아크릴레이트(di(ethyleneglycol) ethyl ether acrylate), 2-히디록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate), 4-히디록시뷰틸 아크릴레이트(4-hydroxybutyl acrylate), N,N-디메틸아크릴아마이드(N,N-dimethylacrylamide), 아크릴아마이드(acrylamide), 메타아크릴아마이드(methacrylamide), 2-(아크릴오일옥시)에틸 아세토아세테이트(2-(acryloyloxy)ethyl acetoacetate) 등의 아크릴레이트 단량체 또는 메타아크릴레이트 단량체일 수 있다.Specifically, the polymeric monomer has at least one functional group in an acid, an ester, an amine, a ketone, an alcohol, an acetylacetonate, an acetoacetate or the like which can easily anchor the nanoparticle according to an embodiment of the present invention, Carbon double bond. Specific examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, di (ethyleneglycol) ethyl ether acrylate, and 2-hydroxyhexyl N-dimethylacrylamide, acrylamide, methacrylamide, and the like can be used in the present invention. Examples of the monomer include acrylamide, ethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, Acrylate monomer such as 2- (acryloyloxy) ethyl acetoacetate, or a methacrylate monomer such as 2- (acryloyloxy) ethyl acetoacetate.

다음으로, 혼합용액을 가열하는 단계는 고분자 단량체 및 나노입자가 포함된 혼합용액을 가열하여 고분자 중합이 이루어지도록 하는 단계이다. 구체적으로, 상기 가열단계는 약 50 내지 100 ℃에서 약 5 내지 10 시간동안 수행될 수 있다.Next, in the step of heating the mixed solution, the polymer solution is heated by heating the mixed solution containing the polymer monomer and the nanoparticles. Specifically, the heating step may be performed at about 50 to 100 DEG C for about 5 to 10 hours.

다음으로, 중합된 고분자 및 나노입자를 포함한 혼합용액에 경화제를 첨가하는 단계로, 기판 표면 상에 코팅층을 형성하기 위한 용액을 제조하는 단계이다.Next, a step of adding a curing agent to a mixed solution containing the polymerized polymer and nanoparticles is a step of preparing a solution for forming a coating layer on the substrate surface.

경화제는 이소시아네이트 가교제, 아지리딘계 가교제, 에폭시계 가교제, 금속 킬레이트형 가교제 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 이러한 경화제를 사용하는 경우에는 필름을 형성시켜 전극이 증착될 수 있게 하는 효과가 있다. The curing agent may be any one or more of an isocyanate crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, and a metal chelate crosslinking agent. When such a curing agent is used, the film is formed and the electrode can be deposited.

다음으로, 고분자, 나노입자, 그리고 경화제가 혼합된 혼합용액을 기판 위에 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계이다. 고분자, 나노입자, 그리고 경화제가 혼합된 혼합용액은 스핀코팅법, 스프레이코팅법, 닥터 블레이드코팅법 등의 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서 코팅방법이 이에 제한되는 것은 아니다.Next, a coating solution is prepared by coating a mixed solution of a polymer, nanoparticles, and a curing agent on a substrate. The mixed solution in which the polymer, nanoparticles, and the curing agent are mixed can be performed by a method such as a spin coating method, a spray coating method, a doctor blade coating method and the like. However, the coating method in the embodiment of the present invention is not limited thereto.

다음으로, 기판(10) 위에 형성된 코팅층을 가열 및/또는 건조하는 단계로, 이를 통해, 고분자 간에 가교(cross-link)가 형성될 수 있고, 기판(10) 위에 코팅된 혼합용액 내의 용매를 증발시키고 코팅층을 경화시킬 수 있다.Next, a step of heating and / or drying the coating layer formed on the substrate 10, whereby a cross-link can be formed between the polymers, and the solvent in the mixed solution coated on the substrate 10 is evaporated And the coating layer can be cured.

다음으로, 기판(10) 표면의 가열 및/또는 건조된 코팅층 위에 스퍼터링을 통하여 투명 전극층(30)을 형성하고 동시에, 자기-버클링(self-buckling)을 통한 불규칙한 구조를 갖는 미세요철을 형성할 수 있는 단계이다. 도 2에서 나노입자(3)가 내부에 포함된 나노 복합체(20) 위에 투명 전극(ITO)(30)층을 스퍼터링으로 형성 시에 자기-버클링 현상을 나타내고 있다.Next, a transparent electrode layer 30 is formed by sputtering on the heated and / or dried coating layer on the surface of the substrate 10, and at the same time, fine irregularities having an irregular structure through self-buckling are formed It is a step that can be done. In FIG. 2, a self-buckling phenomenon occurs when a transparent electrode (ITO) layer 30 is formed by sputtering on a nanocomposite 20 including nanoparticles 3 therein.

이로 인해, 본 발명의 일 구현예에 따른 전극은 표면에 불규칙한 구조를 갖는 미세요철을 포함하는 투명 전극층(30)을 하나의 공정에서 제조할 수 있다. 따라서, 광산란 효과가 개선된 전극을 제조할 수 있다.Accordingly, the electrode according to an embodiment of the present invention can be manufactured in a single process with a transparent electrode layer 30 including fine irregularities having an irregular structure on the surface. Therefore, it is possible to produce an electrode with an improved light scattering effect.

또한, 스퍼터링 공정의 조건을 적절히 조절하여 제조되는 전극 내의 투명 전극층(30)이 포함하는 미세요철의 높이(2)와 주기(1)를 조절할 수 있다. 예를 들면, 스퍼터링시 증착압력 및/또는 기판온도를 조절하여 제조되는 전극 내의 투명 전극층이 포함하는 미세요철의 높이(2)와 주기(1)를 조절할 수 있다.Also, the height (2) and the period (1) of the fine irregularities included in the transparent electrode layer (30) in the electrode manufactured by suitably adjusting the conditions of the sputtering process can be controlled. For example, the height (2) and period (1) of fine irregularities included in the transparent electrode layer in the electrode manufactured by controlling the deposition pressure and / or the substrate temperature during sputtering can be controlled.

스퍼터링시 증착압력은 약 0.1 내지 100 mTorr이고, 기판온도는 약 20 내지 300 ℃일 수 있다.The deposition pressure at the time of sputtering may be about 0.1 to 100 mTorr, and the substrate temperature may be about 20 to 300 캜.

상기 증착압력 및 기판온도 범위 내에서, 적층구조의 파괴없이 투명 전극층을 안정적으로 나노입자가 내부에 포함된 나노 복합체 위에 형성시킬 수 있는 동시에, 형성된 투명 전극층이 미세요철을 포함할 수 있도록 할 수 있다.The transparent electrode layer can be stably formed on the nanocomposite contained in the nanocomposite material without destroying the laminated structure within the deposition pressure and the substrate temperature range and the transparent electrode layer formed can contain fine irregularities .

본 발명의 일 구현예는 소자 내 적층구조에 의한 빛의 산란정도가 소자의 성능에 영향을 미치는 전기적 소자 등에 다양하게 적용될 수 있다. 구체적으로, OLED 소자, 태양전지 셀 등의 전기적 소자에 적용될 수 있다An embodiment of the present invention can be variously applied to an electric device in which the degree of scattering of light due to a laminate structure in the device affects the performance of the device. Specifically, it can be applied to an electric device such as an OLED device or a solar battery cell

또한, 본 발명의 일 구현예에서는 본 발명의 일 구현예인 전극을 포함하는 투명 기판 및 애노드, 발광층, 그리고 캐소드를 포함하는 OLED 소자를 제공할 수 있다.Further, in one embodiment of the present invention, it is possible to provide a transparent substrate including an electrode, which is an embodiment of the present invention, and an OLED device including an anode, a light emitting layer, and a cathode.

OLED 소자의 대표적인 구조는 투명 기판, 애노드(anode), 정공주입층, 정공수송층, 전자와 정공의 결합으로 빛이 발생하는 유기 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 캐소드(cathode)를 포함할 수 있다.A typical structure of an OLED device may include a transparent substrate, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer in which light is generated by the combination of electrons and holes, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode .

여기서, 전극은 투명 기판 및 애노드의 적층 구조 전체로서 사용될 수 있다. 구체적으로, 투명 기판 위에 적층된 나노 입자가 고분자 내부에 포함된 나노 복합체 및 나노 복합체 위에 형성된 투명 전극층을 포함한 구조는 OLED 소자 내의 애노드로 사용될 수 있다.Here, the electrode can be used as a whole of the laminated structure of the transparent substrate and the anode. Specifically, a structure including a transparent electrode layer formed on a nanocomposite and a nanocomposite in which nanoparticles stacked on a transparent substrate are included in a polymer can be used as an anode in an OLED element.

본 발명의 일 구현예에 따른 OLED 소자는 발광층에서 발생하는 빛을 효과적으로 산란시킴으로서, 우수한 광 추출효율로 소자 외부로 빛을 방출할 수 있다.The OLED device according to an embodiment of the present invention efficiently emits light generated in the light emitting layer, and can emit light to the outside of the device with excellent light extraction efficiency.

이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following Examples are merely examples of the present invention, but the present invention is not limited to the following Examples.

<< 실시예Example 1> 전극의 제작 1> Fabrication of electrodes

먼저 유리소재의 투명 기판을 준비한다First, a transparent substrate of glass material is prepared

아크릴레이트 단량체(9 g), 입자의 크기가 약 100 - 200 nm인 SiO2(1 g), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate, EA, 20 g), 아조비스아이소부티로나이트릴 (Azobisisobutyronitrile, AIBN, 0.02 g) 및 티오글리콜릭 산(0.1 g)를 혼합하여 혼합용액을 제조한다.Acrylate monomer (9 g), SiO 2 (1 g) having a particle size of about 100-200 nm, ethyl acetate (EA, 20 g), azobisisobutyronitrile (AIBN, 0.02 g ) And thioglycolic acid (0.1 g) were mixed to prepare a mixed solution.

혼합용액을 가열하여 약 80 ℃에서 약 8 시간동안 중합반응을 진행시킨다.The mixed solution is heated to proceed the polymerization reaction at about 80 DEG C for about 8 hours.

그 후, 상기 혼합용액에 대하여, 에폭시계 경화제를 0.2 g 첨가 및 혼합한다.Thereafter, 0.2 g of the epoxy curing agent is added to and mixed with the mixed solution.

다음으로, 경화제가 혼합된 혼합용액을 기판 표면에 스핀코팅을 통해 코팅하고, 약 130 ℃에서 30 분동안 건조시킨다.Next, a mixed solution in which a curing agent is mixed is coated on the surface of the substrate through spin coating and dried at about 130 캜 for 30 minutes.

그 후, 상기 스핀코팅을 통해 형성된 코팅층 위에 스퍼터링을 통하여 ITO층을 증착시켜 전극을 제조한다.Thereafter, an ITO layer is deposited on the coating layer formed through the spin coating by sputtering to produce an electrode.

<< 실시예Example 2>  2> OLEDOLED 소자의 제작 Device fabrication

실시예 1에서 제조된 전극을 포함한 OLED 소자를 하기와 같은 방법으로 제조한다. 실시예 1에서 제조된 전극을 투명 기판 및 애노드(anode)로 사용하고, 애노드 위에, 정공수송층으로서 NPB(N,N′-bis-(1-naphyl)-N,N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine)을 적층시킨다. 그 후, 발광층으로서 CBP(4,4′-N,N-bis(N-carbazolyl)-1,1'biphenyl):Ir(ppy)3(Tris[2-phenylpyridinato-C2,N]iridium(III), 8 중량%)을, 다음으로, 전자수송층으로서 TPBi(1,3,5-tris(N-phenylbenzimiazole-2-yl)benzene)를, 각각 전자주입층과 캐소드(cathode)로서 LiF/Al을 순서대로 적층하여 OLED 소자를 제작한다.An OLED device including the electrode manufactured in Example 1 is manufactured by the following method. The electrode prepared in Example 1 was used as a transparent substrate and anode, and NPB (N, N'-bis- (1-naphyl) -N, N'-diphenyl-1,1 '-Biphenyl-4,4'-diamine). Then, as a light emitting layer CBP (4,4'-N, N- bis (N-carbazolyl) -1,1'biphenyl): Ir (ppy) 3 (Tris [2-phenylpyridinato-C 2, N] iridium (III ) , 8 wt%), TPBi (1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazole-2-yl) benzene) as the electron transport layer, LiF / Al as the electron injection layer and cathode, Are stacked in this order to fabricate an OLED device.

<< 비교예Comparative Example 1> 1> OLEDOLED 소자의 제작 Device fabrication

실시예 2에서, 애노드로서, ITO층만을 적층시킨 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 실험을 수행하여 OLED 소자를 제조한다. Experiments were carried out in the same manner as in Example 2 except that only the ITO layer was laminated as the anode in Example 2 to manufacture an OLED device.

<< 실험예Experimental Example 1>  1> OLEDOLED 소자의 광 추출효율 평가 Evaluation of light extraction efficiency of device

본 발명의 일 구현예에 따른 OLED의 발광층으로부터 발생되는 빛의 광 추출효율을 알아보기 위하여 하기와 같은 실험을 수행한다.The following experiment is conducted to examine the light extraction efficiency of light emitted from the light emitting layer of the OLED according to an embodiment of the present invention.

비교예 1실시예 2에서 제조된 OLED 소자를 적분구를 이용하여, 전력효율 (power efficiency)을 측정하는 방법으로 비교예 1에서 제작된 OLED 소자에 비해서 실시예 2에서 제작된 OLED 소자의 광 추출효율이 약 50% 증가된 것을 관찰할 수 있다.COMPARATIVE EXAMPLE 1 The OLED device manufactured in Example 2 was measured for power efficiency using an integrating sphere, and compared to the OLED device manufactured in Comparative Example 1, the light extraction of the OLED device fabricated in Example 2 It can be observed that the efficiency is increased by about 50%.

도 5는 발광된 OLED 소자의 배광곡선을 나타내고 있다.5 shows the light distribution curves of the emitted OLED elements.

도 5를 참조하면, 비교예 1에서 제조된 OLED 소자에 비하여 실시예 2에서 제조된 OLED의 소자의 배광분포가 더 넓은 것을 관찰할 수 있다.
Referring to FIG. 5, it can be seen that the light distribution of the OLED device manufactured in Example 2 is wider than that of the OLED device manufactured in Comparative Example 1.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

1: 주기 10: 투명 기판
2: 높이 20: 나노 복합체
3: 나노입자 30: 투명 전극층1: Cycle 10: Transparent substrate
2: height 20: nanocomposite
3: nanoparticle 30: transparent electrode layer

Claims (8)

투명 기판,
상기 투명 기판 위에 위치하고, 고분자 내부에 나노입자가 균일하게 분산되어 있는 나노 복합체, 그리고
상기 나노 복합체 위에 위치하고, 표면 상에 불규칙한 구조를 갖는 미세요철을 포함한 투명 전극층
을 포함하는 전극.
Transparent substrate,
A nanocomposite which is located on the transparent substrate and nanoparticles are uniformly dispersed in the polymer, and
A transparent electrode layer disposed on the nanocomposite and including fine irregularities having an irregular structure on the surface,
.
제1항에서,
상기 나노입자는 SiO2, TiO2, ZrO2, ZnO, 또는 ZnS 중 어느 하나 이상인 전극.
The method of claim 1,
Wherein the nanoparticles are at least one of SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , ZnO, and ZnS.
제1항에서,
상기 고분자는 아크릴레이트, 메타아크릴레이트 수지 중 어느 하나 이상인 전극.
The method of claim 1,
Wherein the polymer is at least one of an acrylate and a methacrylate resin.
제1항에서,
상기 투명 전극층은 ITO, ZO 또는 IZO 중 어느 하나 이상인 전극.
The method of claim 1,
Wherein the transparent electrode layer is at least one of ITO, ZO, and IZO.
제1항에서,
상기 미세요철의 주기 및 높이는 1 nm 내지 100 μm인 전극.
The method of claim 1,
And the period and height of the fine irregularities are 1 nm to 100 占 퐉.
고분자 단량체 및 나노입자를 용매에 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계,
상기 혼합용액을 가열하는 단계,
가열된 상기 혼합용액에 경화제를 첨가 및 혼합하는 단계,
상기 경화제가 첨가 및 혼합된 혼합용액을 기판 표면에 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계,
상기 코팅층을 가열하는 단계, 그리고
가열된 상기 코팅층 위에 스퍼터링을 통하여 투명 전극층을 형성하는 단계
를 포함하는 전극의 제조방법.
Mixing the polymer monomer and the nanoparticles in a solvent to prepare a mixed solution,
Heating the mixed solution,
Adding and mixing a curing agent to the heated mixed solution,
Coating a mixed solution in which the curing agent is added and mixed on the substrate surface to form a coating layer,
Heating the coating layer, and
Forming a transparent electrode layer through sputtering on the heated coating layer
Wherein the electrode is formed of a metal.
제6항에서,
상기 경화제는 이소시아네이트 가교제, 아지리딘계 가교제, 에폭시계 가교제, 금속 킬레이트형 가교제 중 어느 하나 이상인 전극의 제조방법.
The method of claim 6,
Wherein the curing agent is at least one of an isocyanate crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, and a metal chelate crosslinking agent.
제6항에서,
상기 고분자 단량체는 산, 에스터, 아민, 케톤, 알코올, 아세틸아세토네이트, 또는 아세토아세테이트 중 하나 이상의 작용기를 갖고, 불포화된 탄소 이중결합을 포함하는 물질인 전극의 제조방법.The method of claim 6,
Wherein the polymeric monomer has at least one of an acid, an ester, an amine, a ketone, an alcohol, an acetylacetonate, or an acetoacetate, and contains an unsaturated carbon double bond.
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