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KR20130073184A - Manufacturing method for self-aligned multi-layer and thin-film electronic device including multi-layer manufactured thereby - Google Patents

Manufacturing method for self-aligned multi-layer and thin-film electronic device including multi-layer manufactured thereby Download PDF

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KR20130073184A
KR20130073184A KR1020110140897A KR20110140897A KR20130073184A KR 20130073184 A KR20130073184 A KR 20130073184A KR 1020110140897 A KR1020110140897 A KR 1020110140897A KR 20110140897 A KR20110140897 A KR 20110140897A KR 20130073184 A KR20130073184 A KR 20130073184A
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thin film
layer
substrate
film layer
self
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유승협
문한얼
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한국과학기술원
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Abstract

PURPOSE: A thin film electric device including a self-aligned multi layer is provided to increase electric conductivity by forming a hydrophobic pattern at one time. CONSTITUTION: A hydrophobic pattern (200) is formed on a substrate. A first thin film (300) is formed in the hydrophilic surface of the substrate. A second thin film (400) is formed on the first thin film by using a selective wetting phenomenon. A plasma etching or a printing process is performed to form the hydrophobic pattern.

Description

자기 정렬형 다층 박막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 다층 박막을 포함하는 박막 전자소자 {Manufacturing Method for Self-Aligned Multi-layer and Thin-Film Electronic Device including Multi-layer Manufactured thereby}Manufacturing Method for Self-Aligned Multi-layer and Thin-Film Electronic Device including Multi-layer Manufactured As

본 발명은 자기 정렬형 다층 박막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 다층 박막을 포함하는 박막 전자소자에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a self-aligned multilayer thin film and a thin film electronic device including the multilayer thin film manufactured accordingly.

박막 소자는 기본적으로 서로 다른 기능을 하는 여러 층의 박막이 적층된 형태이다. 최근 소자의 집적화 및 소형화가 추구되고 있는바 박막 소자에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. A thin film element is a form in which a plurality of layers of thin films having different functions are basically stacked. Recently, as the integration and miniaturization of devices have been pursued, research on thin film devices has been continuously conducted.

박막을 적층하는데 있어 정렬의 정확도는 소자 제작 공정의 정밀도와 소자의 크기 및 성능을 좌우하는 요인이 되고 있다. 현재 용액 공정 및 인쇄 공정이 초저가 박막 소자를 제작하기 위한 방법으로 주목을 받고 있다. 하지만, 현재까지 정확히 정렬된 패턴을 갖는 다층 박막을 제조하는 것은 용이하지 않다. 특히, 인쇄 공정은 기본적으로 패턴을 찍듯이 형성하므로, 여러 층을 적층할 경우 그 정렬 오차가 필연적으로 존재한다. In stacking thin films, the accuracy of alignment is a factor that determines the precision of the device fabrication process and the size and performance of the device. Currently, the solution process and the printing process are attracting attention as a method for manufacturing ultra-low cost thin film device. However, to date, it is not easy to manufacture a multilayer thin film having a precisely aligned pattern. In particular, since the printing process is basically formed like a pattern, the alignment error necessarily exists when several layers are stacked.

소자의 집적화 및 소형화에 따라 정확히 정렬된 패턴을 갖는 다수의 박막층을 제작할 필요성이 대두되고 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION With the integration and miniaturization of devices, there is a need to fabricate a plurality of thin film layers having precisely aligned patterns.

또한, OLED(Organic Light Emitting Diode), OTFT(Organic Thin Film Transistor) 및 OPV(Organic Photovoltaic)와 같은 박막 전자소자는 반도체와 전기적으로 접합된 전극구조를 필연적으로 구비한다. 이때, 상기와 같은 박막 전자소자에서의 전극은 높은 전기 전도도와 효율적인 전자 또는 정공 주입 능력을 동시에 가질 필요가 있다. 하지만, 하나의 전극층으로 상기와 같은 두 가지 특성을 만족시키는 것은 용이하지 않다. In addition, thin film electronic devices such as organic light emitting diode (OLED), organic thin film transistor (OTFT), and organic photovoltaic (OPV) inevitably have an electrode structure electrically bonded to a semiconductor. In this case, the electrode in the thin film electronic device as described above needs to have high electrical conductivity and efficient electron or hole injection ability at the same time. However, it is not easy to satisfy the above two characteristics with one electrode layer.

특히, 고성능 및 대면적 전자 소자의 경우 상기와 같은 두 가지 특성을 동시에 만족시키는 전극 구조를 제공하는 것이 필수적이다. In particular, in the case of high-performance and large-area electronic devices, it is essential to provide an electrode structure that satisfies these two characteristics simultaneously.

한국공개공보 제10-2006-0102697호 (2006.09.28일)Korean Publication No. 10-2006-0102697 (September 28, 2006)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점 및 요구에 따라 안출된 것으로서 간편하고 쉽게 정확하게 정렬된 다층 박막을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 박막 전자소자에 사용되기에 적합한 전극 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a method for producing a multilayer thin film which is simply and easily accurately aligned as devised in accordance with the problems and demands of the prior art described above. It is also an object of the present invention to provide an electrode structure suitable for use in thin film electronic devices.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .

본 발명의 실시예에 따른 자기 정렬형 다층 박막의 제조방법은 기판상에 소수성 패턴을 형성하는 단계; 선택적 젖음 현상을 통해 상기 기판상의 친수성 표면에만 제1박막층을 형성하는 단계; 및 선택적 젖음 현상을 통해 상기 제1박막층 상에 제2박막층을 형성하는 단계를 포함한다. Method of manufacturing a self-aligned multilayer thin film according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a hydrophobic pattern on a substrate; Forming a first thin film layer only on the hydrophilic surface on the substrate through selective wetting; And forming a second thin film layer on the first thin film layer through selective wetting.

본 발명의 실시예에 따른 박막 전자소자는 기판; 상기 기판상에 위치하는 소수성 패턴; 상기 기판상에 위치하는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 자기 정렬형 다층 박막을 포함하는 전극; 및 상기 전극상에 위치하는 반도체층을 포함한다. A thin film electronic device according to an embodiment of the present invention includes a substrate; A hydrophobic pattern located on the substrate; An electrode including a self-aligned multilayer thin film manufactured according to an embodiment of the present invention located on the substrate; And a semiconductor layer located on the electrode.

본 발명의 실시예에 따른 박막 전자소자는 기판; 상기 기판상에 위치하는 반도체층; 상기 반도체층 상에 위치하는 소수성 패턴; 및 상기 반도체층 상에 위치하는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 자기 정렬형 다층 박막을 포함하는 전극을 포함한다.A thin film electronic device according to an embodiment of the present invention includes a substrate; A semiconductor layer on the substrate; A hydrophobic pattern positioned on the semiconductor layer; And an electrode including a self-aligned multilayer thin film manufactured according to an embodiment of the present invention positioned on the semiconductor layer.

본 발명에 따르면, 한번의 소수성 패턴 형성을 통해 정확히 정렬된 패턴을 갖는 다층 박막을 형성할 수 있다. 본 발명에 따르면, 여러 층의 박막이 동일한 패턴으로 적층된 구조를 가질 필요가 있는 경우에 쉽고 간편한 그의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 박막 전자소자에서 높은 전기 전도도와 효율적인 전자 및 정공 주입 특성을 모두 갖는 전극 구조를 제공할 수 있다. According to the present invention, a single hydrophobic pattern can be formed to form a multilayer thin film having a precisely aligned pattern. According to the present invention, when it is necessary to have a structure in which a plurality of layers of thin films are stacked in the same pattern, it is possible to provide a manufacturing method thereof easily and conveniently. In addition, the present invention can provide an electrode structure having both high electrical conductivity and efficient electron and hole injection characteristics in a thin film electronic device.

도1a 내지 도1d는 본 발명의 실시예에 따른 자기 정렬화 다층 박막의 제조방법을 순서대로 나타낸다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 실시예에 따른 제조방법에 따라 제조된 자기 정렬화 다층 박막을 포함하는 전극구조를 갖는 박막 전자소자를 예시한다. 1A to 1D sequentially show a method of manufacturing a self-aligned multilayer thin film according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B illustrate a thin film electronic device having an electrode structure including a self-aligned multilayer thin film manufactured according to a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면들 중 인용부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 인용부호들로 표시됨을 유의해야 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation and the same reference numerals are used for the same elements and the same elements are denoted by the same quote symbols as possible even if they are displayed on different drawings Should be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.

도1a 내지 도1d는 본 발명의 실시예에 따른 자기 정렬화 다층 박막의 제조방법을 순서대로 나타낸다. 도1a에 도시된 바와 같이 기판(100) 상에 소수성 패턴(200)을 형성한다.1A to 1D sequentially show a method of manufacturing a self-aligned multilayer thin film according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, a hydrophobic pattern 200 is formed on the substrate 100.

본 발명의 실시예에 따라 제조되는 다층 박막이 포함되는 소자의 종류에 따라 상기 기판(100) 및 소수성 패턴(200)을 형성하는 물질은 다양하게 적용될 수 있다. The material forming the substrate 100 and the hydrophobic pattern 200 may be variously applied according to the type of device including the multilayer thin film manufactured according to the embodiment of the present invention.

기판(100)의 표면은 기본적으로 친수성일 필요가 있으며, 만약 친수성이 아니라면 친수성이 되도록 처리된 기판이 사용될 수 있다. The surface of the substrate 100 basically needs to be hydrophilic, and if not hydrophilic, a substrate treated to be hydrophilic may be used.

소수성 패턴(200)은 이후에 적층되는 다층 박막에서 필요한 패턴에 따라서 변형될 수 있다. 추후에 다층 박막이 형성될 필요가 있는 부분을 제외한 부분의 기판(100) 표면이 소수성 물질에 의해 덮이도록 패턴이 형성된다. The hydrophobic pattern 200 may be modified according to a required pattern in a multilayer thin film that is subsequently stacked. Subsequently, a pattern is formed such that the surface of the substrate 100 in the portion except for the portion where the multilayer thin film needs to be formed is covered by the hydrophobic material.

소수성 패턴을 형성하기 위한 물질로는 소수성 고분자, 또는 소수성 자기 정렬형 단분자(SAM: Self-Assembled Monomer)등이 이용될 수 있다. 특히, 불소계 고분자 또는 불소계 자기 정렬형 단분자가 이용될 수 있다. 예컨대, 불소계 고분자로는 사이톱(cytop)이 이용될 수 있고, 불소계 자기 정렬형 단분자로는 HMDS 또는 OTS 등이 이용될 수 있다. 또한, 소수성 패턴을 형성하기 위한 물질로는 CF4 플라즈마 처리된 임의의 유전체층이 이용될 수 있다. As a material for forming a hydrophobic pattern, a hydrophobic polymer or a hydrophobic self-assembled monomer (SAM) may be used. In particular, fluorine-based polymers or fluorine-based self-aligned single molecules may be used. For example, cytop may be used as the fluorine-based polymer, and HMDS or OTS may be used as the fluorine-based self-aligned single molecule. In addition, any dielectric layer treated with CF 4 plasma may be used as a material for forming the hydrophobic pattern.

이때, 소수성 패턴(200)은 필요에 따라 임의의 공정에 따라 형성될 수 있다. 예컨대, 소수성 패턴(200)은 포토리소그래피(photolithography), 플라즈마 에칭(plasma etching) 또는 인쇄(printing) 공정에 따라서도 형성될 수 있다In this case, the hydrophobic pattern 200 may be formed according to any process as necessary. For example, the hydrophobic pattern 200 may also be formed by photolithography, plasma etching, or printing processes.

도1b에 도시된 바와 같이, 기판상에 제1박막층(300)이 형성된다. 제1박막층(300)은 선택적 젖음 현상을 통해 소수성 패턴(200: hydrophobic pattern)이 형성되어 있지 않은 기판 부분, 즉 기판(100)의 친수성(hydrophile) 표면에만 형성된다. 이에 따라, 별도의 패터닝 공정없이 소수성 패턴(200)을 이용하여 제1박막층(300)이 소정의 패턴으로 기판(100) 상에 형성될 수 있다. As shown in FIG. 1B, the first thin film layer 300 is formed on the substrate. The first thin film layer 300 is formed only on the hydrophile surface of the substrate 100, that is, the substrate 100 where the hydrophobic pattern 200 is not formed through selective wetting. Accordingly, the first thin film layer 300 may be formed on the substrate 100 in a predetermined pattern using the hydrophobic pattern 200 without a separate patterning process.

본 발명의 실시예에 따라 제조되는 다층 박막이 포함되는 소자의 종류에 따라, 제1박막층(300), 이후에 설명되는 제2박막층(400) 및 제3박막층(500)을 구성하는 물질 및 이들을 형성하는 구체적인 방법은 다양하게 변경될 수 있다.According to the type of device including the multi-layer thin film manufactured according to an embodiment of the present invention, the material constituting the first thin film layer 300, the second thin film layer 400 and the third thin film layer 500 to be described later and these The specific method of forming may be variously changed.

제1박막층(300)을 형성하는 원료 물질을 포함하는 용액(또는 잉크)이 소수성 패턴(200)이 형성되어 있지 않은 기판(100)의 친수성 표면에만 모이는 현상을 선택적 젖음 현상이라고 지칭한다. 즉, 제1박막층(300)을 형성하는 원료 물질을 포함하는 용액(또는 잉크)은 친수성 특성을 가진다. 따라서, 제1박막층(300)을 형성하는 원료 물질을 포함하는 잉크(ink)가 소수성 표면을 피해 친수성 표면에만 모일 수 있다.  A phenomenon in which a solution (or ink) containing a raw material for forming the first thin film layer 300 collects only on the hydrophilic surface of the substrate 100 on which the hydrophobic pattern 200 is not formed is referred to as selective wetting. That is, the solution (or ink) containing the raw material for forming the first thin film layer 300 has a hydrophilic property. Therefore, an ink including a raw material forming the first thin film layer 300 may collect only on the hydrophilic surface, avoiding the hydrophobic surface.

제1박막층(300)을 형성하는 원료 물질을 포함하는 용액(또는 잉크)은 임의의 방법으로 기판(100) 상의 친수성 표면에만 형성될 수 있다. 예컨대, 딥코팅(dip-coating), 스핀코팅(spin-coating) 또는 잉크젯(ink-jet) 방법을 통해서 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 이때, 선택적 젖음 현상을 통해 잉크가 소수성 표면을 피해 친수성 표면에만 모여 도1b와 같이 제1박막층(300)이 형성될 수 있다. 즉, 소수성 패턴(200)에 의해 소수성 물질로 덮이지 않은 기판(100)의 표면 부분에만 제1박막층(300)이 형성될 수 있다. The solution (or ink) containing the raw material forming the first thin film layer 300 may be formed only on the hydrophilic surface on the substrate 100 by any method. For example, it may be formed on the substrate 100 through a dip-coating, spin-coating or ink-jet method. At this time, the ink may be collected only on the hydrophilic surface to avoid the hydrophobic surface through the selective wet phenomenon, and thus, the first thin film layer 300 may be formed as shown in FIG. 1B. That is, the first thin film layer 300 may be formed only on the surface portion of the substrate 100 which is not covered with the hydrophobic material by the hydrophobic pattern 200.

도1c에 도시된 바와 같이, 제2박막층(400)이 제1박막층(300) 상에 형성된다. 제2박막층(400)을 형성하는 방법은 제1박막층(300)을 형성하는 방법과 동일하다. 이때, 제1박막층(300)의 표면은 친수성일 필요가 있다. 즉, 제2박막층(400)을 형성하는 원료 물질을 포함하는 용액(또는 잉크)은 딥코팅, 스핀코팅 또는 잉크젯 방법을 통해 소수성 패턴(200) 및 제1박막층(300) 상에 형성되며, 이후 선택적 젖음 현상을 통해 잉크가 소수성 표면을 피해 친수성 표면에만 모여 도1c와 같이 제2박막층(400)이 제1박막층(300) 상에만 형성될 수 있다. 제2박막층(400)을 형성하는 원료 물질을 포함하는 용액(또는 잉크)은 친수성 특성을 가진다. As shown in FIG. 1C, a second thin film layer 400 is formed on the first thin film layer 300. The method of forming the second thin film layer 400 is the same as the method of forming the first thin film layer 300. At this time, the surface of the first thin film layer 300 needs to be hydrophilic. That is, the solution (or ink) containing the raw material for forming the second thin film layer 400 is formed on the hydrophobic pattern 200 and the first thin film layer 300 by a dip coating, spin coating, or ink jet method. Through selective wetting, the ink may gather on only the hydrophilic surface to avoid the hydrophobic surface, such that the second thin film layer 400 may be formed only on the first thin film layer 300 as shown in FIG. 1C. The solution (or ink) containing the raw material forming the second thin film layer 400 has hydrophilicity.

유사하게, 도1d에 도시된 바와 같이 제2박막층(400) 상에 제3박막층(500)을 형성할 수 있다. 이때, 제2박막층(400)의 표면은 친수성일 필요가 있다. 또한, 제3박막층(500)을 형성하는 원료 물질을 포함하는 용액(또는 잉크)는 친수성 특성을 가진다. Similarly, as shown in FIG. 1D, the third thin film layer 500 may be formed on the second thin film layer 400. At this time, the surface of the second thin film layer 400 needs to be hydrophilic. In addition, the solution (or ink) containing the raw material for forming the third thin film layer 500 has hydrophilic characteristics.

따라서, 소수성 패턴(200)을 한번 기판(100) 상에 형성함으로써, 동일한 패턴을 가지며 정확하게 정렬된 다수의 박막층, 예컨대 제1박막층(300), 제2박막층(400) 및 제3박막층(500)을 적층할 수 있다.Accordingly, by forming the hydrophobic pattern 200 on the substrate 100 once, a plurality of thin films having the same pattern and accurately aligned, such as the first thin film layer 300, the second thin film layer 400, and the third thin film layer 500. Can be laminated.

이때, 각각의 박막층은 서로 다른 물질을 포함하여 서로 다른 기능을 할 수 있다. 또는 각각의 박막층은 서로 동일한 물질을 포함하여 두께가 두꺼운 막을 형성할 수 있다. 박막층의 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다. In this case, each thin film layer may include different materials to perform different functions. Alternatively, each thin film layer may include the same material to form a thick film. The number of thin film layers may vary depending on the embodiment.

이상에서 살펴본 바와 같이, 한번 소수성 패턴을 형성함으로써 정확히 정렬된 패턴을 갖는 다층 박막을 용액 공정을 통해 형성할 수 있다. 즉, 박막 소자에서는 종종 여러 층의 박막이 동일한 패턴을 가지며 적층된 구조를 필요로 하는바, 본원 발명의 실시예는 이러한 요구에 대해 근본적인 해결책을 제시할 수 있다. 또한, 이러한 본원 발명의 실시예에 따른 제조방법은 저비용으로 실시가 가능하다. As described above, by forming a hydrophobic pattern once, a multilayer thin film having an accurately aligned pattern may be formed through a solution process. That is, in thin film devices, many layers of thin films often have the same pattern and require a stacked structure, and embodiments of the present invention can provide a fundamental solution to this need. In addition, the manufacturing method according to the embodiment of the present invention can be carried out at low cost.

도1a 내지 도1d를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예에 따른 제조방법에 따라 제조된 다층 박막 구조는 OLED(Organic Light Emitting Diode), OTFT(Organic Thin Film Transistor) 및 OPV(Organic Photovoltaic)와 같은 박막 전자소자의 전극으로 이용될 수 있다. The multi-layered thin film structure manufactured according to the manufacturing method according to the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1A to 1D is an organic light emitting diode (OLED), an organic thin film transistor (OTFT), and an organic photovoltaic (OPV). It can be used as an electrode of a thin film electronic device.

상기와 같은 박막 전자소자는 반도체(semiconductor)와 전기적으로 접합된 전극 구조를 필연적으로 구비한다. 하지만, 이러한 전극은 높은 전기 전도도뿐 아니라 효율적인 전자 및/또는 정공 주입 능력을 동시에 가질 필요가 있다. 이러한 요구는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다층 박막을 박막 전자소자의 전극으로 이용함으로써 충족될 수 있다. 또는, 이러한 전극은 서로 다른 두 가지의 기능을 할 필요가 존재할 수 있다. Such a thin film electronic device inevitably has an electrode structure electrically connected to a semiconductor. However, these electrodes need to have not only high electrical conductivity but also efficient electron and / or hole injection capability at the same time. This need can be satisfied by using a multilayer thin film manufactured according to an embodiment of the present invention as an electrode of a thin film electronic device. Alternatively, these electrodes may need to serve two different functions.

예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 다층 박막(300, 400)은 도2a 및 도2b에 예시된 바와 같은 박막 전자소자에 전극으로 이용될 수 있다. For example, the multilayer thin films 300 and 400 according to the embodiment of the present invention may be used as electrodes in thin film electronic devices as illustrated in FIGS. 2A and 2B.

도2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박막 전자소자는 기판(100), 기판(100) 상에 위치하는 소수성 패턴(200), 기판상에 위치하는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 자기 정렬형 다층 박막을 포함하는 전극(300, 400); 및 전극상에 위치하는 반도체층(600)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2A, a thin film electronic device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a substrate 100, a hydrophobic pattern 200 positioned on a substrate 100, and an exemplary embodiment of the present invention disposed on a substrate. Electrodes 300 and 400 including the self-aligned multilayer thin film manufactured; And a semiconductor layer 600 positioned on the electrode.

기판(100)은 박막 전자소자의 종류에 따라 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 플라스틱 기판을 포함할 수 있다. 또한 기판(100)은 유리, PET(Polyethylene terephthalate), 및 PEN(Polyethylene naphthalate)과 같은 투명한 물질, 또는 스테인리스(stainless) 강판과 같은 불투명한 물질을 포함할 수 있다. The substrate 100 may include various materials according to the type of thin film electronic device. For example, the substrate 100 may include a plastic substrate. In addition, the substrate 100 may include a transparent material such as glass, polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), or an opaque material such as a stainless steel sheet.

도2a에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 소수성 패턴(200) 및 다층 박막(300, 400)이 형성된다. 이때, 소수성 패턴(200) 및 다층 박막(300, 400) 형성 방법 및 설명은 도1a 내지 도1d를 참조하여 설명된 바와 동일하며, 이하에서는 생략된다. As shown in FIG. 2A, the hydrophobic pattern 200 and the multilayer thin films 300 and 400 are formed on the substrate 100. In this case, the method and description for forming the hydrophobic pattern 200 and the multilayer thin films 300 and 400 are the same as those described with reference to FIGS. 1A to 1D and will be omitted below.

다층 박막(300, 400)은 박막 전자소자에서 전극으로 이용될 수 있다. 이때, 제1박막층(300)은 기판에 접촉하여 형성되고 제2박막층(400)은 반도체층(600)과 접촉하여 형성된다. 따라서, 제1박막층(300)은 상대적으로 높은 전기 전도도를 갖는 물질을 포함하는 것이 바람직하고, 제2박막층(400)은 상대적으로 높은 전자 또는 정공 주입 능력을 갖는 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 예컨대, 제1박막층(300)은 고전도 금속 잉크(예컨대, Al, Ag, Au, Cu 잉크)로 형성된 금속막일 수 있다. 정공 또는 전하의 주입 및/또는 수득을 조절할 수 있는 버퍼층으로 기능할 수 있는 제2박막층(400)으로는 PEDOT:PSS (전도성 고분자), 산화물 반도체, 또는 투명 전도성 산화물 등의 물질이 이용될 수 있다. 투명 전도성 산화물로는 ITO, IZO, AZO, TiO2등의 물질이 이용될 수 있다. 또는 제2박막층(400)으로는 비록 전도도가 낮더라도 n형 또는 p형으로 도핑된 물질이 이용될 수 있다. The multilayer thin films 300 and 400 may be used as electrodes in thin film electronic devices. In this case, the first thin film layer 300 is formed in contact with the substrate and the second thin film layer 400 is formed in contact with the semiconductor layer 600. Accordingly, the first thin film layer 300 preferably includes a material having a relatively high electrical conductivity, and the second thin film layer 400 preferably includes a material having a relatively high electron or hole injection ability. For example, the first thin film layer 300 may be a metal film formed of a high conductivity metal ink (eg, Al, Ag, Au, Cu ink). As the second thin film layer 400, which may function as a buffer layer capable of controlling the injection and / or obtaining of holes or charges, a material such as PEDOT: PSS (conductive polymer), an oxide semiconductor, or a transparent conductive oxide may be used. . As the transparent conductive oxide, materials such as ITO, IZO, AZO, and TiO 2 may be used. Alternatively, although the conductivity is low, an n-type or p-type doped material may be used as the second thin film layer 400.

반도체층(600)은 유기 반도체 물질 또는 무기 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 반도체층(600)은 광흡수형 유기 반도체층 및 상기 유기 반도체층 상에 위치하는 전자받게형 유기 반도체층을 포함하는 이중층 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반도체층(600)은 광흡수형 유기 반도체 물질 및 전자받게형 유기 반도체 물질이 일정한 비율로 섞인 벌크(bulk) 타입을 포함할 수 있다. 또한, 상기 반도체층(600)은 P형 도핑이 수행된 정공 수집층, 광흡수형 및 전자받게형 유기 반도체층, 그리고 N형 도핑이 수행된 전자 수집층이 순차로 적층된 P-I-N 타입일 수 있다. 실시예에 따라 상기 반도체층(600) 은 N-I-P 타입일 수 있다. 이때, 상기 광흡수용 반도체는 광 흡수 계수가 큰 펜타센(Pentacene), CuPC(Copper Phthalocyanine), SubPC(Subphthalocyanine) 등의 물질을 포함할 수 있다. 전자받게형 물질로는 풀러린(fullerene)과 같은 물질을 사용할 수 있다. The semiconductor layer 600 may include an organic semiconductor material or an inorganic semiconductor material. For example, the semiconductor layer 600 may be formed in a double layer structure including a light absorbing organic semiconductor layer and an electron accepting organic semiconductor layer positioned on the organic semiconductor layer. In addition, the semiconductor layer 600 may include a bulk type in which a light absorption type organic semiconductor material and an electron acceptor type organic semiconductor material are mixed at a predetermined ratio. In addition, the semiconductor layer 600 may be a PIN type in which a P-type doping hole collection layer, a light absorption type and an electron accepting organic semiconductor layer, and an N-type doping electron collection layer are sequentially stacked. . In some embodiments, the semiconductor layer 600 may be an N-I-P type. In this case, the light absorption semiconductor may include a material such as pentacene (Pentacene), CuPC (Copper Phthalocyanine), SubPC (Subphthalocyanine) having a large light absorption coefficient. As the electron accepting material, a material such as fullerene may be used.

반도체층(600)이 무기 반도체 물질을 포함하는 경우, 반도체층(600)은 이온결합에 기반한 금속 산화물, 또는 공유 결합에 기반한 실리콘 또는 게르마늄을 포함할 수 있다. When the semiconductor layer 600 includes an inorganic semiconductor material, the semiconductor layer 600 may include a metal oxide based on ionic bonds, or silicon or germanium based on covalent bonds.

도2b에 표시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박막 전자소자는 기판(100), 기판(100) 상에 위치하는 반도체층(600), 상기 반도체층(600) 상에 위치하는 소수성 패턴(200), 및 상기 반도체층(600) 상에 위치하는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 자기 정렬형 다층 박막을 포함하는 전극(300, 400)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2B, a thin film electronic device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a substrate 100, a semiconductor layer 600 positioned on the substrate 100, and a hydrophobic pattern positioned on the semiconductor layer 600. 200, and electrodes 300 and 400 including a self-aligned multilayer thin film manufactured according to an embodiment of the present invention located on the semiconductor layer 600.

도2b에 도시된 바와 같은 박막 전자소자에 대한 설명으로서 도2a에 도시된 박막 전자소자에 대한 설명과 동일하여 중복된 설명은 이하에서는 생략한다. 다만, 도2b에 도시된 박막 전자소자의 전극(300, 400)에서 제1박막층(300)은 반도체층(600)에 접촉하여 형성되어 있고, 제2박막층(400)은 제1박막층(300)에 접촉하여 형성되어 있다. 따라서, 제1박막층(300)은 상대적으로 높은 전자 또는 정공 주입 능력을 갖는 물질을 포함하고, 제2박막층(400)은 상대적으로 높은 전기 전도도를 갖는 물질을 포함하는 것이 바람직하다. The description of the thin film electronic device as shown in FIG. 2B is the same as the description of the thin film electronic device shown in FIG. However, in the electrodes 300 and 400 of the thin film electronic device illustrated in FIG. 2B, the first thin film layer 300 is formed in contact with the semiconductor layer 600, and the second thin film layer 400 is formed of the first thin film layer 300. It is formed in contact with. Accordingly, the first thin film layer 300 may include a material having a relatively high electron or hole injection ability, and the second thin film layer 400 may include a material having a relatively high electrical conductivity.

도2a 및 도2b에서는 전극이 단지 2개의 박막층을 포함하는 것을 예시하고 있지만, 더 많은 수의 박막층을 포함하는 것도 가능하다. 2A and 2B illustrate that the electrode includes only two thin film layers, but it is also possible to include a larger number of thin film layers.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. will be. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

100: 기판
200: 소수성 패턴
300: 제1박막층
400: 제2박막층
500: 제3박막층
600: 반도체층100: substrate
200: hydrophobic pattern
300: first thin film layer
400: second thin film layer
500: third thin film layer
600: semiconductor layer

Claims (7)

기판상에 소수성 패턴을 형성하는 단계;
선택적 젖음 현상을 통해 상기 기판상의 친수성 표면에만 제1박막층을 형성하는 단계; 및
선택적 젖음 현상을 통해 상기 제1박막층 상에 제2박막층을 형성하는 단계를 포함하는,
자기 정렬형 다층 박막 제조방법. Forming a hydrophobic pattern on the substrate;
Forming a first thin film layer only on the hydrophilic surface on the substrate through selective wetting; And
Forming a second thin film layer on the first thin film layer through selective wetting;
Self-aligned multilayer thin film manufacturing method. 상기 제1항에 있어서,
상기 소수성 패턴을 형성하는 단계는 포토리소그래피, 플라즈마 에칭 또는 인쇄공정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 자기 정렬형 다층 박막 제조방법. The method of claim 1,
Forming the hydrophobic pattern is a method of producing a self-aligned multilayer thin film, characterized in that carried out through a photolithography, plasma etching or printing process. 제2항에 있어서,
상기 제1박막층을 형성하는 단계는 딥코팅, 스핀코팅 또는 잉크젯 방법을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 자기 정렬형 다층 박막 제조방법.The method of claim 2,
Forming the first thin film layer is a method of producing a self-aligned multilayer thin film, characterized in that it is carried out by a dip coating, spin coating or inkjet method. 기판;
상기 기판상에 위치하는 소수성 패턴;
상기 기판상에 위치하는 청구항 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따라 제조된 자기 정렬형 다층 박막을 포함하는 전극; 및
상기 전극상에 위치하는 반도체층을 포함하는 박막 전자소자.Board;
A hydrophobic pattern located on the substrate;
An electrode comprising a self-aligned multilayer thin film prepared according to any one of claims 1 to 3 positioned on the substrate; And
A thin film electronic device comprising a semiconductor layer located on the electrode. 제4항에 있어서,
상기 다층 박막은 상대적으로 전기 전도성이 높은 제1박막층, 및 상대적으로 전자 또는 정공 주입 능력이 높은 제2박막층을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 전자소자.5. The method of claim 4,
The multilayer thin film includes a first thin film layer having a relatively high electrical conductivity, and a second thin film layer having a relatively high electron or hole injection ability. 기판;
상기 기판상에 위치하는 반도체층;
상기 반도체층 상에 위치하는 소수성 패턴; 및
상기 반도체층 상에 위치하는 청구항 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따라 제조된 자기 정렬형 다층 박막을 포함하는 전극을 포함하는 박막 전자소자.Board;
A semiconductor layer on the substrate;
A hydrophobic pattern positioned on the semiconductor layer; And
A thin film electronic device comprising an electrode including a self-aligned multilayer thin film manufactured according to any one of claims 1 to 3 positioned on the semiconductor layer. 제6항에 있어서,
상기 다층 박막은 상대적으로 전자 또는 정공 주입 능력이 높은 제1박막층, 및 상대적으로 전기 전도성이 높은 제2박막층을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 전자소자.The method according to claim 6,
The multilayer thin film includes a first thin film layer having a relatively high electron or hole injection ability, and a second thin film layer having a relatively high electrical conductivity.
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