KR101671529B1 - 밀봉 유닛을 포함한 장치 - Google Patents

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틸만 슈렌커
헤리벨트 줄
랄프 팻졸드
마르쿠스 클레인
카스텐 헤우서
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오스람 오엘이디 게엠베하
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Abstract

일 실시예에 따른 장치는, 특히, 소자(1) 및 상기 소자(1)를 습기 및/또는 산소로부터 밀봉하기 위한 밀봉 유닛(2)을 포함하고, 상기 밀봉 유닛(2)은 소자(1)의 적어도 하나의 표면(19)에서 제1층(21) 및 그 위에 위치한 제2층(22)을 포함하고, 상기 제1층(21) 및 제2층(22)은 각각 무기 물질을 포함하며, 제2층(22)은 제1층(21)상에 직접 배치된다.

Description

밀봉 유닛을 포함한 장치{DEVICE COMPRISING AN ENCAPSULATION UNIT}
밀봉 유닛을 포함한 장치가 기술된다.
본원은 독일특허출원 10 2008 006721.0, 독일특허출원 10 2008 019900.1, 독일특허출원 10 2008 031405.6 및 독일특허출원 10 2008 048472.5을 기초로 우선권을 주장하며, 그 공개 내용은 참조로 포함된다.
유기 발광 다이오드(OLED)를 포함한 디스플레이는 습기에 민감하여 오늘날 소모적인 덮개 유리 장치를 이용하여 밀봉되는데, 상기 덮개 유리 장치는 OLED 디스플레이의 활성 영역을 중공에서 둘러싼다. 덮개 유리는 일반적으로 OLED 디스플레이의 활성 영역의 둘레에 위치한 원주형의 접착제층을 이용하여 기판에 접착되나, 상기 접착제층은 사용된 물질 및/또는 기계적 하중에 의해 습기 및/또는 산소로부터 지속 가능하게 조밀하게 되지 않은 경우가 많다. 따라서, 상기와 같이 공지된 OLED 디스플레이의 경우 기판과 덮개 유리 사이의 중공에 습기 및/또는 산소를 결합시킬 수 있는 게터(getter) 물질이 부가적으로 삽입될 필요가 있다.
한편, 이러한 밀봉 해결안은 사용되는 물질의 요건이 까다롭고, 일반적으로 시간 및 비용 집약적으로 제조된다.
적어도 본 발명의 일 실시예는 소자, 그리고 상기 소자를 습기 및/또는 산소로부터 밀봉하기 위한 밀봉 유닛을 포함하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적은 독립 청구항의 특징을 포함한 대상물에 의하여 해결된다. 대상물의 유리한 실시예는 종속항에 기술되며, 또한 이하의 설명 및 도면으로부터 도출된다.
적어도 일 실시예에 따른 장치는, 특히, 소자 및 밀봉 유닛을 포함한다. 밀봉 유닛은 소자를 습기 및/또는 산소에 대항하여 밀봉하기에 적합하다.
여기서 그리고 이하에서, "밀봉하다" 및 "밀봉하기"는 습기 및/또는 산소에 대한 장벽을 형성하여 이러한 물질이 밀봉 유닛을 투과할 수 없도록 하는 밀봉 유닛의 특성을 가리킨다. 예컨대, 밀봉 유닛은 습기 및/또는 산소를 포함한 주변 대기와 소자 사이에 배치될 수 있어서, 소자가 주변 대기로부터 보호된다. 이 때, 소자를 밀봉하기 위해 밀봉 유닛만으로도 충분할 수 있어서, 예컨대 밀봉 유닛은 소자를 완전히 둘러싼다. 또한, 밀봉 유닛에 의해 "밀봉하다" 또는 "밀봉하기"는, 밀봉 유닛이 가령 기판 또는 덮개와 같이 이하에 열거되는 다른 부재와 함께 소자를 밀봉하는 경우를 의미할 수도 있다.
여기서 그리고 이하에서, "밀봉하다" 및 "밀봉하기"는 특히, 습기 및/또는 산소로부터 밀봉식으로 조밀하게 구비된 패킹 및 장벽을 가리킬 수 있다. 이는, 습기 및/또는 산소가 밀봉 유닛을 투과할 수 없음을 의미할 수 있다. 특히, 밀봉식으로 조밀한 밀봉 유닛은 소자를 습기 및/또는 산소로부터 보호하되, 상기 소자가 주변 대기의 습기 및/또는 산소에 의해 그 기능성 및/또는 구성이 손상받거나 저하되지 않도록 보호할 수 있다.
예컨대, 소자는 습기 및/또는 산소에 민감한 적어도 하나의 부재 또는 부분 영역을 포함할 수 있다. 부재 또는 부분 영역은 예컨대 습기 및/또는 산소에 의해 그 기능성 및/또는 구성이 저하될 수 있다. 밀봉 유닛에 의해, 습기 및/또는 산소에 민감한 부재나, 습기 및/또는 산소에 민감한 부분 영역이 보호될 수 있다.
또한, 소자는 습기 및/또는 산소에 대해 투과성인 적어도 하나의 부재 또는 부분 영역을 포함할 수 있어서, 습기 및/또는 산소는 상기 부재 또는 부분 영역안으로 침투할 수 있거나/침투할 수 있고 상기 부재 또는 부분 영역을 투과할 수 있다. 이는 예컨대 상기 부재 또는 부분 영역에 의한 습기 및/또는 산소가 흡수되거나/흡수되고 확산됨으로써 가능할 수 있다. 이 경우, 밀봉 유닛에 의해, 습기 및/또는 산소는 투과성 부재 또는 부분 영역안으로 침투하지 않거나/침투하지 않고 상기 부재 또는 부분 영역을 통과할 수 없다.
바람직하게, 밀봉 유닛은 소자의 적어도 하나의 표면에 적어도 하나의 제1층을, 그리고 그 위에서 적어도 하나의 제2층을 포함할 수 있다. 제1층은 소자의 표면과 제2층 사이에 배치될 수 있다.
여기서 그리고 이하에서, "위에", "위에 걸쳐서", "그 위에"는 소자로부터의 방향에서 볼 때의 부재들의 배치를 가리킨다. 이는 특히, 제1부재 위에 걸쳐 배치되거나 제1부재로부터 위에 배치된 제2부재가 소자를 향하는 방향과 반대 방향인 제1부재의 측에 배치됨을 의미할 수 있다.
층 또는 부재가 다른 층 또는 다른 부재의 “상에” 배치되거나 도포되는 것은, 여기서 그리고 이하에서, 상기 하나의 층 또는 부재가 다른 층 또는 다른 부재상에 직접적인 기계적 및/또는 전기적 접촉을 하면서 직접 배치됨을 의미할 수 있다. 또한, 상기 하나의 층 또는 부재가 다른 층 또는 다른 부재상에 간접적으로 배치됨을 의미할 수도 있다. 이 때, 다른 층들 및/또는 부재들이 상기 하나의 층과 다른 층 사이에 또는 상기 하나의 부재와 다른 부재사이에 배치될 수 있다.
하나의 층 또는 부재가 2개의 다른 층들 또는 부재들의 “사이에” 배치된 것은, 본 명세서에서 상기 하나의 층 또는 부재가 2개의 다른 층들 또는 부재들 중 하나에 직접적인 기계적 및/또는 전기적 접촉을 하면서 또는 간접적인 접촉을 하면서 직접 배치되는 것, 그리고 2개의 다른 층들 또는 부재들 중 다른 하나에 직접적인 기계적 및/또는 전기적 접촉을 하면서 또는 간접적 접촉을 하면서 배치됨을 의미할 수 있다. 이 때, 간접적인 접촉의 경우, 다른 층들 및/또는 부재들이 상기 하나의 층과 상기 2개의 다른 층들 중 적어도 하나와의 사이에 또는 상기 하나의 부재와 상기 2개의 다른 부재들 중 적어도 하나와의 사이에 배치될 수 있다.
본 명세서에 기술된, 적어도 제1 및 제2층을 포함한 밀봉 유닛은 이하에 기술되는 실시형태 및 실시예에 따른 효과적이고 기능적인 밀봉을 구현할 수 있다. 효과적인 밀봉은 정확히, 적어도 하나의 제1 및 제2층의 조합과 상호 작용에 의해 발생할 수 있다.
제1층 및 제2층은 각각, 제1층과 제2층의 조합에 의해 소자를 유해한 주변 영향으로부터 보호하고, 즉 가령 산소 및/또는 습기로부터 보호하기에 적합한 물질을 포함할 수 있다. 제1층 및 제2층은, 특히, 각각 하나의 무기 물질을 포함하거나, 각각 그러한 물질로 구성될 수 있다.
제1층은 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함하거나, 그러한 것으로 구성될 수 있다. 예컨대, 산화물, 질화물 또는 질산화물은 알루미늄, 규소, 주석, 아연, 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 니오븀 또는 하프늄을 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제1층은 가령 SixN3와 같은 규소질화물(SixNy), 가령 SiO2와 같은 규소산화물(SiOx), 가령 Al2O3와 같은 알루미늄산화물 및/또는 가령 TiO2와 같은 티타늄산화물을 포함할 수 있다. 또한, 제1층은 이하에 계속 기술되는 바와 같은 투명 전도 산화물(TCO)을 포함할 수 있다. 대안적 또는 부가적으로, 제1층은 금속 또는 합금을 포함할 수 있거나, 그러한 물질로 구성될 수 있다. 제1층은 예컨대 알루미늄 또는 알루미늄합금을 포함할 수 있다. 대안적 또는 부가적으로, 제1층은, 앞서 산화물, 질화물 및 질산화물과 관련하여 열거한 금속 중 하나를 포함할 수 있다.
제1층은 세라믹층의 형태 및/또는 결정 구조, 다결정 구조, 비정질 구조 및/또는 유리형 구조의 형태로 용적 구조(volume structure)를 포함할 수 있다.
앞서 열거한 물질은 제1층의 제조를 위해 예컨대 플라즈마 강화 화학적 기상 증착(“plasma-enhanced chemical vapor deposition”, PECVD)을 이용하여 도포될 수 있다. 이 때, 용적부에서는 소자 위에 걸쳐서 그리고/또는 소자의 둘레에 플라즈마가 생성될 수 있고, 이 때 용적부에 적어도 2개의 가스형 출발 화합물이 공급되며, 상기 출발 화합물은 플라즈마에서 이온화되고 상호 간의 반응을 위해 여기될 수 있다. 플라즈마의 생성에 의해, 제1층의 생성을 목적으로 소자의 적어도 하나의 표면이 가열되어야 하는 온도가 비플라즈마 CVD 방법에 비해 낮아질 수 있다. 이는 특히, 소자가 최대 온도보다 높은 온도일 때 비가역적으로 손상될 수 있는 경우에 유리할 수 있다. 최대 온도는, 특히 이하에 계속 기술되는 소자의 경우에, 그리고 특히 유기 전자 소자의 경우에 예컨대 약 120℃일 수 있어서, 제1층이 도포될 때의 온도는 120℃보다 작고, 바람직하게는 80℃ 이상일 수 있다.
이에 대해 대안적으로, 제1층은 가령 스퍼터링과 같은 물리 기상 증착, 이온 보조 증착 방법 또는 열 기화를 이용하여 도포될 수 있다.
또한, 제1층은 유리를 포함하거나 그것으로 구성될 수 있다. 유리는 예컨대 상기에 열거한 산화물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 유리는 플라즈마 스프레이(plasma spraying)를 이용하여 도포가 가능하거나, 도포될 수 있다.
플라즈마 스프레이 시, 적어도 하나의 애노드와 적어도 하나의 캐소드 사이에 소위 플라즈마 토치(plasma torch)에서 고압에 의해 아크 방전이 발생할 수 있고, 상기 아크 방전에 의해 가스 또는 가스 혼합물이 유도되어 이온화될 수 있다. 가스 또는 가스 혼합물은 예컨대 아르곤, 질소, 수소 및/또는 헬륨을 포함할 수 있다. 아크 방전 및/또는 가스흐름 또는 가스 혼합물 흐름에 의해 생성된 플라즈마 흐름에는 예컨대 제1층을 위한 분말형 물질이 스프레이될 수 있다. 분말형 물질은 플라즈마의 온도에 의해 용융되고, 플라즈마 흐름을 이용하여 소자의 적어도 하나의 표면 상에 도포된다. 분말형 물질의 평균 입자 크기는 예컨대 수백마이크로미터 이하, 바람직하게 100마이크로미터 이하, 또한 100나노미터 이상, 바람직하게 1마이크로미터 이상일 수 있다. 물질이 더 미세하게 제공될수록, 즉 평균 입자 크기보다 작을수록, 제1층이 더 균일하게 도포될 수 있다. 물질이 더 조악하게(coarse) 제공될수록, 즉 평균 입자 크기가 더 클수록, 제1층은 더 신속하게 도포될 수 있다. 또한, 제1층의 구조 및 품질은 플라즈마 가스의 속도, 온도 및/또는 조성에 의존할 수 있다.
플라즈마 스프레이에 대해 대안적으로, 유리를 포함하는 제1층이 불꽃 스프레이를 이용하거나, 열 기화 방법을 이용하여 도포될 수 있다.
제1층은 서로 다른 물질을 포함한 적어도 2개의 층들로 구성되는 층 시퀀스를 더 포함할 수 있다. 이는, 제1층으로서 적어도 2개의 서로 다른 층을 포함한 층 시퀀스가 도포됨을 의미할 수 있다. 예컨대, 층 시퀀스는 산화물을 포함한 층 및 질화물을 포함한 층을 구비할 수 있다. 층 시퀀스는 가령 질화물과 같은 제1물질을 포함한 복수 개의 제1층 및/또는 가령 산화물과 같은 제2물질을 포함한 복수 개의 제2층을 포함할 수 있고, 상기 층들은 번갈아 연속 도포된다. 질화물을 함유한 층을 N”으로, 산화물을 함유한 층을 O”로 표시하면, 제1층은 예컨대 NON 또는 NONON 또는 ONO 또는 ONONO 의 순서로 형성되는 층 시퀀스를 포함할 수 있다. 제1층의 층 시퀀스의 층은 각각 50나노미터 이상의 두께, 바람직하게 100나노미터 이상의 두께를 가질 수 있다. 층 스택으로서 형성된 제1층의 복수 개의 층들에 의해, 가령 제1층 내부의 기공 또는 오프셋과 같은 격자 결함 확대가 감소하고 층 스택의 층의 격자 결함이 상기 층에 한정되며 전체 제1층을 통해 연장되지 않을 수 있다.
제1층을 도포하기 위한 열거된 방법에 의해, 상기 제1층은 비용 효과적으로 높은 성장율로 도포될 수 있다. 특히, 제1층은 도포된 이후 50나노미터 이상, 더욱 바람직하게 100나노미터 이상의 두께를 가질 수 있다. 또한, 제1층은 2마이크로미터 이하의 두께, 바람직하게 1마이크로미터 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기와 같은 두께의 제1층에 의해, 밀봉 유닛은 밀봉 기능 외에, 소자를 외부의 유해한 영향으로부터 기계적으로 보호할 수 있다.
기술한 방법에 의해, 특히 소자의 온도가 120℃보다 작고, 더욱 바람직하게는 80℃보다 작을 때, 제1층은 소자 상에 직접 도포될 수 있으며, 이 때 소자 또는 소자의 일부가 손상되지 않는다.
제1층의 용적 구조는 예컨대 결정 형태 및/또는 다결정 형태로 제공될 수 있다. 이 때, 제1층의 용적 구조는 예컨대 가령 오프셋, 결정 경계 및/또는 적층 결함과 같은 구조 및/또는 격자 결함을 포함할 수 있다. 제1층의 용적 구조는 상기에 기술한 도포 방법에 의해 발생할 수 있거나/발생할 수 있고 제1층이 도포되는 표면의 표면 구조에 의해 발생할 수 있다. 예컨대, 소자는 밀봉 유닛이 배치된 적어도 하나의 표면 상에서 더러움, 먼지 또는 기타 입자의 형태로 오염을 포함할 수 있고, 상기 오염은 예컨대 소자 자체의 제조 공정 자체에 의해 발생한다. 상기와 같은 입자는 소자의 표면을 부분적으로 덮을 수 있거나/덮을 수 있고 가릴 수 있어서, 제1층이 소자의 표면상에서 균일하고 광범위하게 도포되지 않을 수 있다. 이를 통해, 제1층에 원하지 않는 기공 또는 구멍이 형성되도록 할 수 있다.
특히, 앞서 명시한 제1층의 용적 구조의 구조 결함 및 격자 결함뿐만 아니라 제1층의 표면 구조의 기공은 습기 및/또는 산소에 대한 예기치 않은 투과 경로를 형성할 수 있고, 상기 투과 경로는 제1층을 통한 확산을 가능하게 하거나 적어도 용이하게 할 수 있다.
또한, 제1층은 소자와 반대 방향인 표면에서, 즉 제2층이 배치된 표면에서, 가령 경사부, 돌출부, 각, 변, 꼭지점, 함몰부, 트렌치, 도랑, 마이크로 렌즈 및/또는 프리즘과 같은 거시적 지형학 구조 그리고/또는 가령 표면 거칠기 및/또는 기공과 같은 미시적 지형학 구조의 형태로 표면 구조체를 포함할 수 있다. 이 때, 가시광을 이용하여 해상할 수 있는 표면 구조체의 구조는 거시적 구조에 편입되는 반면, 미시적 구조는 가시광을 이용하여 전혀 더 이상 해상할 수 없다. 이는, 본 명세서에 거시적으로서 기술된 구조가 약 400나노미터 이상의 규격을 가지는 반면, 미시적 구조는 약 400나노미터보다 작은 규격을 가진다는 것을 의미할 수 있다.
표면 구조는 열거한 도포 방법 자체에 의해서도 발생할 수 있거나, 특히 거시적 구조의 경우에 적합한 다른 방법 단계, 가령 마스크를 이용한 증착 단계 및/또는 그 이후 기계적 및/또는 화학적인 제거 방법에 의한 가공 단계를 통해 제조될 수 있다. 예컨대, 투명한 밀봉 유닛에서, 거시적 구조는 광 굴절 및/또는 광 산란을 위해 적합할 수 있고, 특히 이하에 OLED로서 계속 기술될 소자를 포함하는 장치에서는 광이 밀봉 유닛을 통과해 방출될 수 있다.
제2층은 제1층과 조합되어 밀봉식의 조밀한 밀봉 유닛을 구현하기에 적합할 수 있다. 이를 위해, 제2층은 특히, 앞서 열거한 제1층에 있을 수 있는 투과 경로를 밀폐하기에 적합할 수 있다.
제2층은 제1층 상에 직접, 그리고 제1층과 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 이는, 제2층이 제1층과 함께 공통의 경계면을 가지고, 또한 상기 공통의 경계면의 방향과 반대 방향인 상부 표면도 가짐을 의미할 수 있다. 제2층은, 제1층의 표면 구조를 적어도 부분적으로 모방(follow)하거나, 거의 모방할 수 있도록 형성될 수 있어서, 특히 제2층의 상부 표면은 경계면의 지형학 구조를 적어도 부분적으로 또는 거의 모방할 수 있다.
제2층의 상부 표면이 제1 및 제2층 사이의 경계면, 그리고 제2층의 표면 구조를 적어도 부분적으로 모방한다는 것은, 본 명세서에서 제2층의 상부 표면도 마찬가지로 지형학적 표면 구조를 가진다는 것을 의미할 수 있다. 제2층의 상부 표면의 지형학적 표면 구조는 소자와 반대 방향인 제1층의 표면의 지형학적 표면 구조와 바람직하게는 같거나, 유사하게 형성될 수 있다. 2개 이상의 지형학적 표면 구조와 관련하여 "동일"하거나 "유사"하다는 것은, 특히, 2개 이상의 지형학적 표면 구조가 가령 돌출부 및 함몰부와 같이 서로 대응된 구조를 포함하여 동일하거나 유사한 높이 프로파일을 가짐을 의미할 수 있다. 예컨대, 이러한 의미에서 2개 이상의 지형학적 표면 구조는 소정의 특정한 순서로 각각 횡방향으로 나란히 배치된 돌출부 및 함몰부를 포함할 수 있고, 상기 구조는, 예컨대 2개 이상의 지형학적 표면 구조를 위한 돌출부 및 함몰부의 상대적 높이차를 제외하고 동일하다.
바꾸어 말하면, 다른 면의 지형학적 표면 구조를 적어도 부분적으로 모방하는 표면은 상기 다른 면의 지형학적 표면 구조의 돌출부 상에 배치되는 돌출부 또는 상기 다른 면의 지형학적 표면 구조의 함몰부 상에 배치되는 함몰부를 포함할 수 있다. 일 표면의 인접한 돌출부 및 함몰부 간의 상대적 높이차는 다른 면의 지형학적 표면 구조에 있어서 그에 대응되는 돌출부 및 함몰부간의 상대적 높이차와 상이할 수 있다.
바꾸어 말하면, 제2층의 상부 표면, 및 제1과 제2층 사이의 경계면은 평행하게 또는 적어도 거의 평행하게 연장될 수 있다. 따라서, 제2층의 두께는 소자와 반대 방향인 제1층의 표면의 표면 구조와 무관하거나 거의 무관할 수 있다. 제2층의 두께와 관련하여 "거의 평행", "거의 무관" 및 "거의 일정한"은 상기 두께가 제2층의 측정된 전체 두께에 비해 10%이하, 더욱 바람직하게 5%이하의 두께 변화를 가짐을 의미할 수 있다. 상기와 같이 낮은 두께 변화를 가진 제2층의 형성은 소위 "정합 코팅(conformal coating)"이라고도 할 수 있다.
또한, 제2층은 제1층의 표면 구조의 적어도 일부 구조 규격 및 특히 상술한 거시적 구조의 규격보다 작은 두께를 가질 수 있다. 특히, 제2층은 제2층의 두께보다 큰 규격을 가진 제1층의 표면 구조의 미시적 구조를 모방할 수 있다.
또한, 제2층의 두께는 제1층의 용적 구조와 무관할 수 있다. 이는, 제1층의 두께 변화가 상기 제1층의 일부 영역들, 즉 상기에 명시한 제1층의 용적 구조의 격자 결함 및/또는 구조 결함이 있고, 이러한 결함이 제2층과의 공통의 경계면까지 연장되는 영역들에서도 10%보다 크지 않고, 더욱 바람직하게 5%보다 크지 않음을 의미할 수 있다.
또한, 제2층의 두께는, 특히, 제2층을 향한 제1층의 표면에 위치한 개구부, 돌출부, 함몰부 및 기공에 무관할 수 있다. 상기와 같은 표면 구조가 그 규격과 관련하여 제2층의 두께보다 큰 경우에, 상기 표면 구조는 균일한 두께, 그리고 상기와 같은 의미에서 적어도 거의 동일한 두께를 가진 제2층에 의해 덮일 수 있으며, 제2층이 표면 구조를 모방하므로 그러하다. 표면 구조가 그 규격과 관련하여 제2층의 두께 이하인 경우, 제2층은 상기 표면 구조를 모방하지 않고도 표면 구조를 덮을 수 있으나, 마찬가지로 상기와 같은 의미에서 적어도 거의 일정한 두께를 가질 수 있다.
특히, 제2층은 제1층의 개구부 및/또는 기공을 밀폐할 수 있으며, 상기 개구부 및/또는 기공의 깊이 대 직경 비율은 10이상이고, 더욱 바람직하게는 30이상이다. 밀봉 유닛은 본 명세서에 기술되는, 적어도 거의 동일한 두께의 제2층을 포함하되, 특히 제1층이 돌출 구조, 특히 음각을 포함한 돌출형 거시 구조를 가지는 표면 구조를 포함한 경우에 그러할 수 있다.
또한, 제2층은, 제2층을 향한 제1층의 표면의 표면 구조와 무관한 용적 구조를 포함할 수 있다. 부가적으로, 제2층은 제1층의 용적 구조와 무관한 용적 구조를 포함할 수 있다. 이는, 가령 상기에 언급한 제1층의 용적 구조의 표면 구조 및/또는 격자 결함 및/또는 구조 결함과 같은, 제1층의 표면 및/또는 용적 특이적인 특성 및 성질이 제2층의 용적 구조에 전혀 영향을 미치지 않음을 의미할 수 있다.
제2층은 제1층과 관련하여 기술한 바와 같은 산화물, 질화물 및/또는 질산화물을 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는 제2층은 가령 Al2O3와 같은 알루미늄산화물 및/또는 가령 Ta2O5와 같은 탄탈륨산화물을 포함할 수 있다.
특히, 제2층은 제1층보다 큰 비정질도, 즉 포함된 물질의 근거리 질서 및/또는 원거리 질서와 관련한 불규칙성을 가지는 용적 구조를 포함할 수 있다. 이는 특히, 제2층이 어떠한 결정화도 또는 결정 구조도 확정할 수 없을만큼 높은 비정질도를 가짐을 의미할 수 있다. 제2층은 전체적으로 비정질일 수 있어서, 제2층을 형성하는 물질은 측정 가능한 근거리 질서 및/또는 원거리 질서를 가지지 않고 순수하게 통계학적인 불규칙 분포를 포함할 수 있다.
제2층 및 제1층의 비정질도 확정을 위한 기준으로서 예컨대 당업자에게 공지된 뢴트겐 회절계의 평각 측정이 그 역할을 할 수 있으며, 이 때 비정질층의 경우 결정 구조, 부분 결정 구조 및/또는 다결정 구조의 형태로의 결정화도를 확정할 수 없다.
예컨대, 각각 두께가 200나노미터인 2개의 SiNx층들 및 그 사이에서 100나노미터 두께의 SiO2층을 포함한 제1층 상에서 10나노미터 두께의 Al2O3 소재의 제2층을 포함한 밀봉 유닛이 스침 입사(GIXRD) 시의 뢴트겐 회절을 이용하여 측정되었다. 이 때, GIXRD 방법을 이용하여 제2층에서 결정질 물질을 증명할 수 없었다.
결정질 용적 구조, 즉 비정질이 아닌 용적 구조를 포함하는 층들이 비정질 용적 구조를 포함한 층들보다 밀도가 더 큰 경우가 많음에도 불구하고, 본 명세서에 기술된 밀봉 유닛을 포함한 장치를 이용하면, 높은 비정질도를 가진 제2층이 제1층과 조합하여 밀봉식의 조밀한 밀봉 유닛을 구현할 수 있음이 놀랍게도 확인되었다. 특히, 비정질 제2층이 제1층의 구조 결함 및/또는 격자 결함을 확장시키지 않음으로써, 밀봉 유닛에 의해 습기 및/또는 산소를 위한 연속 투과 경로가 형성될 수 없다는 점에서 유리할 수 있다. 바로 제1층과 비정질 제2층의 조합에 의해, 밀봉 유닛은 습기 및/또는 산소에 반하는 밀봉적 기밀도(hermetic tightness)를 가지면서 그와 동시에 소자를 기계적으로 보호하기에 충분히 두꺼운 총 두께를 가질 수 있다.
제2층은, 제1층의 표면 구조 및/또는 용적 구조가 도포될 제2층의 용적 구조에 전혀 영향을 미치지 않는 방법으로 제1층에 제조될 수 있다. 제2층은, 특히, 제2층을 위해 도포될 물질 또는 물질들이 원거리 질서없이, 즉 불규칙적 분포로 비정질 용적 구조의 제조를 위해 도포될 수 있는 방법으로 제조될 수 있다. 제2층은 예컨대 도포될 물질 또는 물질들의 개별층의 형태로, 소위 단일층의 형태로 도포될 수 있고, 이 때 상기 단일층 각각은 코팅될 면의 표면 구조를 모방한다. 이 때, 단일층의 성분 및 물질은 통계학적으로 분포하면서 코팅될 전체면에 서로 무관하게 분포하며 도포될 수 있고, 이 때 더욱 바람직하게 전체 면은 단일층에 의해 연속적으로 덮인다. 코팅될 면은 소자와 반대 방향인 제1층의 표면 또는 제1층상에 이미 도포된 단일층일 수 있다.
상기와 같은 개별층을 도포할 수 있는 방법은 원자층 증착의 다른 실시예로 표현할 수 있다. 원자층 증착("atomic layer deposition", ALD)은, 표면 상에 층을 형성하기 위해 상기에 기술한 CVD 방법에 비해 우선 적어도 2개의 가스형 출발 화합물들 중 제1출발 화합물이 소자가 준비된 용적부에 공급되는 방법을 가리킬 수 있다. 제1출발 화합물은 표면상에 흡수될 수 있다. 본 명세서에 기술된 밀봉 유닛을 위해, 제1출발 화합물이 불규칙적으로 원거리 질서 없이 표면상에 흡수되는 것이 유리할 수 있다. 표면이 제1출발 화합물에 의해 바람직하게는 완전히 또는 거의 완전히 덮인 이후에, 적어도 2개의 출발 화합물 중 제2출발 화합물이 공급될 수 있다. 제2출발 화합물은, 표면에서 가능한 한 불규칙하면서도 그러나 바람직하게는 완전히 광범위하게 흡수된 제1출발 화합물과 반응할 수 있어서, 제2층의 단일층이 형성될 수 있다. CVD 방법의 경우와 같이, 적어도 하나의 표면이 실온을 초과한 온도로 가열되는 것이 유리할 수 있다. 이를 통해, 단일층의 형성을 위한 반응이 열에 의해 개시될 수 있다. 표면 온도는 예컨대 소자 온도, 즉 소자의 온도일 수도 있으며, 이는 반응물, 즉 제1 및 제2출발 화합물에 의존할 수 있다. 이러한 방법 단계가 반복됨으로써 복수 개의 단일층이 차례로 연속하여 도포될 수 있다. 본 명세서에 기술된 밀봉 유닛의 제조를 위해, 개별 단일층의 물질 또는 출발 화합물의 배열이 서로에 대해 무관하게 단일층별로 이루어져서, 코팅될 표면의 연장 방향을 따라 횡방향뿐만 아니라 높이 방향으로도 비정질 용적 구조가 형성될 수 있는 것이 유리하다.
제1 및 제2출발 화합물은 예컨대 상기에 계속 열거한 제2층용 물질과 관련하여 가령 트리메틸금속화합물과 같은 유기 금속 화합물 및 산소를 포함한 화합물일 수 있다. Al2O3를 포함한 제2층을 제조하기 위해, 예컨대 트리메틸알루미늄이 제1출발 화합물로서 준비되고, 물 또는 N2O가 제2출발 화합물로서 준비될 수 있다. 이에 대해 대안적으로, 물 또는 N2O가 제1출발 화합물로서 준비될 수 있다.
제1출발 화합물로서 물이 사용되는 경우에, 소자의 표면에 물로 구성된 단일층이 직접 도포될 수 있고, 이 때 소자 자체가 손상되지는 않음이 놀랍게도 확인되었다. 이 때의 전제는, 제2출발 화합물이 공급되지 않고 물이 소자의 표면에 머무를 수 있는 시간이 물이 소자 안으로 확산되기 위해 필요로 하는 확산 시간보다 짧아야 한다는 것이다. 이는, 제1 및 제2출발 화합물이 수 밀리초 내지 10밀리초의 범위 또는 수 밀리초의 범위를 가진 클럭 속도로 번갈아 공급되는 경우일 수 있다.
다른 실시예인 비플라즈마 원자층 증착("plasma-less atomic layer deposition", PLALD)은 이하에 기술되는 바와 같은 플라즈마가 생성되지 않고 단일층의 형성을 위해 상기에 열거한 출발 화합물의 반응이 코팅될 표면의 온도에 의해서만 개시되는 ALD 방법을 가리킬 수 있다.
PLALD 방법에서 적어도 하나의 표면의 온도 및/또는 소자의 온도는 예컨대 60℃ 내지 120℃일 수 있다.
원자층 증착에 플라즈마가 사용되는 다른 실시예인 플라즈마 강화 원자층 증착("plasma enhanced atomic layer deposition", PEALD)은 제2출발 화합물이 플라즈마의 생성과 동시에 공급되어 PECVD 방법에서 가능할 수 있는 경우와 같이 제2출발 화합물이 여기되는 ALD 방법을 가리킬 수 있다. 이를 통해, 비플라즈마 ALD 방법에 비해 적어도 하나의 표면이 가열되는 온도는 감소할 수 있고, 플라즈마 생성에 의해 출발 화합물들간의 반응이 개시될 수 있다. 단일층은 예컨대 120℃보다 작은 온도에서, 바람직하게 80℃이하의 온도에서 도포될 수 있다. 다른 단일층을 생성하기 위해, 제1출발 화합물의 공급 및 그 이후의 제2출발 화합물의 공급 단계가 반복될 수 있다.
제2층의 비정질 정도는 적합한 출발 화합물, 온도, 플라즈마 조건 및/또는 가스압력의 선택에 의해 수행될 수 있다.
제2층은 도포된 이후 1 나노미터 이상의 두께, 바람직하게 5 나노미터 이상, 더욱 바람직하게 10 나노미터 이상이고 500 nm이하의 두께로 도포될 수 있다. 특히, 제2층의 두께는 200나노미터 이하, 바람직하게 100 나노미터 이하, 더욱 바람직하게 50나노미터 이하일 수 있다. 이는, 제2층이 제2층의 물질로 이루어진 1개 이상의 단일층을, 바람직하게 10개 이상의 단일층을, 5000개 이하의 단일층을 포함함을 의미할 수 있다. 이 때, 일반적으로, 하나의 단일층은 약 1/10 나노미터에 상응한다. 제2층의 높은 밀도 및 품질에 의해, 상기 두께는 제1층과 조합하여, 그 아래 위치한 소자를 습기 및/또는 산소로부터 효과적으로 보호하기에 충분할 수 있다. 제2층의 두께가 얇을수록, 제2층의 제조를 위한 시간 비용 및 물질 소모가 더 작으므로, 높은 경제성이 구현될 수 있다. 제2층이 두꺼울수록, 제2층은 예컨대 기계적 하중에 대하여 더 내구적일 수 있고, 밀봉 유닛의 밀봉식 밀봉 특성의 내구성이 더 클 수 있다.
제2층의 두께가 얇으므로 공정 시간이 짧아져 본 명세서에 기술된 밀봉 유닛의 경제성이 클 수 있다. 밀봉 유닛은, 특히, 소자상에 직접적으로 접하여 배치될 수 있다. 이는, 밀봉 유닛의 제1층이 소자상에 직접 접하여 배치됨을 의미할 수 있다.
또한, 밀봉 유닛은 제1층과 소자 사이에 배치된 제3층을 포함할 수 있다. 제3층은, 특히, 제2층과 관련하여 기술된 바와 같은 무기 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제3층은 비정질일 수 있다. 또한, 제3층은 제2층과 관련하여 기술한 바와 같은 하나 이상의 특징을 더 포함할 수 있다. 또한, 제2 및 제3층은 동일하게 형성될 수 있다.
제1층은 제3층 상에 직접 접하여 배치될 수 있다. 또한, 제3층은 소자 상에 직접 배치될 수 있다. 제3층은 소자의 표면과 무관하게 제1층을 위해 균일한 도포 표면을 구현할 수 있다.
특히, 밀봉 유닛은 소자의 표면 상에 직접 배치될 수 있다. 이는, 제1층 또는 경우에 따라서 제3층이 소자의 표면 상에 직접 접하여 배치됨을 의미할 수 있다. 이는, 특히, 공지된 밀봉에서 일반적으로 필요한 유기 평탄화층을 상기 밀봉 유닛이 포함하거나, 그러한 유기 평탄화층 상에 상기 밀봉 유닛이 도포될 필요가 없음을 의미할 수 있다. 소자의 표면은 이하에 계속 기술되는 바와 같이 예컨대 전극, 무기 광학 아웃커플링층 또는 그 외 소자의 기능층에 의해 형성될 수 있다.
또한, 밀봉 유닛은 복수 개의 제1층 및 복수 개의 제2층을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2층은 소자 상에 번갈아 포개어 배치되고, 이 때 상기 제1 및 제2층 중 소자에 가장 근접하여 배치된 층이 제1층이다. 복수 개의 제1 또는 제2층의 제1 및 제2층은 각각 동일하거나 서로 다르게 형성될 수 있다. 본 명세서에서 이 경우 및 다른 경우와 관련하여 "복수 개"란 적어도 2개를 의미할 수 있다. 상기와 같이 제1 및 제2층을 포함한 층 구성이 반복됨으로써, 소자의 밀봉이 개선될 수 있다. 또한, 밀봉 유닛의 기계적 강건성(robustness)이 증가할 수 있다. 각 제1 및 제2층의 물질이 적합하게 선택됨으로써, 밀봉 유닛의 광학적 특성이 적합해질 수 있다.
또한, 본 장치는 소자의 다양한 표면 상에 배치되는 복수 개의 밀봉 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 밀봉 유닛은 제2층에서 보호층을 포함할 수 있다. 이 때 보호층은 제2층 상에 직접 배치될 수 있다. 특히, 보호층은 그 아래 위치한 제1 및 제2층을 부가적으로 기계적 보호할 수 있다. 보호층의 두께는 1마이크로미터 이상, 100마이크로미터 이하일 수 있다. 특히, 보호층의 두께는 5마이크로미터 이상, 바람직하게 10마이크로미터 이상일 수 있다.
이 때, 보호층은 유기 물질을 포함할 수 있고, 특히 가령 플라스틱, 즉 가령 실록산, 에폭시, 예컨대 메틸메타크릴레이트와 같은 아크릴레이트, 이미드, 카보네이트, 올레핀, 스틸렌, 우레탄, 또는 모노머, 올리고머 또는 폴리머의 형태로 이들의 유도체, 및 또한 이들과의 혼합물, 코폴리머 또는 화합물을 포함할 수 있다. 예컨대 보호층은 에폭시수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄 또는 가령 폴리실록산과 같은 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하거나 그러한 것일 수 있다. 보호층은 예컨대 투명할 수 있다.
보호층은 스프레이 바니시(spray varnish)를 더 포함하거나, 스프레이 바니시로서 형성될 수 있고, 상기 스프레이 바니시는 상기에 열거한 물질 중 적어도 하나를 포함하고 예컨대 순환식 스프레이 코팅 설비를 이용하여 도포될 수 있다. 스프레이 바니시는 UV 경화성이거나/UV 경화성이면서 결합제를 포함하거나 용제를 포함한 스프레이 바니시일 수 있다.
밀봉 유닛의 제1 및 제2층이 소자의 밀봉식 밀봉을 구현한다는 점에 의해, 보호층은, 예컨대 소자에 유해할 수 있다는 이유로 본질적으로 양립할 수 없는 물질도 포함할 수 있다. 그러므로, 보호층은 예컨대 밀봉되지 않은 소자에 유해한 영향을 미칠 수 있는 용제를 포함한 용액으로서도 도포될 수 있다.
밀봉 유닛이 배치된 소자의 표면은 평평하거나 굴곡질 수 있다. 또한, 표면은 적어도 2개의 표면 영역을 포함할 수 있고, 상기 표면 영역은 쌍방간 오목 또는 볼록하게 경사진다. 표면은 하나 이상의 변 및/또는 꼭지점을 포함할 수 있다. 이를 위해, 예컨대 표면의 2개 이상의 표면 영역이 공통의 변 및/또는 꼭지점을 형성할 수 있다. 또한, 소자의 표면에는 상기에 계속 기술한 바와 같이 입자, 더러움 또는 먼지가 침전될 수 있고, 이는 불규칙한 표면 구조를 야기한다.
소자는 기판을 포함하거나 기판일 수 있다. 기판은 예컨대 전자 소자, 특히 광전 소자를 위한 캐리어 부재로서 적합할 수 있다. 예컨대, 기판은 유리, 석영 및/또는 반도체 물질을 포함하거나 그것으로 구성될 수 있다. 또한, 기판은 플라스틱 필름 또는 하나 이상의 플라스틱 필름과의 라미네이트를 포함하거나 그것으로 구성될 수 있다. 플라스틱은 가령 고밀도 및 저밀도의 폴리에틸렌(PE) 그리고 폴리프로필렌(PP)와 같은 하나 이상의 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 또한, 플라스틱은 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스틸렌(PS), 폴리에스테르 및/또는 바람직하게는 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르설폰(PES) 및/또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 포함할 수 있다.
또한, 기판은 금속, 특히 가령 금속 필름을 포함할 수 있다. 금속 필름을 포함하거나 금속 필름으로서 형성되는 기판은 예컨대 알루미늄 필름, 구리 필름, 고급강 필름 또는 이들의 조성물 또는 이들로 구성된 층 스택을 포함할 수 있다.
기판은 상기에 열거한 물질 중 하나 이상을 포함하고, 투명하거나 부분적으로 투명하거나 불투명하게 형성될 수 있다.
기판은 적어도 일부 영역에서 습기 및/또는 산소에 대해 민감하거나, 대안적 또는 부가적으로 습기 및/또는 산소에 대해 투과성일 수 있다. 이 경우, 밀봉 유닛이 배치된 표면은 민감하거나/민감하고 투과성인 부분 영역에서 기판 표면을 포함하거나 기판 표면일 수 있다. 밀봉 유닛에 의해, 기판을 주변 대기로부터 밀폐시킬 수 있어서, 한편으로는 기판이 보호될 수 있다. 다른 한편으로는, 밀봉 유닛은 기판의 투과성 부분 영역을 밀폐할 수 있어서, 밀봉 유닛을 구비한 기판을 포함하는 장치가 밀봉식으로 조밀한 기판으로서도 형성될 수 있으며, 상기 기판 상에 예컨대 습기에 민감하거나/민감하고 산소에 민감한 다른 부재들이 도포될 수 있다.
기판 물질이 습기 투과성 및/또는 산소 투과성 및/또는 습기 민감성 및/또는 산소 민감성인 경우에, 상기 기판은 전체적으로 밀봉 유닛에 의해 둘러싸일 수 있어, 밀봉 유닛이 모든 기판 표면상에 배치된다. 이를 통해, 장치를 위해 사용될 수 있는 기판 물질은 본질적으로 조밀하지 않고, 상기 기판 물질에는 이하에서 소자와 관련하여 기술되는 바와 같은 다른 부재가 도포될 수 있다.
예컨대, 기판은 플라스틱 필름을 포함하거나 그러한 것으로 구성될 수 있고, 상기 플라스틱 필름은 가령 가요성과 같은 기계적 특성과 관련하여 장치를 위해 적합할 수 있다. 그러나, 기판의 플라스틱은 예컨대 습기 및/또는 산소에 대해 투과성이거나/투과성이고 장치 및/또는 소자를 위해 부적합한 높은 물 확산율을 가질 수 있다. 기판의 일 표면 또는 바람직하게는 모든 표면에 밀봉 유닛이 배치됨으로써, 상기 기판은 기계적 특성을 가지면서도 그와 동시에 밀봉 유닛에 의해 습기 및/또는 산소에 반하여 조밀하게 형성될 수 있다.
또한, 기판은 적어도 하나의 제1기판층 및 제2기판층을 포함할 수 있고, 이 때 예컨대 제2기판층은 습기 및/또는 산소에 대해 투과성이거나/투과성이면서 민감한 반면, 제1기판층은 습기 및/또는 산소에 대해 불투과성이고 민감하지 않다. 이 경우, 밀봉 유닛은 제2기판층 상에 걸쳐 또는 상기 제2기판층 상에 직접 배치될 수 있어서, 제1 및 제2기판층이 전체적으로 밀봉 유닛에 의해 둘러싸이거나, 제2기판층이 밀봉 유닛 및 제1기판층에 의해 전체적으로 둘러싸인다.
제1기판층은 예컨대 금속 필름일 수 있고, 상기 금속 필름 상에 제2기판층은 평탄화 기능의 플라스틱층의 형태로 도포되며, 상기 플라스틱층이 포함하는 플라스틱은 예컨대 습기 및/또는 산소에 대해 투과성이다. 상기와 같은 평탄화 플라스틱층은 특히 이하에 기술되는 바와 같은 소자를 위해 부적합한 높은 거칠기를 가진다는 점에서 유리할 수 있다. 밀봉 유닛에 의해, 부적합하게 높은 플라스틱층의 물 전도도 또는 물 투과도가 다시 방지될 수 있다. 평탄화 플라스틱층으로서 형성된 제2기판층은 상기에 열거한 플라스틱 물질 중 하나를 포함하고, 대안적 또는 부가적으로, 다른 폴리머, 특히 불소화된 폴리머, 파릴렌, 사이클로텐, 폴리아크릴레이트 및 조성물 또는 층 시퀀스를 포함할 수 있다.
또한, 소자는 전자 소자로서 형성될 수 있다. 특히 소자는 무기 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), 무기 포토다이오드(PD), 유기 포토다이오드(OPD), 무기 태양 전지(SC), 유기 태양 전지(OSC), 무기 트랜지스터, 특히 무기 박막 트랜지스터(TFT), 유기 트랜지스터, 특히 유기 박막 트랜지스터(OTFT), 집적 회로(IC) 또는 상기 열거한 복수 개의 부재들 또는 이들의 조합을 포함하거나 그와 같이 형성될 수 있다.
전자 소자로서 형성된 소자는 예컨대 기판을 포함할 수 있다. 기판은 앞서 기술된 바에 따라 형성될 수 있다. 또한, 기판은 이미 본 명세서에 따른 장치로서 제1밀봉 유닛을 포함하여 형성될 수 있다. 기판으로서 형성된 장치는, 예컨대 소자의 기능 영역들 및/또는 층들의 밀봉을 위해 본 명세서에 따른 제2밀봉 유닛을 포함하는 장치의 하부에 위치한 소자를 위해 밀봉식의 조밀한 기판으로서 역할할 수 있다.
소자는 적어도 제1 및 제2전극을 구비한 기능 층 시퀀스를 더 포함할 수 있고, 상기 전극들 사이에 하나 이상의 무기 기능층 및/또는 유기 기능층이 배치된다. 특히, 기능 층 시퀀스는 기판 상에 배치될 수 있다.
소자가 예컨대, LED, OLED, PD, OPD, SC 및/또는 OSC를 포함하면, 기능 층 시퀀스는 소자 또는 장치의 구동 시 전자기 복사를 생성하거나 검출하기에 적합한 활성 영역을 포함할 수 있다. 또한, 소자는 투명 기판을 포함할 수 있다. 또한, 대안적 또는 부가적으로, 밀봉 유닛은 구동 시 방출되거나 검출된 전자기 복사에 대해 적어도 부분적으로 투명할 수 있다.
또한, 제1전극 및/또는 제2전극은 투명할 수 있고, 예컨대 투명 전도 산화물을 포함하거나 투명 전도 산화물로 구성될 수 있다. 상기와 같은 물질을 포함한 전극은 특히 애노드로서, 즉 정공 주입 물질로서 형성될 수 있다. 투명 전도 산화물(transparent conductive oxide, 약어로 "TCO")은 투명 전도 물질로, 일반적으로 금속 산화물이며, 예컨대 아연산화물, 주석산화물, 카드뮴산화물, 티타늄산화물, 인듐산화물 또는 인듐주석산화물(ITO)이 있다.
예컨대 ZnO, SnO2 또는 In2O3와 같은 2성분 산화금속화합물외에, 예컨대 Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 또는 In4Sn3O12와 같은 3성분 산화금속화합물 또는 서로 다른 투명 전도 산화물의 혼합물이 TCO군에 속한다. 또한, TCO는 화학량론적 조성에 반드시 상응할 필요가 없으며, p형 또는 n형 도핑될 수 있다.
또한, 제1 및/또는 제2전극은 예컨대 캐소드 물질, 즉 전극 주입 물질로서 역할할 수 있는 금속을 포함할 수 있다. 캐소드 물질로서, 무엇보다도 특히, 알루미늄, 바륨, 인듐, 은, 금, 마그네슘, 칼슘 또는 리튬 및 그 화합물, 조성물 및 합금이 유리한 것으로 증명될 수 있다. 대안적 또는 부가적으로, 1개의 전극 또는 두 전극은 TCO 및/또는 금속의 조성물, 특히 층 시퀀스를 포함할 수 있다.
하나 이상의 기능층은 유기 폴리머, 유기 올리고머, 유기 모노머, 비폴리머 유기 저분자("small molecules") 또는 이들의 조성물을 포함할 수 있다. 특히, OLED, OPD, OSC 및/또는 OTFT를 포함하여 유기 전자 소자로서 형성된 소자기 기능층을 포함하고, 상기 기능층이 예컨대 OLED의 경우에 전계 발광층 또는 전계 발광 영역으로의 정공 주입을 효과적으로 하기 위한 정공 수송층으로서 형성된 경우가 유리할 수 있다. 정공 수송층을 위한 물질로서 예컨대 3차아민, 카르바졸유도체, 도전 폴리아닐린 또는 폴리에틸렌디옥시티오펜이 유리한 것으로서 증명될 수 있다. 또한, 기능층이 전계 발광층으로서 형성된 경우도 유리할 수 있다. 이를 위한 물질로는, 형광 또는 인광에 의한 복사 방출을 포함한 물질이 적합하며, 예컨대 폴리플루오렌, 폴리티오펜 또는 폴리페닐렌 또는 이들의 유도체, 화합물, 혼합물 또는 코폴리머가 있다. 기능층의 물질에 따라, 생성된 제1복사는 자외 스펙트럼 영역으로부터 적색 스펙트럼 영역에 이르기까지 개별 파장들 또는 영역들 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
소자가 LED, PD, SC 및/또는 TFT를 포함하면, 하나 이상의 기능층은 에피택시층 시퀀스, 즉 에피택시얼 성장된 반도체 층 시퀀스를 포함하거나 그러한 것으로서 형성될 수 있다. 이 때, 반도체 층 시퀀스는 예컨대 InGaAlN계, InGaAlP계 및/또는 AlGAs계의 III-V 화합물 반도체 그리고/또는 Be, Mg, Ca, Sr 중 하나 이상의 원소 및 O, S, Se 중 하나 이상의 원소를 함유한 II-VI 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 예컨대, II-VI 화합물 반도체 물질에는 ZnO, ZnMgO, CdS, ZnCdS, MgBeO가 속한다.
하나 이상의 OLED 및/또는 하나 이상의 LED를 포함하는 소자는, 특히, 조명 장치로서 또는 디스플레이로서 형성될 수 있고, 대면적으로 형성된 활성 발광면을 가질 수 있다. 이 때 "대면적"이란, 소자가 수 평방밀리미터이상, 바람직하게는 일 평방센티미터이상, 더욱 바람직하게는 일 평방데시미터이상의 면을 가짐을 의미할 수 있다.
소자의 실시예에 대해 열거한 설명은 제한적으로 이해될 수 없다. 오히려, 소자는 다른 전자 소자 및/또는 기능 층 시퀀스를 포함할 수 있고, 이는 통상의 기술자에게 공지되어 있으므로 더 이상 설명하지 않는다.
밀봉 유닛은 앞서 기술한 기능 층 시퀀스의 하나 이상의 표면에 배치될 수 있다. 소자가 기판을 포함하고, 상기 기판에 기능 층 시퀀스가 배치되는 경우, 밀봉 유닛은 기판의 적어도 하나의 부분 영역 및 기능 층 시퀀스에 걸쳐 연장될 수 있어서, 기능 층 시퀀스는 기판 및 밀봉 유닛로부터 완전히 둘러싸인다. 소자가 상기에 기술한 바와 같은 습기 투과성 및/또는 산소 투과성 및/또는 습기 민감성 및/또는 산소 민감성 기판을 포함하면, 소자는 밀봉 유닛에 의해 완전히 둘러싸일 수 있다. 이는, 밀봉 유닛이 소자의 모든 노출된 표면에, 그리고 기판 및 기능 층 시퀀스의 모든 노출된 표면에 배치됨을 의미할 수 있다.
대안적 또는 부가적으로, 기판상에 직접 제1밀봉 유닛이 배치될 수 있고, 상기 밀봉 유닛을 이용하여 기판이 밀봉된다. 상기와 같이 밀봉된 기판에 기능 층 시퀀스가 배치될 수 있고, 상기 층 시퀀스는 제2밀봉 유닛을 이용하여 밀봉될 수 있다. 제1 및 제2밀봉 유닛은 동일하거나 서로 다르게 형성될 수 있고, 상기에 열거한 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 소자는 예컨대 기능 층 시퀀스를 구비한 기판에 위치한 뚜껑의 형태로서 덮개를 포함할 수 있다. 밀봉 유닛은 예컨대 덮개와 기판 사이에 배치될 수 있다. 특히, 덮개는 예컨대 기능 층 시퀀스의 둘레에 위치한 결합 물질을 이용하여, 가령 땜납 유리(solder glass), 유리 프릿(glass frit) 및/또는 접착제를 이용하여 기판상에 라미네이팅될 수 있다. 밀봉 유닛은 결합 물질 상에, 그리고/또는 기판 상에 그리고/또는 덮개 상에 원주형으로 배치될 수 있다. 이를 통해, 습기 및/또는 산소를 위해 가능한 침투 경로는 결합 물질에 의해 그리고/또는 상기 결합 물질과 기판 및/또는 덮개 사이의 경계면을 따라 밀폐될 수 있다.
본 명세서에 기술된 장치 및 밀봉 유닛은 극한의 주변 조건의 경우에도 밀봉식으로 조밀할 수 있다. 예컨대, 본 명세서에 기술된 장치 및 밀봉 유닛은 예컨대 40℃ 이상, 60℃ 이상, 특히 85℃ 이상이라는 높은 온도 및 85%이상, 특히 90% 이상이라는 상대 습도에서 500시간을 초과한 시간 동안 밀봉식으로 조밀할 수 있다. 상기와 같은 조건은 예컨대 자동차 응용물을 위한 장치를 위한 것으로, 이는 통상의 기술자에게 공지된 자동차 표준, 가령 AEC Q101 또는 그 기본 표준 JEDEC JESD22-A101 또는 표준 IEC 68-2-78에 따라 필요하다. 이러한 표준으로부터 추론될 수 있는 통상적 검사 조건은 예컨대 60℃, 상대습도 90%, 85℃ 상대습도 85%, 또는 440℃ 상대습도 93%이며, 이 때 검사될 장치는 12시간 초과, 16시간 초과, 24시간 초과, 2일, 4일, 10일, 21일 또는 56일을 초과하여서도 그 기능성을 유지해야 한다. 본 명세서에 기술된 밀봉 유닛와 관련하여, 상기 밀봉 유닛은 상기 명시된 조건하에서도 밀봉식으로 조밀하게 유지됨을 의미한다.
예컨대, 본 명세서에 기술된 밀봉 유닛은 60℃ 이상의 온도에서 상대 습도가 85% 이상일 때 또는 앞서 명시한 조건일 때 500시간보다 길게 유지될 수 있다.
상기에 명시한 실시예들에 따르면, 예컨대 OLED로서 형성된 소자에 밀봉 유닛을 구비하는 장치가 제조되며, 습도 검사를 통해 그 밀폐도가 점검되었다. OLED는 장치의 구동 시 발광면("발광 영상")으로서 인지될 수 있는, 1 평방센티미터의 활성면을 포함한다. 밀봉 유닛에 의해, 주변 온도가 60℃이고 상대 습도가 90%일 때 504시간 이후에도 활성면의 발광 영상에서 전혀 새로운 흑점이 발생하지 않거나 OLED의 제조 이후에 이미 존재하는 흑점이 커지지 않을 수 있었다. 흑점으로는 대부분 발광 영상에서 동심원형 영역을 가리키며, 이는 전압의 인가 시 (더 이상) 발광하지 않고, 발광하는 주변에 비해 어둡거나 검게 보인다.
따라서, 본 명세서에 기술된 밀봉 유닛은 평방센티미터 당 1개보다 작은 결함을 가지는 결함 밀도를 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 이점, 유리한 실시예가 도 1a 내지 6e와 관련하여 기술된 실시예로부터 도출된다.
도 1은 일 실시예에 따른 장치의 개략도이다.
도 2 내지 14는 다른 실시예에 따른 장치의 개략도이다.
도 15 내지 16c는 다른 실시예에 따른 밀봉 유닛의 일부분에 대한 개략도이다.
실시예 및 도면에서 동일하거나 동일한 기능의 구성요소는 각각 동일한 참조 번호를 가질 수 있다. 도시된 구성요소 및 그 크기비는 기본적으로 축척에 맞는 것으로 볼 수 없고, 오히려 예컨대 층, 부품, 소자 및 영역과 같은 개별적인 구성요소는 더 나은 표현 및/또는 더 나은 이해를 위해 과장되어 크거나 두꺼운 치수로 도시되어 있을 수 있다.
도 1에는 일 실시예에 따른 장치(100)가 도시되어 있다. 장치(100)가 포함하는 소자(1)는 도시된 실시예에서 순수하게 개략적으로만 도시되어 있으며 전술한 바에 따라 형성될 수 있다. 특히, 소자(1)는 습기 및/또는 산소에 민감한 표면(19)을 포함한다.
소자(1)의 표면(19) 상에는 밀봉 유닛(2)이 배치된다. 밀봉 유닛(2)은 제1층(21) 및 그 위에 위치한 제2층(22)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 제1층(21)은 PECVD 방법을 이용하여 소자의 표면(19) 상에 직접 도포되며, 규소질화물을 함유한 무기 물질로 구성된다. PECVD 방법에 의해, 제1층(21)은 결정 내지 다결정 용적 구조를 포함하여 생성되고, 상기 용적 구조는 도시된 실시예에서 수백 나노미터의 두께를 가진다. 이에 대해 대안적으로, 제1층은 전술된 다른 물질을 포함할 수 있고, 상기 물질은 예컨대 상기에 명시한 다른 도포 방법을 이용하여 소자(1)의 표면(19) 상에 도포될 수 있다.
소자(1)를 향하는 방향과 반대 방향인 제1층(21)의 표면(219) 상에 직접적으로 제2층(22)이 도포된다. 표면(219)은 제1과 제2층의 경계면을 형성한다. 제2층(22)은 무기 물질을 포함하고, 도시된 실시예에서 특히 알루미늄산화물로 구성된다. 알루미늄산화물은 전술된 원자층 증착 방법을 이용하여 도포되며, 상기 방법은 방법 매개변수와 관련하여, 제2층이 제1층의 용적 구조와 무관하게 형성된 용적 구조를 가지도록 맞춰진다. 이는, 도시된 실시예에 제공되는 제1층(21)의 결정 내지 다결정 용적 구조가 에피택시 방법 또는 에피택시와 유사한 방법의 형태로 제2층(22)에서 확장되지 않아서 제2층(22)의 용적 구조에 영향을 미치지 않음을 의미한다. 이 때, 제2층(22)은 상기 제2층(22)의 용적 구조가 제1층(21)의 용적 구조보다 큰 비정질도를 가지도록 형성된다. 특히, 도시된 실시예에서, 제2층(22)은 비정질이며, 확인이 불가능한 결정화도를 포함한다.
이와 관련하여, 도 15에는 장치(100)의 일부가 도시되어 있으며, 여기에는 제1 및 제2층(21, 22)을 포함한 밀봉 유닛(2)가 확대되어 도시되어 있다. 도 15에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제2층(22)이 도포되어 있는 제1층(21)의 표면(219)은 거친 형태로 표면 구조를 포함하며, 이러한 거친 형태는 예컨대 제1층(21)이 소자(1) 상에 도포될 때의 도포 방법에 의해 발생한다.
또한, 제1층(21)의 용적 구조는 가령 기공 또는 오프셋과 같은 구조 결함 또는 격자 결함(8)을 포함하고, 상기 결함은 개략적이면서 순수하게 예시적으로 표시되어 있다. 구조 결함 및 격자 결함(8)은 도시된 바와 같이 표면(219)까지, 즉 제1과 제2층(21,22) 사이의 경계면까지 확장될 수 있다. 구조 결함 및 격자 결함(8)은 예컨대 표면(19) 상의 입자 및/또는 오염물에 의해 발생할 수 있으며, 이는 제1층(21)의 도포 시 표면(19)의 영역을 덮거나/덮고 가릴 수 있어서, 제1층(21)이 더 큰 경사로 불규칙하게 도포되어 구조 결함 및 격자 결함(8)의 형성을 야기할 수 있다.
제2층(22)은 상기와 같은 구조 결함 및 격자 결함(8)이 제2층(22)의 용적 구조에 아무런 영향을 미치지 않도록 형성된다. 제2층(22)은 균일한 비정질 용적 구조를 가지며 형성되고, 제1층(21)을 완전히 덮음으로써, 제1층(21)의 용적 구조의 격자 결함 및 구조 결함에 의해 형성될 수 있는 습기 및/또는 산소의 침투 경로가 밀폐된다. 이를 통해, 밀봉 유닛(2) 및 특히 제1과 제2층(21, 22)의 조합을 이용하여 소자(1) 및 특히 표면(19)이 습기 및/또는 산소에 반하여 밀봉식으로 밀봉될 수 있다.
또한, 제2층(22)의 두께는 2개의 위치에서 참조 번호 (9)로 순수하게 예시적으로 표시되어 있다. 도 15에서 알 수 있는 바와 같이, 제2층(22)은 전술된 방식으로 제1층의 표면(219)의 표면 구조를 모방하며, 따라서 제2층(22)의 두께(9)는 거의 제1층(21)의 표면 구조와 무관하다.
이는, 특히, 제2층(22)의 용적 구조뿐만 아니라 두께(9)의 두께변수도 제1층(21)의 용적 구조와 적어도 거의 무관하며, 표면 구조와도 무관하다는 것을 의미한다. 이 때, 두께(9)의 두께변수는 10%보다 작다. 도 15에 도시된 바와 같이, 제2층(22)은 상기 층이 제1층(21)의 표면 구조의 미시 구조를 적어도 거의 모방할 수 있도록 형성된다.
이와 관련하여, 도 16a 내지 16c에 따르면, 밀봉 유닛(2)의 다른 부분도 도시되어 있으며, 제1층(21)은 순수하게 예시적으로 도시된 거시 구조를 가지는 표면 구조를 포함한다. 도 16a에서, 제1층(21)은 표면(219)에서 깊이 대 직경 비율이 1보다 큰 개구부 또는 함몰부를 포함한다. 제2층(22)은 제1층(22)의 표면 구조를 모방하며, 상기 개구부의 표면을 거의 일정한 두께로 코팅한다. 이 때, 제1층(21)의 개구부의 깊이 대 직경 비율은 10이상이며, 더욱 바람직하게는 30이상일 수 있다.
도 16b에서, 제1층(21)의 표면(219)은 돌출 부분 영역을 포함하는 반면, 도 16c의 제1층(21)은 아래쪽으로 가면서 넓어지는 개구부를 포함한다. 상기와 같은 구조를 가지는 제1층(21)의 표면 구조 상에서 제2층(22)의 도포를 위한 음각에도 불구하고, 제2층은 도 15에 도시된 바와 같은 거의 일정한 두께로 형성될 수 있다.
도 15 내지 16c에 도시된 구조에 대해 대안적 또는 부가적으로, 제1층(21) 및 특히 제1층(21)의 표면(219)은 일반 설명부에 기술된 바와 같은 다른 구조 또는 표면 구조를 포함할 수 있다.
제2층(22)의 용적 구조 및 두께가 제1층의 용적 구조 및 표면 구조와 적어도 거의 무관하므로, 제1층상에서 제2층(22)은 전체적으로 균일하게 덮으며 동일하게 배치될 수 있다. 이를 통해, 밀봉 유닛(2)은 제1층(21)의 이점과 제2층(22)의 이점을 함께 포함할 수 있다.
이하에는 장치의 다른 실시예가 기술되며, 이는 도 1 및 15 내지 16c와 관련하여 기술된 실시예의 변형예를 나타낸다.
도 2에는 다른 실시예에 따른 장치(200)가 도시되어 있으며, 이 때 밀봉 유닛(2)은 소자(1)를 전체적으로 둘러싸며 포위한다. 이는, 제1층(21) 및 제2층(22)이 배치되어 있는 소자(1)의 표면(19)이 상기 소자(1)의 모든 표면을 포함한다는 것을 의미한다. 제1 및 제2층(21, 22)에 의해, 서로 다른 경사를 가지며 꺽이는 표면 상에 배치될 수 있는 밀봉 유닛(2)이 구현될 수 있으며, 상기 밀봉 유닛은 변 및 꼭지점 상에 걸쳐서도 연장될 수 있다.
도 2의 소자(1)는 예컨대 습기 및 산소에 대해 투과성을 가지는 가요적 플라스틱 필름일 수 있고, 상기 필름은 예컨대 전자 소자를 위한 가요성 기판으로서 역할해야 한다. 모든 측면에 배치된 밀봉 유닛(2)에 의해, 도시된 장치(200)는 가요적이며 밀봉식으로 조밀한 기판으로서 형성된다. 상기 밀봉 유닛은 소자(1)의 모든 표면, 꼭지점 및 변에 걸쳐 연장된다.
도 3에는 다른 실시예에 따른 장치(300)가 도시되어 있으며, 상기 장치는 선행한 실시예의 경우와 같이 예컨대 기판(10)으로서 형성된 소자(1)를 포함한다. 기판(10)은 제1기판층(11) 및 그 위에 위치한 제2기판층(12)을 포함한다. 제1기판층(11)은 금속 필름으로서, 가령 고급강 필름으로서 형성되고, 상기 필름은 습기 및 산소에 반하여 조밀하기에 충분한 두께를 가진다. 상기와 같은 금속 필름은 그 가요성, 밀폐도, 안정성 및 전기 전도도에 의해 가령 가요성 OLED 및/또는 가요성 OPV와 같은 전자 소자를 위한 기판 물질로서 양호하게 적합하다. 그러나, 일반적으로, 금속 필름은 상대적으로 높은 표면 거칠기를 포함하고, 이러한 거칠기는 소모적이며 비용 집약적인 평활화 방법 또는 평탄화층을 필요로 한다. 도시된 실시예에서, 제2기판층(12)은 전술된 폴리머를 포함하고, 상기 폴리머는 금속 필름으로서 형성된 제1기판층(11)을 평탄화하기에 적합하다. 그러나, 상기와 같은 폴리머는 일반적으로 습기 및/또는 산소에 대해 투과성일 수 있어서, 제2기판층(12)에 의해 형성되는 기판(10)의 표면(19) 상에 제1 및 제2층을 포함한 밀봉 유닛(2)이 배치된다. 이를 통해, 제2기판층(12) 및 그로 인하여 기판(10) 또는 소자(1)는 습기 및 산소에 대하여 밀봉식으로 밀폐되고 밀봉될 수 있어서, 장치(300)도 마찬가지로 가요적이며 밀봉식으로 조밀한 기판으로서 역할할 수 있다. 제1 및 제2층(21, 22)이 일반 설명부에 기술된 바와 같은 전기 전도성 물질 또는 전기적 반도체 물질을 포함하면, 장치(300)는 부가적으로 전기 전도 기판으로서 역할할 수 있다.
도 4에는 다른 실시예에 따른 장치(400)가 도시되어 있으며, 이 때 기판(10)으로서 형성된 소자(1)는 제1 및 제2기판층(11, 12)을 포함한다. 제1 및 제2층(21, 22)을 포함한 밀봉 유닛(2)은 제1 및 제2기판층(11, 12)의 모든 노출된 표면 상에 배치되며, 도시된 실시예에서 소자(1)를 완전히 에워싸고 밀봉한다.
도 5에는 다른 실시예에 따른 장치(500)가 도시되어 있으며, 이 때 기판(10)으로서 형성된 소자(1)도 마찬가지로 제1 및 제2기판층(11, 12)을 포함한다. 밀봉 유닛(2)이 도포된 소자(1)의 표면(19)은 도시된 실시예에서 소자(1)의 테두리 영역을 포함하며, 특히 제1과 제2기판층(11, 12) 사이의 결합면 또는 결합틈을 덮는다. 이를 통해, 예컨대 가령 접착제와 같은 결합 물질이 습기 및/또는 산소로부터 밀봉되고 보호될 수 있다. 상기 결합 물질을 이용하여 제1 및 제2기판층(11, 12)이 연속하여 라미네이팅된다.
선행한 실시예에서 기판으로서 형성된 소자(1)에 대해 부가적으로, 상기 소자는 전술된 바에 따른 소자의 다른 특징도 가질 수 있다.
도 6에는 다른 실시예에 따른 장치(600)의 일부가 도시되어 있으며, 상기 장치는 이제까지 기술된 실시예에 비해 소자(1)의 표면(19) 상에 복수 개의 제1층 및 복수 개의 제2층을 포함한 밀봉 유닛(2)을 포함한다. 이 때, 소자(1)의 표면(19) 상에서 제1층(21)부터 시작하여 제1층(21, 21') 및 제2층(22, 22')이 번갈아 배치된다. 각각 2개의 제1 및 제2층(21, 21', 22, 22')을 가지는 도시된 경우에 부가적으로, 밀봉 유닛(2)은 다른 제1 및 제2층을 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2층(21, 21', 22, 22')은 동일하게 또는 서로 다르게 형성될 수 있고, 예컨대 가령 다양한 굴절률과 같은 다양한 광학 특성을 가지는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 제1 및 제2층(21, 22 또는 21', 22')의 층 조합이 반복됨으로써, 밀봉 유닛(2)의 기계적 강건성이 증가할 수 있다.
도 7에는 다른 실시예에 따른 장치(700)의 일부가 도시되어 있으며, 상기 장치는 제1 및 제2층(21, 22)에 대해 부가적으로 제3층(23)도 구비한 밀봉 유닛(2)을 포함한다. 제3층(23)은 제1층(21)과 소자(1) 사이에서 소자(1)의 표면(19) 상에 직접 배치된다. 제3층(23)은 무기 물질을 포함하고, 상기 무기 물질은 예컨대 제2층(22)의 물질과 동일할 수 있고, 그 용적 구조 및 두께 변화와 관련하여 제2층(22)과 같이 형성된다. 특히, 제3층(23)은 상기 제3층이 소자(1)의 표면(19)의 표면 구조를 모방하며 비정질 용적 구조를 포함하도록 형성된다.
제3층에 의해, 예컨대 제1층(21)의 배치를 위한 정합(conformal) 층 또는 표면이 제공될 수 있어서, 제1층(21)의 품질이 향상될 수 있다.
앞서서 그리고 이하에서 기술된 모든 실시예는 도시된 밀봉 유닛에 대안적으로, 도 6 및/또는 7에 따라 복수 개의 제1 및 제2층(21, 21', 22, 22')을 구비하거나/구비하고 제3층(23)을 구비하는 밀봉 유닛을 포함할 수 있다.
이하의 도 8 내지 14에서, 소자(1)를 포함한 장치가 도시되어 있으며, 상기 장치는 순수하게 예시적으로 OLED로서 형성된다. 이에 대해 대안적 또는 부가적으로, 소자(1)는 일반 설명부에 기술된 다른 전자 소자의 특징을 가질 수 있다.
이하의 실시예에 따른 소자(1)는 기판상에서 기능층들을 포함하며, 상기 기능층들 중 각각 순수하게 예시적으로 제1 및 제2전극(13, 15)이 도시되어 있고, 상기 전극 사이에는 활성 영역을 구비한 유기 기능층(14)이 배치된다. 활성 영역은 각 장치 또는 소자의 구동 시 전자기 복사를 방출하기에 적합하다. 이 때, OLED로서 형성된 소자(1)는 예컨대 투명 기판 및 상기 기판상에서 유기 기능층(14)의 하부에 배치된 투명 제1전극(13)을 포함할 수 있어서, 활성 영역에서 생성된 전자기 복사가 기판을 통해 방출될 수 있다. 상기와 같은 실시예를 소위 "하부 이미터(Bottom-emitter)"라고 할 수 있다.
대안적 또는 부가적으로, 기판으로부터 볼 때 상부의 제2전극(15)도 투명할 수 있고, 경우에 따라서 그 위에 배치된 밀봉 유닛(2) 또는 덮개도 투명할 수 있다. 상기와 같은 장치는 활성 영역에서 생성된 전자기 복사를 기판으로부터 이격되는 방향으로, 기판으로부터 볼 때 상측을 향하여 방출할 수 있고, 이를 소위 "상부 이미터"라고 할 수 있다. 상기와 같이 하부 이미터이면서 동시에 상부 이미터로도 형성되는 장치는 구동 중에 양측에서 전자기 복사를 방출할 수 있고, 턴오프 상태에서 투명할 수 있다.
상부 이미터로서 형성된 소자의 경우, 제2전극(15) 상에 부가적으로 광아웃커플링층(미도시)이 도포될 수 있고, 상기 광아웃커플링층은 예컨대 셀레나이드 또는 설피드, 가령 아연셀레나이드 또는 아연설피드를 포함한다.
활성 영역에서 생성된 전자기 복사가 밀봉 유닛(2)을 통해 방출되면, 특히, 제2층(22)은 복사 아웃커플링 구조의 형태로서 거칠기, 마이크로 렌즈 및/또는 프리즘을 포함한 표면 구조를 포함할 수 있다. 제1층(21)의 표면 구조를 정합식으로 모방하는 제2층(22)에 의해, 상기와 같은 밀봉 유닛(2)은 소자(1)를 밀봉식으로 밀폐 및 밀봉하면서도 그와 함께 광학적 기능성을 구현할 수 있다.
도 8에는 장치(800)의 실시예가 도시되어 있으며, 상기 장치에서 제1 및 제2층(21, 22)을 포함한 밀봉 유닛(2)은 기능층(13, 14, 15) 상에 배치된다. 기능층(13, 14, 15)이 도포된 기판(10)은 도시된 실시예에서 유리로 구성된다. 기판(10)은 도시된 실시예에서 약 700 마이크로미터의 두께를 가지며, ITO로 구성된 제1전극으로서 형성된 기능층(13)의 두께가 약 118 마이크로미터, 유기 기능층으로서 형성된 층(14)의 두께가 약 120 나노미터이며, 알루미늄으로 구성된 제2전극으로서 형성된 기능층(15)의 두께가 약 200 나노미터이다. 밀봉 유닛(2)의 제1층(21)의 두께는 500 나노미터이며, 두께가 200나노미터인 SiNx층, 그 위에 위치하며 두께가 100 나노미터인 SiO2층, 그 위에 위치하며 두께가 200 나노미터인 다른 SiNx층을 구비한 층 스택을 포함한다. 밀봉 유닛(2)의 제2층(22)은 두께가 10 나노미터로 Al2O3로 구성된다. 일반 설명부에 기술된 바와 같이, 상기 밀봉 유닛(2)의 경우에 제2층에서 결정질 Al2O3가 확인할 수 없어서, 제2층은 완전히 비정질이다.
상기와 같은 장치(800)에서는, 일반 설명부에 기술된 바와 같이, 60℃이고 상대 습도가 90%이며 일 평방센티미터의 활성면을 가진 경우에 504시간 이후에도 상기에 기술한 검은 흑점의 형태로 새로 형성된 결함을 확인할 수 없었다.
밀봉 유닛(2)이 소자(1) 상에 직접 또는 기능층(13, 14, 15) 상에 직접 배치됨으로써, 부가적인 유기 평탄화층을 사용할 필요 없이, 밀봉 유닛(2)의 배치가 기술적으로 간단하고 소모없이 수행될 수 있다. 그에 반해, 소자(1)와 밀봉 유닛(2)사이에 유기 평탄화층이 있는 경우, 소모적으로, 일반적으로 습기 및 산소에 대해 밀봉식으로 조밀하지 않은 유기 평탄화층이 밀봉 유닛에 의해 완전히 덮이고 둘러싸이도록 해야하는데, 그렇지 않으면 평탄화층에 의해 기능층(13, 14, 15)으로 진행하는 침투 경로가 형성될 수 있기 때문이다.
도 9에는 다른 실시예에 따른 장치(900)가 도시되어 있으며, 상기 실시예는 도 2에 따른 밀봉 유닛(2)을 포함한 장치(200)를 기판으로서 포함한다. 가요적이며 밀봉식으로 조밀한 기판으로서 형성된 장치상에 배치되는 기능층(13, 14, 15)은 제1층(21') 및 제2층(22')을 구비한 다른 밀봉 유닛(2')에 의해 밀봉된다. 밀봉 유닛(2, 2')은 동일하거나 서로 다르게 형성될 수 있다.
도 10에는 다른 실시예에 따른 장치(1000)가 도시되어 있는데, 선행한 두 실시예와 달리 기판(10)은 기능층(13, 14, 15)과 함께 밀봉 유닛(2)에 의해 공통으로 전체적으로 둘러싸여 밀봉된다. 상기 기판은 가령 플라스틱 필름이다.
도 11 내지 14에 도시된 장치는 기능층(13, 14, 15)의 밀봉을 위해 부가적으로 유리 필름 또는 유리판의 형태 또는 장치(200)의 형태로 덮개(17)를 포함한다. 덮개(17)는 기능층(13, 14, 15)의 둘레에서 원주형인 결합 물질(16)을 이용하여 라미네이팅된다.
도 11의 실시예에 따른 장치(1100)는 제1 및 제2기판층(11, 12)을 가진 2층 구조의 기판(10)을 구비한 소자(1)를 포함하며, 상기 기판층은 테두리 영역에서 원주형으로 밀봉 유닛(2)에 의해 밀봉된다. 이 때, 제1기판층(11)은 금속 필름으로서, 제2기판층(12)은 폴리머 평탄화층으로서 형성되고, 상기 기판층들 상에 기능층(13, 14, 15)이 도포된다.
밀봉 유닛(2)은 도 5와 관련하여 기술된 바와 유사하게 제1과 제2기판층(21, 22) 사이의 결합점에 걸쳐, 그리고 제2기판층(22)의 부분 영역에 걸쳐 연장된다. 결합 물질(16)은 밀봉 유닛(2) 상에 도포되어, 밀봉 유닛(2)이 덮개(17) 및 제1기판층(21)과 함께 제2기판층(22)뿐만 아니라 기능층(13, 14, 15)도 밀봉한다.
도시된 실시예에서, 결합 물질(16)은 유리 프릿으로 구성되며, 이는 덮개(17)에 의해 밀봉식으로 조밀하게 밀폐될 수 있다. 이를 위해, 유리 프릿 물질은 유리 필름 또는 유리판으로 형성된 덮개(17) 상에서 기판(10)이 도포되기 전에 소결될 수 있다. 기판(10)상의 밀봉 유닛(2) 상에 도포된 이후, 결합 물질(16)은 예컨대 레이저를 이용하여 용융될 수 있고, 이를 통해 밀봉 유닛(2)에 밀봉식으로 조밀하게 연결될 수 있다.
도 12에는 다른 실시예에 따른 장치(1200)의 일부가 도시되어 있으며, 상기 장치는 소자(1)의 기판으로서 유리 기판을 포함한다. 밀봉 유닛(2)은 결합 물질(16)의 둘레에서 원주형으로 결합 물질(16)의 부분 영역 및 기판(10) 상에 배치됨으로써, 결합 물질(16)과 기판(10) 사이의 경계면(109)이 밀봉 유닛(2)에 의해 밀폐된다. 이를 통해, 소자(1)의 기계적 하중에 의해 형성될 수 있는, 경계면(109)을 통한 습기 및/또는 산소의 가능한 침투 경로는 지속력있게 밀폐될 수 있다.
도시된 실시예에서 결합 물질(16)은 유리 프릿이며, 이는 덮개(17) 상에 소결되고 가령 유리 기판과 같은 기판(10)상에서 레이저를 이용하여 용융된다. 용융 공정에 의해 기판(10)과 결합 물질 사이의 경계면을 따라 발생할 수 있는 가능한 침투 경로는 밀봉 유닛(2)에 의해 효과적으로 밀폐될 수 있다.
도 13 및 14에는 다른 실시예에 따른 장치(1300, 1400)의 일부가 도시되어 있으며, 이 때 밀봉 유닛(2)은 전체 결합 물질(16) 및 상기 결합 물질(16)과 덮개(17) 사이의 경계면(179) 상에 걸쳐 더 연장된다. 이를 통해, 결합 물질(16) 및 경계면(179)은 밀봉 유닛(2)에 의해 지속적으로 밀폐될 수 있다. 이를 통해, 예컨대 스스로 밀봉적 조밀성이 없는 플라스틱이 결합 물질(16)로서 사용될 수 있다.
부가적으로, 장치(1400)의 밀봉 유닛(2)은 기판(10) 및 덮개(17)의 둘레에서 더 연장되어, 더 높은 안정성이 얻어질 수 있다.
또한, 앞서 기술한 실시예의 밀봉 유닛은 제2층 상에서 예컨대 스프레이 바니시의 형태로 기계적 하중으로부터의 보호를 위한 보호층(미도시)을 포함할 수 있다.
본 발명은 실시예에 의거한 설명에 의하여 상기 설명에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명은 각 새로운 특징 및 특징들의 각 조합을 포함하고, 이는 특히 특허 청구 범위에서의 특징들의 각 조합을 포괄하며, 비록 이러한 특징 또는 이러한 조합이 그 자체로 명백하게 특허 청구 범위 또는 실시예에 기술되지 않더라도 그러하다.
1: 소자 2: 밀봉 유닛
21: 제 1 층 22: 제 2 층
23: 제 3 층

Claims (15)

  1. 소자(1); 및
    습기 및 산소 중 적어도 하나에 대해 상기 소자(1)를 밀봉하기 위한 밀봉 유닛(2)을 포함하는 장치에 있어서,
    상기 밀봉 유닛(2)은 상기 소자(1)의 적어도 일 표면(19) 상에 위치한 제1층(21) 및 상기 제1층(21) 위에 있는 제2층(22)을 포함하고,
    상기 제1층(21) 및 제2층(22)은 각각 무기 물질을 포함하고,
    상기 제1층(21)은 상기 소자(1) 상에 직접 배치되며,
    상기 제2층(22)은 상기 제1층(21) 상에 직접 배치되고,
    상기 제1층(21) 및 제2층(22)은 각각 용적 구조(volume structure)를 가지며,
    상기 제2층(22)의 용적 구조는 상기 제1층(21)의 용적 구조와 다르고,
    상기 제2층(22)의 용적 구조는 상기 제1층(21)의 용적 구조보다 큰 비정질도를 가지며,
    상기 제1층(21)은 주석, 아연, 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 니오븀 및 하프늄 중 적어도 하나를 함유하는 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 소자(1); 및
    습기 및 산소 중 적어도 하나에 대해 상기 소자(1)를 밀봉하기 위한 밀봉 유닛(2)을 포함하는 장치에 있어서,
    상기 밀봉 유닛(2)은 상기 소자(1)의 적어도 일 표면(19) 상에 있는 제3층(23) 상에 위치한 제1층(21) 및 상기 제1층(21) 위에 있는 제2층(22)을 포함하고,
    상기 제3층(23)은 상기 소자(1) 상에 직접 배치되고,
    상기 제1층(21)은 상기 제3층(23) 상에 직접 배치되고,
    상기 제2층(22)은 상기 제1층(21) 상에 직접 배치되고,
    상기 제1층(21) 및 제2층(22)은 각각 무기 물질을 포함하고,
    상기 제3층(23)은 비정질 무기 물질을 포함하고,
    상기 제1층(21) 및 상기 제2층(22)은 각각 용적 구조(volume structure)를 가지며,
    상기 제2층(22)의 용적 구조는 상기 제1층(21)의 용적 구조와 다르고,
    상기 제2층(22)의 용적 구조는 상기 제1층(21)의 용적 구조보다 큰 비정질도를 가지며,
    상기 제1층(21)은 주석, 아연, 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 니오븀 및 하프늄 중 적어도 하나를 함유하는 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2층(22) 및 제3층(23)은 물질, 용적 구조 및 두께 변화 중 적어도 하나에 있어서 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 소자(1); 및
    습기 및 산소 중 적어도 하나에 대해 상기 소자(1)를 밀봉하기 위한 밀봉 유닛(2)을 포함하는 장치에 있어서,
    상기 밀봉 유닛(2)은 상기 소자(1)의 적어도 일 표면(19) 상에 위치한 제1층(21) 및 상기 제1층(21) 위에 있는 제2층(22)을 포함하고,
    상기 제1층(21) 및 제2층(22)은 각각 무기 물질을 포함하고,
    상기 제2층(22)은 상기 제1층(21) 상에 직접 배치되고,
    상기 밀봉 유닛(2)은 온도가 60℃ 이상이고 상대 습도가 85% 이상일 때 500시간을 초과하여 밀봉하고,
    상기 제1층(21) 및 상기 제2층(22)은 각각 용적 구조(volume structure)를 가지며,
    상기 제2층(22)의 용적 구조는 상기 제1층(21)의 용적 구조와 다르고,
    상기 제2층(22)의 용적 구조는 상기 제1층(21)의 용적 구조보다 큰 비정질도를 가지며,
    상기 제1층(21)은 주석, 아연, 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 니오븀 및 하프늄 중 적어도 하나를 함유하는 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2층 위에 플라스틱을 포함하는 보호층이 적층되어 있거나, 또는
    상기 소자(1)는 기판(10) 상의 유리 필름 또는 유리판 형태의 덮개(17)를 가지며 상기 밀봉 유닛(2)이 상기 덮개(17)와 상기 기판(10) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2층 위에 플라스틱을 포함하는 보호층이 적층되어 있고,
    상기 소자(1)가 기판(10) 상의 유리 필름 또는 유리판 형태의 덮개(17)를 가지며 상기 밀봉 유닛(2)이 상기 덮개(17)와 상기 기판(10) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2층은 비정질인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2층(22)의 두께(9)는 상기 제1층(21)의 표면 구조 및 용적 구조 중 적어도 하나와 무관한 두께 변화를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 두께 변화는 10% 이하인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉 유닛(2)은 복수 개의 제1층(21, 21') 및 복수 개의 제2층(22, 22')을 포함하고,
    상기 제1 및 제2층(21, 21', 22, 22')은 서로 번갈아 적층되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉 유닛(2)은 상기 소자(1)를 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 소자(1)의 서로 다른 표면 상에 배치된 복수 개의 밀봉 유닛(2, 2')을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소자(1)는 기판(10)을 포함하고,
    상기 밀봉 유닛(2)은 상기 기판(10) 상에 직접 적층되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 소자(1)는 상기 기판(10) 상에 있는 덮개(17)를 포함하고,
    상기 밀봉 유닛(2)은 상기 덮개(17)와 기판(10) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 덮개(17)와 기판(10) 사이에 결합 물질(16)이 배치되고,
    상기 밀봉 유닛(2)은 상기 기판(10)과 결합 물질(16) 사이의 경계면(109) 및 상기 덮개(17)와 결합 물질(16) 사이의 경계면(179) 중 적어도 하나를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 장치.
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