KR101747451B1 - 전자 장치용의 개선된 전극들에 대한 제형들 - Google Patents

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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

게터를 포함하는 전도성 전극 페이스트 또는 잉크 제형은 전자 장치 내의 원하지 않는 불순물들의 농도를 감소시키거나 제거한다. 이러한 감소들은 장치의 제조 또는 밀봉 동안 또는 직후에 즉시 일어날 수 있거나, 약간의 활성화 시간 또는 결과(event) 후에 일어날 수 있다. 수분, 산소, 이산화탄소, 수소 및 잔여 용매들은 제거된다.

Description

전자 장치용의 개선된 전극들에 대한 제형들{FORMULATIONS FOR IMPROVED ELECTRODES FOR ELECTRONIC DEVICES}
본 발명은 전자 장치들에 대한 개선된 성능을 위하여 게터링(gettering) 화학종을 포함하는 전도성 잉크들 및 페이스트(paste)들의 제형(formulation)에 관한 것이다.
수분, 산소 및 원하지 않는 유기 잔여물들은 반도체 장치의 작동 또는 사용 수명(useful lifetime)에 해로울 수 있다. 이는 수분 또는 산소가 전극의 성능저하나, 활성적인 발광 물질, 광 흡수 물질 또는 장치의 적당한 기능에 필요한 전하 수송 물질들의 성능저하를 불러일으킬 수 있는, 유기 발광 장치들 또는 광응답성(photoresponsive) 장치들과 같은 유기 반도체-기반 장치들에 있어서 특히 적용된다. 일반적으로, 전자 장치는 유전체 또는 반도체 물질과 함께 단리되는 피처(feature)들, 또는 전도성 전극들의 배치를 포함한다. 전형적인 유기 발광 장치들 또는 광응답성 장치들의 경우들에서, 활성적인 반도체 및/또는 발광 물질, 흡수 물질 또는 전하 수송 물질들은 장치 내의 활성 영역들의 밖 또는 내로 전하 운반체 주입 또는 전하 운반체 추출을 제공하는 전도성 전극들 사이에 끼워 넣어진다. 전자 주입 전극은 캐소드로 칭한다. 미국 특허 제 6,605,483호에 제시된 도핑된 유기 발광 장치 구조들과 같은, 일부 유기 발광 장치에서, 장치 스택(stack)은 수분 또는 산소 배리어(barrier) 성질들을 가질 수 있는 기판에 뒤이어 활성 물질의 층 상에 배열되고, 밑에 놓이는 반-투명의 정공-주입 애노드 전극, 그리고 활성 물질과 직접적인 접촉 내에 및 최상부 상에 위치되는 캐소드 전극으로 형성된다. 일부 예시들에서, 이후에 이러한 장치는 캐소드의 최상부 상에 얇은 배리어 필름들의 증착, 또는 장치의 캐소드 측에 고정되는 접착제 및/또는 배리어 필름의 사용을 통하여 장치를 밀봉함으로써 봉지되며(encapsulated), 이에 의하여 애노드 측 배리어 기판 필름 및 최상부(topside)의 봉지 필름을 통하여 O2 또는 H2O의 유입(ingress)을 제한하고 장치를 봉지한다. 또한, 이러한 공정은 출발 물질들에서부터 존재하거나 제조 공정 동안 장치의 내부 안쪽으로 도입되는 O2, CO2, H2, H2O 또는 여타의 원하지 않는 화학종들을 가둘 수 있으며, 여기서 이들은 장치 내의 활성 물질들 또는 전극들과 상호작용할 수 있다.
금속 박편(flake)들, 입자들, 나노입자들, 나노튜브들, 유기 전도체들 또는 중합체성 전도체들일 수 있는 전도성 물질들 자체에 더하여, 전형적인 전도성 페이스트 구성요소들은 잔여 수분 또는 불순물들의 출처(sources)일 수 있다. 예를 들어, 전도성 페이스트의 제형은 폴리에스테르류, 폴리우레탄류, 전도성 중합체류, 폴리티오펜류, 폴리아닐린류 또는 에폭시류와 같은, 잔여 수분 또는 여타의 불순물들을 함유할 수 있는 중합체 또는 유기 바인더(binder)도 포함할 수 있거나, 이는 일단 장치 상에 프린팅되면 원하지 않는 잔여 불순물들을 생산, 흡수 또는 유인할 수 있다. 잉크 내의 원하지 않는 불순물들의 출처일 수 있는 여타의 물질들은 잉크 또는 페이스트의 비금속성 구성요소 내에 분산되거나 입자 표면들 상의 불순물들, 및 이온성제, 비이온성제 및 양친매성제(amphiphilic agent)들을 포함하는 첨가제들 및 계면활성제들을 포함한다.
본 발명은 전도성 페이스트 또는 잉크 제형 내에 존재하거나, 장치의 봉지 이전 또는 증착 공정 동안에 페이스트 또는 프린팅되는 피처 내로 도입되는 원하지 않는 불순물들의 농도를 감소시키거나 제거하기 위하여 포함되는 게터를 사용한다. 또한, 원하지 않는 불순물들은 주위 환경으로부터의 물질의 유입을 통하여 장치 내로 도입되거나 장치 작동 중에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 형태에서, 게터링 화학종은 증착 시에 일시적으로 비활성적이거나, 감소된 활성 또는 잠재적인 활성을 가진다. H2O, CO2, H2, O2 또는 여타의 원하지 않는 화학종을 제거, 격리 또는 전환시키는 것들과 같은, 게터링 물질들은 전도성 잉크 또는 페이스트 제형 내에 직접적으로 포함될 수 있어, 이러한 원하지 않는 화학종이 이러한 잉크들 또는 페이스트들에 의해 형성되는 전극으로부터 제거되거나, 이러한 원하지 않는 화학종이 장치 또는 봉지 패키지의 부분들의 근처의 농도에 대하여 낮아지거나 제거된다. 이러한 감소들은 장치의 밀봉 또는 제조 동안 또는 직후에 일어날 수 있거나, 일부 활성화 지연 후에 일어날 수 있다. 지속 시간(duration)의 견지에서 보면, 장치 또는 봉지 물질 자체 내에서 일어나는 반응들 또는 가스 분출(outgassing) 또는 봉지 물질들을 통한 유입에 의해서, 이들은 장치 내의 초기의 원하지 않는 잔여 기체들 또는 불순물들을 제거하는데 사용될 수 있거나, 장치 내 또는 근처에서 이의 제품 사이클 후에 나타나는 원하지 않는 화학종을 제거하는데 사용될 수 있다. 특히, 이러한 물질들은 화학종들이 더 이상 의도한데로 존재하지 않을 때 원하지 않는 화학종들을 제거하므로, 잉크를 사용한 전도성 피처의 형성 후에 이들의 작용을 첫째로 실시하는 H2O, O2, CO2, H2 또는 잔여 용매의 게터 물질들에 흥미가 있다. 예를 들어, 게터 물질은 프린팅 또는 코팅으로부터의 유기 발광 장치, 또는 광기전력 장치(photovoltaic device) 또는 광전도성 장치용의 캐소드의 제조 동안 존재하나, 처음의 제조 단계 후에 이의 작용이 실시될 수 있다. 본 발명에서, 전도성 페이스트에서 발원하는 게터는 용제형(solvent-borne) 용액들로부터 공기 중에서 처리되는 동안과 같이, 공정 환경에서 용매들, H2O 또는 O2에 노출됨으로써 영구적으로 소모되거나 포화되지 않는다.
도 1은 질소 글로브(glove) 상자 내에서 2 mA/cm2의 전류 밀도로 시험되는, 표준 은 캐소드 장치와 은-실란 캐소드 장치 간의 성능을 비교하기 위하여 시간의 함수로 전압(V) 및 밝기(cd/m2)를 도시한다.
본 발명에서, 게터링 화학종은 전자 장치 내에서 전극으로 사용되는 전도성 페이스트 또는 잉크 제형 내에 직접적으로 포함된다. "페이스트" 및 "잉크"라는 용어들은 유동성 용액들을 설명하기 위하여 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다. 게터는 활성화되고, 포화시킬 수 없거나(desaturable), 또는 충분한 용량을 가지고, 이는 공기 또는 공정 환경의 노출 단계 후에 작용하도록 한다. 일반적으로, 이러한 개념은 전도성 페이스트들 또는 잉크가 전극을 형성하기 위하여 사용되는 경우 전자 장치들에 적용되며, 유기 발광 다이오드들(OLEDs) 및 광기전력 장치들에 특히 적용될 수 있다. 게터 물질이 증착 시에 적어도 일시적으로 비활성적이고, 감소된 활성 또는 잠재적인 활성을 가지는 것을 확실하게 하는 기술들의 사용은 전자 장치가 봉지되고 활성화된 후의 개선된 게터링 기능을 제공한다. 따라서, 페이스트가 증착되고 전자 장치가 봉지된 후에 활성화될 수 있는 게터 물질들이 특히 유용하다. 게터 물질들의 활성화 제어는 열 또는 진공 처리[여기서, 열 또는 진공 처리는 수분, 산소 및 수소와 같이 원하지 않는 화학종이 없는(free) 환경에서 실시함]와 같은 이후의 공정 단계에서 용매가 제거될 때까지 게터를 보호하는 용매로, 또는 게터 물질로 원하지 않는 화학종의 확산을 제어하는 매트릭스에 의한 보호를 통하여, 예를 들어 열적으로, 광학적으로, 전기적으로 다수의 기술들을 사용함으로써 달성될 수 있다. 또한, 일부 게터들은 실리콘 겔 또는 일부 제올라이트들과 같이 이후의 단계에서 재형성될 수 있으며, 게터 내의 수분 또는 여타의 흡수되는 화학종은 게터가 이후의 단계에서 재활성화되도록 하는 여타의 수단, 또는 진공으로 또는 열적으로 제거될(drive away) 수 있도록 한다.
일 실시형태에서, 수분과 반응하도록 열적으로 활성화되는 실란계 게터 첨가제가 장치의 성능을 개선시키는 것을 나타내었다. 본 발명의 또 다른 실시형태는 H2O, O2, CO2, H2 또는 여타의 불순물들을 장치 구성요소와 불리하게 반응하지 않는 양성(benign) 화학종으로 전환시키는 전극 내에서 물질의 내포(inclusion)이다. 또 다른 실시형태는 수분과 같이 원하지 않는 불순물을 좀더 휘발성의 화학종, 예를 들어 고온에서 테트라에틸오쏘실리케이트 첨가제의 가수분해 반응을 거쳐 저급 알코올로 전환시키는 이후의 공정 단계에서의 활성화에 의하거나 잠재적으로 작용하는 게터링 물질들을 포함하며, 이는 이후에 원하지 않는 화학종의 본래의 형태보다 건조 단계에서 더 쉽거나 더 빠르게 제거된다. 예를 들어, 이는 활성 장치 물질들에서부터 효과적인 제거를 위하여 낮은 진공 수치, 긴 체류 시간(dwell time) 또는 높은 온도를 요구할 수 있는 H2O의 제거를 더 빠르게 할 수 있다. H2O 및 관련되는 불순물들은 전도성 중합체들(PEDOT:PSSA), (에틸렌 옥사이드류와 같은) 전해질 물질들, [폴리비닐페놀, 폴리메틸메타크릴레이트, 졸겔(sol gel), SiOx, 실리콘 나이트라이드와 같은] 절연체들과 같은 수-인성(water-borne), 친수성 또는 흡습성 장치 물질들을 기반으로 한 공정들에 대하여 속도 제한적인 단계들에서 존재할 수 있다. 그러므로, 이러한 화학종의 제거의 용이함을 증가시키는 것은 여타의 장치 물질들의 시간/온도 제한들로 인하여 실질적으로 달성될 수 없었던 바람직한 낮은 불순물 수치들에 도달하게 하고/하거나, 설비 비용을 낮추고/낮추거나 공정의 처리량을 개선시킨다. 예를 들어, 폴리에스테르 플라스틱 기판들의 사용은 폴리에스테르테트라프탈레이트에 대하여 안전한 공정 온도를 200 ℃ 이하로, 좀더 전형적으로는 170 ℃로 제한한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 캐소드 페이스트는 하나 이상의 공기에서-안정한 높은 일-함수(work-function)의 금속, 하나 이상의 중합체 바인더, 하나 이상의 알콕시실란 유기/무기 수분 게터, 하나 이상의 유기 용매 및 하나 이상의 계면활성제를 포함할 것이다. 캐소드용의 적당한 높은 일함수 물질들의 예시들은 은, 금, 알루미늄, 탄소[블랙(black), 입자들, 나노튜브들, 풀러렌(fullerene)들, 그래파이트, 그래핀], 텅스텐, 구리, 크롬, 니텔 및 몰리브덴을 포함한다. 상기에 설명된 것들에 더하여 중합체 바인더 물질들의 예시들은 열경화성 수지(thermoset)류 및 열가소성 수지(thermoplastic)류, 셀룰로오스-유도 중합체류, 폴리에스테르 공중합체류, 비닐류, 메타크릴레이트류, 실리콘류 및 실록산류를 포함한다. 일부 경우들에, 불소화된 및 부분적으로 불소화된 중합체들은 적은(less) 반응성, 물에 대한 투과성 및 친화성이 감소된 것이 바람직할 수 있다. 적당한 유기 용매들은 공정 요건들과 들어맞을 수 있으며, 폭넓게 다양한 용매들로부터 선택될 수 있다. 이러한 용매들의 예시들은 카르비톨 아세테이트류, 에틸 아세테이트류, 부틸 카르비톨, 부틸 카르비톨 아세테이트, 테르펜류, 고급(higher) 알코올류, 2염기성 에스테르류 및 락톤류이다. 또한, 많은 계면활성제들은 이온성 및 비이온성 계면활성제들, 양친매성 물질들, 지방산들, 올레산들, 알킬화된 카르복시산들, 에톡시프로필옥시 공중합체들, 실리콘들 및 실록산 공중합체들을 포함하는 것이 적당하다. 필요한 경우, 매트릭스 물질들은 이전에 논의된 목적들을 위하여 사용될 수 있다. 적당한 매트릭스 물질들의 예시들은 바인더 물질들로서 사용되는 것들이다.
본 발명의 예시들은 잉크들이며, 여기서 전체적인 캐소드 페이스트 비율에 있어서 알콕시실란이 필요한 효과를 제공하나 캐소드 기능의 손상은 피하도록 0.01 중량% 내지 10 중량%로 존재할 수 있다. 일반적으로, 또한 실온 내지 200 ℃의 온도 범위에서 가수분해될 수 있는 게터 물질을 사용하는 것이 플라스틱 기판-기반 장치들에 있어서 유용하다. 이러한 개념은 알콕시-치환된 알루미늄(III), 안티몬(III), 바륨(II), 티타늄(IV) 또는 지르코늄(IV)을 기반으로 하는 것들과 같은 여타의 화합물들의 사용을 포함한다. 또한, 열-, 광- 또는 시간-활성화된 유기금속들은 전극 게터 첨가제들로서 유용하다.
여타 실시형태들은 용매 또는 그 밖에도 (Ca, Ba, Sr, Mg 또는 Si의 산화물들 또는 유사한 것들과 같은) 안정화된 금속 산화물 입자들, 고 다공성(highly porous) 산화물들, 나노크기의 미립자 흡착제(adsorber)들, 또는 알루미노실리케이트들 및 이들의 유도체들과 같은 제올라이트 입자들을 포함한다. H2 게터링의 경우에, PdO 또는 PtO와 같은 금속 산화물들이 유용하다. 이러한 입자들이 상대적으로 작은 크기[x, y, z 축(dimension)으로 <100 ㎛, 좀더 바람직하게는 <10 ㎛]를 갖는 경우, 이들은 장치들의 누전(electrical shorting)을 불러일으키거나 장치 작동의 비-일관성을 야기할 수 있는 큰 캐소드 불일치(nonconformity)들을 불러일으키거나 장치 작동에 지장을 주지 않으므로, 유리하다. 입자들이 전체적인 캐소드 페이스트 중에서 0.1 중량% 내지 25 중량%인 것이 바람직하다. 매우 고 농도에서, 게터링 물질들은 전극의 전기적 성질들에 지장을 줄 수 있다.
매우 건조시킨 페이스트들은 가공되는 동안 수분과 이들의 상호작용이 초기에 제한되도록 매트릭스 및 용매 효과들을 사용하는 상기의 물질들의 일부와 함께 형성될 수 있다. 매트릭스 효과들의 실시예들은 불순물 유입을 제한하기 위하여 낮은 용해성 또는 투과성의 매트릭스들의 사용을 포함한다. 용매 효과들은 불순물 유입을 차단하기 위하여 액체 피처의 부근에 용매 증기압들의 사용을 포함할 수 있다. 이는 합리적인 공기 공정 윈도우(window)들에 대하여 프린팅 할 수 있는 또는 불필요한 페이스트들 및 이들로부터 형성되는 습윤(wet) 또는 반-습윤의 프린팅된 필름들을 허용할 수 있다.
더욱이, 장치를 봉지하는데 있어서의 매력적인 방식(attractive mode)은, 제조되는 동안이나 출발 물질들에서부터 장치 내에 갇히고, 이의 초기 건조(construction) 동안 장치 봉지 패키지 내부에 밀봉되는 H2O, CO2, H2, O2 또는 여타의 원하지 않는 화학종을 제거하기 위한 게터링 물질들의 사용을 포함한다. 이러한 기능들을 실시하는 게터 물질은 캐소드 또는 전극 피처들 내부에 존재할 수 있다.
또한, 전극은 [프린팅된 표면 또는 전극 계면 수직선(normal)에 평행한 방향으로] 수직적으로 불균일 또는 다층 구조로 구성될 수 있으므로, 게터의 조성은 전극의 범위 내에서 다양하다. 이는 직접적으로 접촉하는 경우 전극 계면 영역을 손상시킬 수 있는 게터 물질들을 단리시키는데 도움이 될 수 있으나, 이의 게터링 기능을 실시하기 위하여 이들 계면에 매우 가깝게 위치되는 경우 유익할 수 있다. 또한, 게터가 캐소드 또는 전극의 특정 층들에서 계면 주입(injection) 또는 전하 수송에 지장을 줄 수 있다는 점이 있을 수 있다. 이러한 경우에, 좀더 많이(heavily) 게터링된 층이 유익한 게터링 작용을 제공하는 동안에, 전극의 임계 수송 영역 내에서 또는 계면에서 낮은 게터 농도를 가지는 다층 캐소드는 전기 작용들을 최대화한다. 또한, 게터는 전극 또는 캐소드 자체의 일부분으로, 다층 캐소드 내의 프린팅된 층들의 하나로서, 또는 분리되는 프린팅된 전극 상호접합부(interconnect) 피처들로서 프린팅될 수 있는 잉크 또는 페이스트-유도된 상호접합선(interconnect line)들 내에 포함될 수 있다. 이러한 피처들 내의 게터는 잉크 또는 페이스트 자체 내에서 장치 패키지 내로 도입되는 불순물들을 흡수하는데 도움이 되고, 전극 상호접합선을 통하거나 근처의 외부 환경으로부터 장치 패키지 내로의 불순물 유입을 차단하거나 흡수하는데도 도움이 될 수 있다. 패키지 내부의 활성 장치 영역에서부터 패키지의 밀봉된 부분의 외부까지 통과하는 전극 상호접합선들은 봉지 접착제들 및 배리어 물질들 내에서 국소적인 홈(channel)들을 야기할 수 있거나 선들 자체가 높은 불순물 전송 속도를 가질 수 있으므로 이는 주의할 만하다. 그러므로, 이러한 선들 내에도 게터링 물질들을 포함하는 것이 유리할 수 있다.
상기에 언급한 바와 같이, 장치의 전극 구조가 균일할 필요는 없다. 예를 들어, 게터들이 사용되고 이들의 농도가 상이한 경우에, 전극은 1층 이상의 잉크 또는 페이스트로 형성될 수 있다. 농도들은 전극의 장치의 활성 부분을 가지는 계면과 전극의 반대편과의 가까운 사이에서 균일하게 다양할 수 있으나, 매우 균일할 필요는 없다. 일부 경우들에서, 이는 장치의 활성 부분의 오염을 피하기 위하여, 게터가 없거나 낮은 농도의 게터를 가지도록 장치의 활성 부분과 작동(conduct)하는 전극 페이스트에 대하여 바람직할 수 있다.
본 발명의 전극 페이스트는 페이스트의 원하지 않는 잔여 구성요소 또는 원하지 않는 화학종을 좀더 양성적인 물질들과 반응하거나, 그렇지 않으면 전환시키는 게터들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 이러한 원하지 않는 잔여 구성요소들 또는 원하지 않는 화학종은 좀더 휘발성이고, 높은 확산도를 가지거나, 그렇지 않으면 쉽게 제거 또는 수송되는 또 다른 화합물로 전환될 수 있다.
공정 동안 또는 후에 원하지 않는 화학종을 제거하는 게터의 사용은 높은 성능의 장치들을 생산할 수 있고, 또한 공정 환경의 환경적 제어를 감소시킬 수 있으므로, 더 간단하고, 더 빠른 제조 공정, 더 낮은 비용의 장치들을 제공하고, 덜 비싼 공정 장치의 사용을 허용한다.
실시예 1. 유기 발광 장치용의 캐소드로서 사용하기 위한 테트라에틸오쏘실리케이트 -혼합된 은 전도성 페이스트.
a. 테트라에틸 오쏘실리케이트 ( 실레이트 ) 혼합된 은( Ag ) 페이스트의 제조
Ag 박편들 및 입자들, 중합체 바인더들, 계면활성제들 및 휘발성 용매들로 이루어진 시판용 은 페이스트의 99 g 내에 1 g의 테트라에틸 오쏘실리케이트(실란)를 첨가하여, 페이스트 내에 1 % 실란 함량을 형성하였다. 이후에, 페이스트를 프린팅 이전에 실온에서 하룻밤 동안 혼합하였다.
b. 대조군(Control): 표준 Ag 캐소드들을 가지는 전체적으로 스크린-프린팅된(screen-printed) 백색 발광 장치들
[스미또모 가가꾸(Sumitomo Chemical)와 캠브리지 디스플레이 테크놀로지(Cambridge Display Technology)의 공동 기업인 수마티온(Sumation)에 의해 제공되는 발광 고분자(LEP: light-emitting polymer)를 기반으로 하는] 도핑된 LEP 잉크를 1 cm2의 활성 영역을 가지는 미리-패턴화된 산화 인듐 주석(ITO)-코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기판 상에 스크린-프린팅하였다. 진공 하에서 기판을 가열함으로써 용매들을 제거한 후에, 최상부 전극의 Ag 표준 페이스트를 LEP 층 상에 프린팅하였고, 건조시켜 캐소드를 형성하고 층들을 상호접합시키며 장치 제조를 완성시켰다. 이후에, 장치를 질소 글로브 상자 내로 옮겼고, 2 mA/cm2로 일정한 전류 밀도 하에서 시험하였다. 밝기(Cd/m2) 및 전압(V) 모두를 시간의 함수로 기록하였다(도 1). 최대 밝기(Lmax)는 326 Cd/m2이었고, 최대 밝기 효율(L.E.)은 16.3 Cd/A이었으며, 최대 전력 효율(P.E.)은 3.4 lm/W이었다. Lmax로서의 수명을 외삽(extrapolation) t1/2 x (Lmax/100)y를 사용하여 100 Cd/m2로서의 수명으로 전환하였으며, 여기서 t1/2은 최대 밝기 Lmax가 절반이 되는 시간이고, y는 일반적으로 1.2 내지 2.1로 다양한 지수이다. 이런 유형의 LEP를 기반으로 하는 이러한 전체적으로 스크린-프린팅된 장치들에 대하여, y 인자는 대략 1.8인 것으로 밝혀졌다. 따라서, 이러한 장치는 1.8의 y 인자가 사용되는 경우에 2180 시간의 밝기 수명(lOO Cd/m2)을 가졌다.
c. 실란 -혼합된 Ag 캐소드들을 가지는 전체적으로 스크린- 프린팅된 백색 발광 장치들
Ag-표준 페이스트 대신에 상기에 설명된 Ag-실란 페이스트를 사용함으로써, 대조군에 대하여 상기에 설명된 바와 유사하게 장치를 제조하였다. 이의 Lmax는 355 Cd/m2이었고, L.E.는 17.7 Cd/A이었으며, P.E.는 3.6 lm/W이었다. 이러한 장치는 1.8의 밝기 대 수명 가속 지수를 사용하여 외삽된 1OO Cd/m2으로서 3250 시간의 밝기 수명을 가졌다(도 1). 밝기 수명에 있어서의 이러한 개선은 캐소드에 밀접하게 근접한 외부 게터를 사용하여 건조되는 장치들에 관한 유사한 개선들을 따른다. 이는 Ag 실란 장치가 가열시 실란 첨가제의 가수분해에 의해 Ag 페이스트 내에 존재하는 수분의 제거 때문에 더 좋은 수명 성능을 가지는 반면에, 이의 실란올 생성물이 장치 상에 불리한 영향을 보정하지 않음을 나타낸다. 캐소드 영역 내의 이런 수분의 감소는 기능을 개선시킬 수 있으며, 캐소드의 성능저하를 감소시킬 수 있다. 또한, 이후에 장치의 활성 영역(본 예시에서는 LEP 함유 영역들) 밖으로 물을 흘려보내는 물에 대한 확산 구배를 불러일으킬 수 있다. 수분에 의한 도펀트(dopant) 불활성화 및 활성층 구성요소들의 수분-유도된 광산화는 모두 활성 영역 내의 수분 함유량을 감소시킴으로써 효과가 감소될 수 있는 장치의 성능저하(performance degradation) 메카니즘들이다. 또한, 광산화는 광기전력 장치, 센서 장치 및 스위칭(switching) 장치에 있어서의 성능저하의 메카니즘임에 주목한다. 도식 1로 반응에 대하여 나타낸 바와 같이, 실란 상의 알콕시기들 중 하나는 물, 생성되는(generating) 에탄올과 함께 가수분해되며, 이는 LEP 어닐링(annealing) 공정 동안 페이스트 구성요소들에 적게 결합하거나 높은 증기압으로 인하여 물보다 더 쉽게 제거된다. 이러한 가수분해 반응들은 부가적인 물과 남아있는 알콕시기들을 가지는 실란올 사이에서 지속될 수 있다. 에탄올은 열적 어닐링에 의해 효과적으로 제거될 수 있으므로, 실란의 가수분해 반응은 비가역적이 되고, 물은 화학적으로 제거되어, 더 좋은 장치 수명에 이르게 한다.
Figure 112011105418140-pct00001
도식 1
본 발명이 이의 실시형태들을 참조로 하여 상세히 설명되었을지라도, 다양한 변화들, 변경들 및 대용품들이 본 발명의 범위 및 본질로부터 벗어나지 않고, 본 발명의 자세한 설명들 및 형식의 범위 내로 의도됨을 본 기술분야의 일반적인 전문가들에게는 쉽게 이해될 것이다. 따라서, 무수한 예시들에서 본 발명의 일부 특징은 다른 특징의 대응되는 사용 없이 적용될 것이라는 점을 인식할 것이다. 더욱더, 본 기술분야의 전문가들은 예시된 구성요소들의 수 및 배열에 있어서 변화가 고안될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

Claims (28)

  1. 전도성 금속, 게터(getter) 물질 및 바인더(binder) 물질을 포함하는 전도성 전극 페이스트를 사용하여 형성되는 전극을 포함하되, 이때
    상기 게터 물질이 알콕시실란 게터 첨가제이고,
    상기 전극 내의 게터 물질의 농도가, 장치의 활성 영역을 가지는 전극의 계면과 상기 전극의 반대편 사이에서 달라지는 것을 특징으로 하는, 활성 영역을 포함하는 전자 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 게터 물질의 농도가, 상기 전극의 반대편 상에서보다 상기 장치의 활성 영역을 가지는 전극의 계면에서 더 낮은, 활성 영역을 포함하는 전자 장치.
  3. 활성 영역보다 낮은 농도의 불순물을 가지는 전극을 포함하여, 이에 의해서 불순물이 상기 활성 영역에서부터 상기 전극으로 확산됨을 특징으로 하는, 활성 영역을 포함하는 전자 장치로서,
    상기 전극이, 불순물의 농도를 감소시키기 위하여 게터 물질을 포함하고,
    상기 게터 물질이 알콕시실란 게터 첨가제인, 활성 영역을 포함하는 전자 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 게터 물질이, 전자 장치가 제조된 후에 활성화되는, 활성 영역을 포함하는 전자 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 게터 물질이, 열 활성화, 광학적 활성화, 전기적 활성화, 게터 물질의 활성을 늦추는 용매의 제거, 및 게터 물질로의 오염물질들의 확산을 제어하는 매트릭스에 의한 게터 물질의 보호로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기술을 통하여 활성화되는, 활성 영역을 포함하는 전자 장치.
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