KR101261456B1 - 보호막 및 이를 포함하는 전자 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 보호막은 무기물층, 유기물로 이루어진 복수의 패턴이 무기물층 상에서 상호 이격되어 형성된 유기물 패턴층을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 의하면 유기물 패턴층은 무기물층에 형성될 수 있는 결함으로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 실시예들에 의하면 수분 및 산소의 침투를 최소화하는 기판을 제작할 수 있다. 특히 베이스가 플랙서블한 고분자 필름, 종이, 플라스틱(PE, PES, PEN 등) 일 경우, 종래에 비하여 수분 및 산소의 침투 방지 효과가 크다.
또한, 실시예들에 따른 전자 소자에서는 베이스와 소자층 사이 및 상기 소자층의 상측 중 적어도 어느 하나의 위치에 보호막을 형성하는데, 여기서 보호막은 무기물층 및 유기물 재료를 이용하여 형성된 복수의 패턴이 상기 무기물층 상에서 상호 이격 배치되는 유기물 패턴층으로 이루어진다. 이에, 상기와 같은 보호막에 의해 외부의 수분 및 산소가 침투되어 전자 소자의 효율 및 수명이 감소되는 것을 최소화할 수 있다.

Description

보호막 및 이를 포함하는 전자 소자{Protective thin film and electronic devices comprising the same}
본 발명은 수분 및 산소의 침투를 방지하는 보호막 및 이를 포함하는 전자 소자에 관한 것이다.
정보 통신 기술의 비약적인 발전과 함께 디스플레이 소자로 평판표시장치(Flat Panel Display)가 각광 받고 있다. 이러한 평판표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel) 및 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Deviece) 등이 대표적이다.
그 중에서 유기발광표시장치는 시야각이 넓고, 빠른 응답속도를 가지고 있어 고화질의 디스플레이 구현이 가능하다. 이러한 유기발광표시장치는 기판, 기판 상에 형성된 하부전극, 하부전극 상에 형성된 유기물층 및 유기물층 상에 형성된 상부전극, 상기 하부전극, 유기물층 및 상부전극을 커버하는 봉지부를 포함한다. 여기서, 통상적으로 기판은 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용한다. 그리고 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 정공저지층 및 전자수송층을 포함한다. 또한 봉지부로는 일반적으로 글래스 캡(glass cap) 및 메탈캔(metal can) 등을 사용한다.
한편, 최근에는 그 형상이 플랙서블(flexible)하게 변하는 유기발광표시장치의 제작이 각광받고 있다. 이를 위해, 기판으로 그 성질이 플랙서블(flexible)한 고분자 필름, 종이 기판, 플라스틱(PE, PES, PEN)을 이용한다. 그리고 플랙서블(flexible)한 유기발광표시장치를 제조하기 위해서, 봉지부로 무기물 또는 유기물로 이루어진 패턴을 이용한다. 이때, 무기물로 이루어진 패턴 형태의 봉지부는 수분 및 산소의 침투를 차단하는 효과는 뛰어나나, 물질 특성상 무기물 박막 내에 결함이 발생되는 문제가 있다. 그리고 이러한 무기물 박막 내의 결함을 통해 수분 및 산소가 침투된다. 또한 유기물로 이루어지며 패터닝된 봉지부는 결함의 발생은 적으나, 시간이 지날수록 수분 및 산소의 차단 능력이 상실되는 문제가 있다. 이와 같이 봉지부가 수분 및 산소의 침투를 효과적으로 방지하지 못하게 됨에 따라, 유기발광표시장치의 효율이 감소될 뿐만아니라 수명이 단축된다.
본 발명의 일 기술적 과제는 수분 및 산소의 침투를 방지하는 보호막 및 이를 포함하는 전자 소자를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 일 기술적 과제는 수분 및 산소의 침투를 방지하여, 전자 소자의 효율 및 수명을 향상시키는 보호막 및 이를 포함하는 전자 소자를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 일 기술적 과제는 수분 및 산소의 침투를 방지하는 보호막을 포함하는 기판을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 보호막은 무기물층, 유기물로 이루어진 복수의 패턴이 상기 무기물층 상에서 상호 이격되어 형성된 유기물 패턴층을 포함한다.
상기 무기물층 및 유기물 패턴층이 상하 방향으로 교대로 복수번 적층된다.
상기 상하 방향으로 복수번 적층된 유기물 패턴층 각각의 복수의 패턴에 있어서, 상측에 배치된 상기 복수의 패턴과 하측에 배치된 복수의 패턴이 서로 엇갈리게 배치되도록 형성된다.
상기 유기물 패턴층의 복수의 패턴 사이의 이격 거리는 상기 무기물층에 형성된 복수의 결함 사이의 이격 거리에 비해 작도록 형성된다.
본 발명에 따른 기판은 베이스, 상기 베이스의 일측면에 형성된 보호막을 포함하고, 상기 보호막은 베이스의 일측에 형성된 무기물층, 유기물로 이루어진 복수의 패턴이 상기 무기물층 상에서 상호 이격되어 형성된 유기물 패턴층을 포함한다.
상기 베이스는 유리, 플라스틱, 고분자 필름, 종이, 실리콘 웨이퍼 중 하나를 사용한다.
상기 무기물층 및 유기물 패턴층이 상하 방향으로 교대로 복수번 적층되도록 형성되고, 상측에 배치된 상기 복수의 패턴과 하측에 배치된 복수의 패턴이 서로 엇갈리게 배치되도록 형성된다.
상기 유기물 패턴층의 복수의 패턴 사이의 이격 거리는 상기 무기물층에 형성된 복수의 결함 사이의 이격 거리에 비해 작도록 형성된다.
본 발명에 따른 전자 소자는 상기 베이스의 일측에 형성된 소자층, 상기 베이스와 소자층 사이 및 상기 소자층의 상측 중 적어도 어느 하나의 위치에 형성되며, 무기물층 및 유기물 재료를 이용하여 형성된 복수의 패턴이 상기 무기물층 상에서 상호 이격 배치되는 유기물 패턴층을 구비하는 보호막을 포함한다.
상기 베이스는 유리, 플라스틱, 고분자 필름, 종이, 실리콘 웨이퍼 중 하나를 사용한다.
상기 보호막의 무기물층 및 유기물 패턴층이 상하 방향으로 교대로 복수번 적층되고, 상측에 배치된 상기 복수의 패턴과 하측에 배치된 복수의 패턴이 서로 엇갈리게 배치되도록 형성된다.
상기 소자층은 전기 광학층, 박막 전지층인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에서는 베이스, 베이스의 일측에 형성된 무기물층, 유기물을 이용하여 형성된 복수의 패턴이 상기 무기물층 상에서 상호 이격 배치된 유기물 패턴층으로 이루어진 보호막을 포함하도록 기판을 제작한다. 여기서, 유기물 패턴층은 무기물층에 형성될 수 있는 결함으로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 실시예들에 의하면 수분 및 산소의 침투를 최소화하는 기판을 제작할 수 있다. 특히 베이스가 플랙서블한 고분자 필름, 종이, 플라스틱(PE, PES, PEN 등) 일 경우, 종래에 비하여 수분 및 산소의 침투 방지 효과가 크다.
또한, 실시예들에 따른 전자 소자에서는 베이스와 소자층 사이 및 상기 소자층의 상측 중 적어도 어느 하나의 위치에 보호막을 형성하는데, 여기서 보호막은 무기물층 및 유기물 재료를 이용하여 형성된 복수의 패턴이 상기 무기물층 상에서 상호 이격 배치되는 유기물 패턴층으로 이루어진다. 이에, 상기와 같은 보호막에 의해 외부의 수분 및 산소가 침투되어 전자 소자의 효율 및 수명이 감소되는 것을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판을 도시한 단면도
도 2는 실시예에 따른 유기물 패턴층을 형성하는 방법을 설명하기 위하여, 무기물층에 형성된 복수의 결함 사이의 이격 거리, 유기물 패턴층의 복수의 패턴 사이의 이격 거리를 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판을 도시한 단면도
도 4a 내지 도 4f는 제 1 실시예에 따른 기판 상에 소자층을 형성하는 전자 소자의 제조 방법을 순서적으로 도시한 단면도
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자 소자를 도시한 단면도
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전자 소자를 도시한 단면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판을 도시한 단면도이다. 도 2는 실시예에 따른 유기물 패턴층을 형성하는 방법을 설명하기 위하여, 무기물층에 형성된 복수의 결함 사이의 이격 거리, 유기물 패턴층의 복수의 패턴 사이의 이격 거리를 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 기판은 베이스(b), 베이스(b) 상에 형성된 제 1 무기물층(211a), 제 1 무기물층(211a) 상에서 유기물을 이용하여 형성된 복수의 제 1 패턴(212a-1)이 일정 거리로 이격 배치되어 형성된 제 1 유기물 패턴층(212a), 제 1 유기물 패턴층(212a) 상에 형성된 제 2 무기물층(211b), 제 2 무기물층(211b) 상에서 유기물을 이용하여 형성된 복수의 제 2 패턴(212b-1)이 일정 거리로 이격 배치되어 형성된 제 2 유기물 패턴층(212b), 제 2 유기물 패턴층(212b) 상에 형성된 제 2 무기물층(211b)을 포함한다.
실시예에서는 베이스(b)로 플랙서블(flexible)한 가요성 재료 예를 들어, 플라스틱(PE, PES, PEN 등), 고분자 필름, 종이 등을 이용한다. 물론 이에 한정되지 않고, 베이스(b)로 유리, 웨이퍼 등 다양한 재료를 이용할 수 있다.
보호막(210)은 외부의 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 보호막(210)은 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 무기물층(211a, 211b, 211c) 및 복수의 유기물 패턴층(212a, 212b)을 교대로 적층하여 형성한다. 즉, 베이스(b)의 상부면에 제 1 무기물층(211a), 제 1 유기물 패턴층(212a), 제 2 무기물층(211b), 제 2 유기물 패턴층(212b) 및 제 3 무기물층(211c)을 적층하여 형성한다. 여기서 제 1 유기물 패턴층(212a)은 유기물로 형성된 복수의 제 1 패턴(212a-1)으로 이루어지고, 상기 복수의 제 1 패턴(212a-1)은 제 1 무기물층(211a) 상에서 일정 거리 이격 되도록 형성된다. 또한, 제 2 유기물 패턴층(212b)은 유기물로 형성된 복수의 제 2 패턴(212b-1)으로 이루어지고, 상기 복수의 제 2 패턴(212b-1)은 제 2 무기물층(211b) 상에서 일정 거리 이격 되도록 형성된다.
한편, 무기물로 이루어진 박막은 수분 및 산소의 침투를 차단하는 능력은 뛰어나나, 도 2에 도시된 바와 같이, 결함이 발생될 수 있다. 그리고 이러한 결함을 통해 수분 및 산소가 침투하는 문제가 있다. 또한, 유기물로 이루어진 막은 무기물에 비해 결함 발생이 적으나, 시간이 지남에 따라 수분 및 산소가 침투를 방지하는 능력을 상실하는 문제가 있다. 따라서, 실시예에서는 복수의 무기물층(211a, 211b, 211c) 및 복수의 유기물 패턴층(212a, 212b)을 교대로 적층한다. 이때, 제 1 및 제 2 유기물 패턴층(212a, 212b)의 각각의 복수의 제 1 및 제 2 패턴(212a-1 , 212b-1) 사이의 이격 거리(d2)는 제 1 내지 제 3 무기물층(211a, 211b, 211c)에 형성될 수 있는 복수의 결함 사이의 이격 거리(d1)에 비해 작도록 형성한다. 실험 및 여러 연구결과들에 의하면 무기물층(211a, 211b, 211c)에 형성된 결함의 크기는 평균 약 10㎛이고, 상기 복수의 결함 사이의 평균 이격 거리(d1)는 100㎛이다. 이에 실시예에서는 제 1 유기물 패턴층(212a)의 제 1 복수의 패턴(212a-1) 사이의 이격 거리(d2) 및 제 2 유기물 패턴층(212b)의 제 2 복수의 패턴(212b-1) 사이의 이격 거리(d2) 각각이 제 1 내지 제 3 무기물층(211a, 211b, 211c)에 형성될 수 있는 복수의 결함 사이의 이격 거리(d1)에 비해 작도록 형성한다. 이러한 제 1 및 제 2 유기물 패턴층(212a, 212b)에 의해 제 1 내지 제 3 무기물층(211a, 211b, 211c)의 결함으로 수분 및 산소가 침투하여 확산하는 것을 방지할 수 있다. 복수의 무기물층(211a, 211b, 211c) 및 복수의 유기물 패턴층(212a, 212b)을 형성하는 방법에 대한 상세한 설명은 하기에서 하기로 한다.
상기에서는 도 1에 도시된 바와 같이 베이스(b) 상에 제 1 무기물층(211a), 제 1 유기물 패턴층(212a), 제 2 무기물층(211b), 제 2 유기물 패턴층(212b) 및 제 3 무기물층(211c)을 적층하여 형성하는 기판을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스(b) 상에 제 1 무기물층(211a), 제 1 무기물층(211a) 상에 형성된 상에 형성된 하나의 유기물 패턴층(212a), 유기물 패턴층(212a) 상에 형성된 제 2 무기물층(211b)을 포함하는 보호막(210)을 포함하도록 기판을 제작할 있다.
또한, 도시되지는 않았지만 베이스(b) 상에 3개 이상의 무기물층 및 2개 이상의 유기물 패턴층을 구비하도록 보호막(210)이 형성된 기판을 제작할 수도 있다.
도 4a 내지 도 4f는 제 1 실시예에 따른 기판 상에 소자층을 형성하는 전자 소자의 제조 방법을 순서적으로 도시한 단면도이다. 하기에서는 도 4a 내지 도 4f를 참조하여, 제 1 실시예에 따른 기판을 이용하여 전자 소자를 제작하는 방법을 순서적으로 설명한다.
도 4a를 참조하면, 베이스(b)를 마련하고, 베이스(b) 상에 제 1 무기물층(211a)을 형성한다. 실시예에서는 베이스(b)로 플랙서블한 플라스틱 필름 예를 들어, PE, PES, PEN 중 어느 하나의 필름을 이용한다. 그리고 이러한 베이스(b) 상에 SiNx, SiO2, AIN, SiON, MgO 및 Al2O3 와 같은 AlxOy 등의 무기물 재료를 증착하여 제 1 무기물층(211a)을 형성한다. 이때, 플라즈마 화학 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering) 방법, 전자빔 증착법(Electron Vapor deposition), 화학기상증착법(Chemical Vapor deposition) 또는 원자층 증착법(ALD : Atomic layer deposition) 등의 방법을 이용하여 증착할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 베이스(b) 상에 무기물을 증착할 수 있는 다양한 방법을 이용할 수 있다. 또한 이에 한정되지 않고 무기물 재료에 따라 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅과 같은 프린팅 방법 또는 스핀 코팅과 같은 방법이 이용될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제 1 무기물층(211a) 상에 유기물 재료로 이루어진 복수의 제 1 패턴(212a-1)이 상호 이격되도록 형성하여, 제 1 유기물 패턴층(212a)을 제작한다. 여기서 제 1 및 제 2 무기물층(211a, 211b)에는 도 2에 도시된 바와 같이 결함이 발생될 있다. 이에, 실시예에서는 제 1 유기물 패턴층(212a)의 복수의 제 1 패턴(212a-1) 사이의 이격 거리(d2)가 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 유기물 패턴층(212a)의 하부에 위치한 제 1 무기물층(211a)에 형성될 수 있는 복수의 결함 사이의 이격 거리(d1) 및 후속 형성되는 제 2 무기물층(211b)에 발생될 수 있는 복수의 결함 사이의 이격 거리(d1)에 비해 작도록 형성한다. 실험 및 다른 연구 결과들에 의하면 무기물로 이루어진 박막 내의 복수의 결함 사이의 평균 이격 거리(d1)는 평균 100㎛이고, 상기 복수의 결함의 사이즈는 평균 10㎛이다. 이에, 실시예에서는 복수의 제 1 패턴(212a-1) 사이의 이격 거리(d2)가 100㎛보다 작도록 조절하여, 제 1 유기물 패턴층(212a)을 형성한다. 이는 제 1 무기물층(211a) 및 제 2 무기물층(211b)의 결함을 통해 수분 및 산소가 침투하는 것을 용이하게 방지하기 위함이다. 이때, 제 1 유기물 패턴층(212a)은 파릴렌(parylene), 파라핀(paraffin), 데프론(PTFE), 폴리카보네이트(Polycarbonate), PET, 폴리우레아(Polyurea) 등의 고분자 화합물을 열분해 증착 방법을 이용하여 증착하여 형성할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 플라즈마 화학 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 전자빔 증착법(Electron Vapor deposition), 화학기상증착법(Chemical Vapor deposition) 또는 원자층 증착법(ALD : Atomic layer deposition) 등의 방법을 이용하여 증착하여, 형성할 수 있다. 이때, 도시되지는 않았지만, 상호 이격 배치된 복수의 개구부를 가지는 쉐도우 마스크를 이용하여 증착 공정을 실시함으로써, 복수의 제 1 패턴(212a-1)이 상호 이격되어 형성된 제 1 유기물 패턴층(212a)을 형성할 수 있다. 이때, 마스크에 마련된 복수의 개구부 사이의 이격 거리는 적어도 제 1 무기물층(211a) 및 후속 형성되는 제 2 무기물층(211b)에 발생될 복수의 결함 사이의 이격 거리(d1)에 비해 작도록 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 복수의 개구부 사이의 이격 거리가 100㎛에 비해 작도록 제작된 마스크를 이용한다. 물론 상기에서 설명한 증착 방법에 한정되지 않고, 제 1 유기물 패턴층(212a)을 증착할 수 있는 다양한 증착 방법을 이용할 수 있다. 또한 유기물 재료에 따라 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅과 같은 프린팅 방법 또는 스핀 코팅과 같은 방법이 이용될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 제 1 유기물 패턴층(212a) 상에 제 2 무기물층(211b)을 형성한다. 이때 제 2 무기물층(211b)은 상기에서 설명한 제 1 무기물층(211a)의 형성 방법과 동일한 방법으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 무기물층(211b)은 제 1 무기물층(211a)을 형성한 재료와 동일한 재료를 이용하여 제작하는 것이 더욱 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고 제 1 무기물층(211a)과 다른 재료를 이용하여 제 2 무기물층(211b)을 형성할 수도 있다.
도 4d를 참조하면, 제 2 무기물층(211b) 상에 유기물 재료로 이루어진 복수의 제 2 패턴(212b-1)이 상호 이격되도록 형성하여, 제 2 유기물 패턴층(212b)을 제작한다. 이때, 제 2 유기물 패턴층(212b)은 상기에서 설명한 제 1 유기물 패턴층(212a)과 동일한 방법으로 형성한다. 또한 제 2 유기물 패턴층(212b)은 제 1 유기물 패턴층(212a)을 형성한 재료와 동일한 재료를 이용하여 제작하는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고 제 1 유기물 패턴층(212a)과 다른 재료를 이용하여 제 2 유기물 패턴층(212b)을 형성할 수 있다. 그리고 제 2 유기물 패턴층(212b)의 복수의 제 2 패턴(212b-1)은 제 1 유기물 패턴층(212a)의 복수의 제 1 패턴(212a-1)과 동일한 크기로 제작되는 것이 바람직하다. 이때, 제 2 유기물 패턴층(212b)의 복수의 제 2 패턴(212b-1) 사이의 이격 거리(d2)는 상기 제 2 유기물 패턴층(212b)의 하부에 배치된 제 2 무기물층(211b)에 형성될 수 있는 복수의 결함 사이의 이격 거리(d1) 및 후속 형성되는 제 3 무기물층(211c)에 발생될 수 있는 복수의 결함 사이의 이격 거리(d1)에 비해 작도록 형성한다. 예를 들어, 실시예에서는 복수의 제 2 패턴(212b-1) 사이의 이격 거리(d2)가 100㎛보다 작도록 조절하여, 제 2 유기물 패턴층(212b)을 형성한다. 이때, 제 2 유기물 패턴층(212b)의 복수의 제 2 패턴(212b-1) 사이의 이격 거리는 제 1 유기물 패턴층(212a)의 복수의 제 1 패턴(212a-1) 사이의 이격 거리와 동일하도록 제작되는 것이 효과적이다. 그리고 도 4d에 도시된 바와 같이, 제 2 유기물 패턴층(212b)의 복수의 제 2 패턴(212b-1)의 배치가 제 1 유기물 패턴층(212a)의 복수의 제 1 패턴(212a-1)의 배치와 엇갈리도록 형성되는 것이 효과적이다. 예를 들어, 복수의 제 1 패턴(212a-1) 사이의 이격 공간의 중심부 상측에 제 2 패턴(212b-1)의 중심부가 위치하도록 형성할 수 있다.
도 4e를 참조하면, 제 2 유기물 패턴층(212b) 상에 제 3 무기물층(211c)을 형성한다. 이때, 제 3 무기물층(211c)은 상기에서 설명한 제 1 및 제 2 무기물층(211b)을 형성시 사용한 재료와 동일한 재료를 이용하여, 동일한 방법으로 형성하는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고 제 1 및 제 2 무기물층(211b)과 다른 재료 및 다른 방법으로 제 3 무기물층(211c)을 형성할 수도 있다.
이를 통해, 베이스(b) 상에 제 1 무기물층(211a), 제 1 유기물 패턴층(212a), 제 2 무기물층(211b), 제 2 유기물 패턴층(212b) 및 제 3 무기물층(211c)이 적층된 보호막(210)이 형성된 기판(S)이 형성된다. 즉, 베이스(b) 상에 복수의 무기물층(211a, 211b, 211c) 및 복수의 유기물 패턴층(212a, 212b)을 교대로 적층한다. 따라서 이와 같이 형성된 제 1 및 제 2 유기물 패턴층(212b)에 의해 제 1 내지 제 3 무기물층(211c)의 결함으로 수분 및 산소가 침투되어 확산되는 것을 방지할 수 있다.
도 4f를 참조하면, 상기와 같이 형성된 기판(S) 상에 소자층(300)을 형성한다. 즉, 기판(S)의 제 3 무기물층(211c) 상에 소자층(300)을 형성한다. 실시예에서는 소자층(300)으로 유기발광층을 예로 들어 설명한다. 즉, 제 3 무기물층(211c) 상에 먼저 프린팅 방법으로 페이스트 상태의 니켈(Ni)을 프린팅하여 제 1 전극(310)을 형성한다. 물론 이에 한정되지 않고, 반사율이 높고, 일함수가 높은 다양한 재료를 이용하여 제 1 전극(310)을 형성할 수 있다. 또한, 재료에 따라 프린팅 방법 이외에 다양한 증착 방법을 이용하여 제 1 전극(310)을 형성할 수 있다. 그리고 제 1 전극(310) 상에 정공주입층(Hole Injection Layer)(321), 정공수송층(Hole Transport Layer)(322), 발광층(Emitting Layer)(323) 및 전자수송층(Electron Transport Layer)(324)을 순서대로 적층한다. 즉, 제 1 전극(310) 상에 예를 들어, CuPc, 2-TNATA 및 MTDATA 중 어느 하나를 사용하여 정공주입층(321)을 형성한다. 이어서, 정공주입층(321) 상에 예를 들어, NPB 및 TPD 등의 정공을 효율적으로 전달할 수 있는 재료를 사용하여 정공수송층(322)을 형성한다. 그리고 정공수송층(321) 상에 발광층(323)을 형성한다. 발광층(323)은 예를 들어, Alq3: C545T 으로 구성된 녹색발광층, DPVBi로 구성된 청색발광층 및 CBP:Ir(acac)으로 구성된 적색발광층 및 이들로 구성된 구룹 등의 발광 특성이 우수한 재료를 사용한다. 이어서, 발광층(323) 상에 예를 들어, Alp3, Bebq2 등의 물질을 사용하여 전자수송층(324)을 형성한다. 이러한 정공주입층(321), 정공수송층(322), 발광층(323) 및 전자수송층(324)은 열 증착 방식으로 증착한다. 물론 이에 한정되지 않고 재료에 따라 열 증착 방식 이외에 프린팅, 스핀 코팅, 롤 코팅, 스탬핑 등의 다양한 방법으로 형성할 수 있다. 이후, 전자수송층(324) 상에 제 2 전극(330)을 형성한다. 실시예에서는 LiF-Al, Mg:Ag, Ca-Ag 등의 금속을 100Å 내지 1000Å의 두께로 증착하여 빛이 투과할 수 있는 투과율을 갖도록 제 2 전극(330)을 형성한다.
이와 같이 실시에에서는 플랙서블한 베이스(b) 상에 제 1 무기물층(211a), 제 1 유기물 패턴층(212a), 제 2 무기물층(211b), 제 2 유기물 패턴층(212b) 및 제 3 무기물층(211c)이 적층된 보호막(210)이 형성된 기판(S)을 제작하고, 상기 기판 (S) 상에 소자층(300)을 형성한 전자 소자를 제작하였다. 여기서 제 1 유기물 패터층(212a)의 복수의 제 1 패턴(212a-1)은 상호 일정거리 이격되도록 형성되고, 제 2 유기물 패터층(212b)의 복수의 제 1 패턴(212b-1)은 상호 일정거리 이격되도록 형성된다. 따라서, 이러한 제 1 및 제 2 유기물 패터층(212a, 212b)에 의해 제 1 내지 제 3 무기물층(211c)의 결함을 통해 수분 및 산소가 침투되어 확산되는 것을 최소화할 수 있다. 이로 인해, 수분 및 산소에 의해 전자 소자의 효율 및 수명이 감소되는 것을 종래에 비해 최소화시킬 수 있다.
상기에서는 베이스(b) 상에 제 1 무기물층(211a), 제 1 유기물 패턴층(212a), 제 2 무기물층(211b), 제 2 유기물 패턴층(212b), 제 3 무기물층(211c)이 적층된 보호막(210)으로 이루어진 기판(S) 상에 소자층(300)을 형성하는 전자 소자를 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 무기물층(211a), 유기물 패턴층(212a), 제 2 무기물층(211b)이 적층된 보호막(210)으로 이루어진 기판(S) 상에 소자층(300)을 형성하는 전자 소자를 제작할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자 소자를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 전자 소자는 베이스(b) 상부의 일부에 소자층(300)을 형성하고, 베이스(b) 상에서 소자층(300)을 커버하도록 보호막(210)을 형성한다. 여기서 소자층(300)은 제 1 전극(310), 정공주입층(321), 정공수송층(322), 발광층(323) 및 전자수송층(324), 제 2 전극(320)이 적층된 유기발광층일 수 있다. 그리고 보호막(210)은 소자층(300)을 커버하도록 형성된 제 1 무기물층(211a), 제 1 무기물층(211a) 상에서 복수의 제 1 패턴(212a-1)이 일정 간격 이격되도록 형성된 제 1 유기물 패턴층(212a), 제 1 유기물 패턴층(212a) 상에 형성된 제 2 무기물층(211b), 제 2 무기물층(211b) 상에서 복수의 제 2 패턴(212b-1)이 일정 간격 이격되도록 형성된 제 2 유기물 패턴층(212b), 제 2 유기물 패턴층(212b) 상에 형성된 제 2 무기물층(211b)을 포함한다. 즉, 베이스(b) 상에 소자층(300)을 먼저 형성하고 상기 베이스(b) 상에서 소자층(300)을 커버하도록 보호막(210)을 형성한다. 이와 같은 보호막(210)을 통해 수분 및 산소에 의해 전자 소자의 효율 및 수명이 감소되는 것을 종래에 비해 최소화시킬 수 있다.
상기에서는 소자층(300)으로 유기발광층을 예를 들어 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 다양한 전자 소자에 적용될 수 있다. 예를 들어, 전기를 이용하여 광을 발생시키는 전기광학소자 및 디스플레이소자 등 다양한 전자 소자에 적용할 수 있다. 또한, 플랙서블한 베이스(b) 상에 소자층(300)을 형성하여 플랙서블한 전기 광학 소자 및 디스플레이 소자 등의 전자 소자를 제작하는 경우에, 실시예들에 따른 보호막(210)을 적용할 수 있다.
또한, 상기에서는 전기에 의해 광을 발생시키는 전기광학소자 또는 디스플레이소자에 대해 설명하였으나, 광을 발생시키지 않는 다양한 전자 소자 예를 들어, 박막 전지에 보호막을 적용시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전자 소자를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 베이스(b) 및 베이스(b) 상에 형성된 제 1 보호막(210)으로 이루어진 기판(S) 상에 형성된 소자층(300), 제 2 소자층(300) 상에 형성된 제 2 보호막(220)을 포함하도록 전자 소자를 제작할 수 있다. 여기서 제 1 및 제 2 보호막(220)은 동일한 구성 및 구조로 제작된다. 즉, 제 1 및 제 2 보호막(220) 각각은 제 1 무기물층(211a), 제 1 유기물 패턴층(212a), 제 2 무기물층(211b), 제 2 유기물 패턴층(212b), 제 3 무기물층(211c)으로 이루어 진다. 그리고 소자층(300)은 박막 형태의 박막 전지일 수 있다. 이와 같은 보호막(210)을 통해 수분 및 산소에 의해 전자 소자의 효율 및 수명이 감소되는 것을 종래에 비해 최소화시킬 수 있다.
상기에서는 제 1 보호막(210)과 제 2 보호막(220) 사이에 형성되는 소자층(300)으로 박막 전지를 예를 들어 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 유기발광층과 같은 다양한 전기광학층을 소자층(300)으로 이용할 수 있다.
211a: 제 1 무기물층 211b: 제 2 무기물층
211c: 제 3 무기물층 212a: 제 1 유기물층
212b: 제 2 유기물층

Claims (12)

  1. 무기물층;
    유기물로 이루어진 복수의 패턴이 상기 무기물층 상에서 상호 이격되어 형성된 유기물 패턴층을 포함하고,
    상기 무기물층 및 유기물 패턴층이 상하 방향으로 교대로 복수번 적층되며,
    상기 상하 방향으로 교대로 복수번 적층된 유기물 패턴층 각각의 복수의 패턴에 있어서,
    하측에 배치된 상기 복수의 패턴 사이의 이격 공간의 상측에, 상측에 배치된 복수의 패턴이 위치하도록 형성되어, 상측에 배치된 상기 복수의 패턴과 하측에 배치된 복수의 패턴이 서로 엇갈리게 배치되며,
    상기 유기물 패턴층의 복수의 패턴 사이의 이격 거리가 100㎛ 보다 작은 보호막.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기물 패턴층의 복수의 패턴 사이의 이격 거리는 상기 무기물층에 형성된 복수의 결함 사이의 이격 거리에 비해 작도록 형성하는 보호막.
  5. 베이스;
    상기 베이스의 일측면에 형성된 보호막을 포함하고,
    상기 보호막은 베이스의 일측에 형성된 무기물층;
    유기물로 이루어진 복수의 패턴이 상기 무기물층 상에서 상호 이격되어 형성된 유기물 패턴층을 포함하며,
    상기 무기물층 및 유기물 패턴층이 상하 방향으로 교대로 복수번 적층되도록 형성되고,
    하측에 배치된 상기 복수의 패턴 사이의 이격 공간의 상측에, 상측에 배치된 복수의 패턴이 위치하도록 형성되어, 상측에 배치된 상기 복수의 패턴과 하측에 배치된 복수의 패턴이 서로 엇갈리게 배치되며,
    상기 유기물 패턴층의 복수의 패턴 사이의 이격 거리가 100㎛ 보다 작은 기판.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 베이스는 유리, 플라스틱, 고분자 필름, 종이, 실리콘 웨이퍼 중 하나를 사용하는 기판.
  7. 삭제
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 유기물 패턴층의 복수의 패턴 사이의 이격 거리는 상기 무기물층에 형성된 복수의 결함 사이의 이격 거리에 비해 작도록 형성하는 기판.
  9. 베이스;
    상기 베이스의 일측에 형성된 소자층;
    상기 베이스와 소자층 사이 및 상기 소자층의 상측 중 적어도 어느 하나의 위치에 형성되며, 무기물층 및 유기물 재료를 이용하여 형성된 복수의 패턴이 상기 무기물층 상에서 상호 이격 배치되는 유기물 패턴층을 구비하는 보호막을 포함하고,
    상기 보호막의 무기물층 및 유기물 패턴층이 상하 방향으로 교대로 복수번 적층되며,
    하측에 배치된 상기 복수의 패턴 사이의 이격 공간의 상측에, 상측에 배치된 복수의 패턴이 위치하도록 형성되어, 상측에 배치된 상기 복수의 패턴과 하측에 배치된 복수의 패턴이 서로 엇갈리게 배치되며,
    상기 유기물 패턴층의 복수의 패턴 사이의 이격 거리가 100㎛ 보다 작은 전자 소자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 베이스는 유리, 플라스틱, 고분자 필름, 종이, 실리콘 웨이퍼 중 하나를 사용하는 전자 소자.
  11. 삭제
  12. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 소자층은 전기 광학층, 박막 전지층인 전자 소자.
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