KR102404726B1 - 유기 전자 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

유기물을 포함하는 유기 소자, 상기 유기 소자의 일면에 위치하는 제1 보호막, 상기 제1 보호막의 일면에 위치하고 상기 제1 보호막과 동일한 물질을 포함하는 제2 보호막, 그리고 상기 제2 보호막의 일면에 위치하는 제3 보호막을 포함하는 유기 전자 소자 및 그 제조 방법과 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.

Description

유기 전자 소자 및 그 제조 방법{ORGANIC ELECTRONIC DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
유기 전자 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 소자 또는 유기 광전 소자와 같이 유기물을 포함하는 유기 전자 소자는 유기물의 열화를 방지하기 위한 봉지 기판을 포함한다. 봉지 기판은 유리 등으로 만들어질 수 있다. 그러나 유리로 만들어진 봉지 기판은 외부의 충격에 의해 손상될 수 있고 그 두께로 인하여 전자 소자의 두께를 두껍게 할 수 있다.
근래, 유리로 만들어진 봉지 기판 대신 박막을 증착하는 방법이 연구되고 있다.
그러나 박막은 비교적 고온의 공정이 요구되는데 유기 전자 소자의 유기물은 고온에서 열에 의한 열화를 일으키기 쉽다. 이에 따라 유기물이 열화되지 않는 저온에서 박막을 형성하는 방안이 고려될 수 있지만, 이 경우 박막을 형성하는 공정 마진이 작아지고 수분 및 공기를 차단하는 봉지 성능이 약화될 수 있다.
일 구현예는 열에 의한 유기물의 열화를 방지하는 동시에 봉지 성능을 개선할 수 있는 유기 전자 소자를 제공한다.
다른 구현예는 상기 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 유기 전자 소자의 제조 방법을 제공한다.
일 구현예에 따르면, 유기물을 포함하는 유기 소자, 상기 유기 소자의 일면에 위치하는 제1 보호막, 상기 제1 보호막의 일면에 위치하고 상기 제1 보호막과 동일한 물질을 포함하는 제2 보호막, 그리고 상기 제2 보호막의 일면에 위치하는 제3 보호막을 포함하는 유기 전자 소자를 제공한다.
상기 제1 보호막과 상기 제2 보호막은 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호막과 상기 제2 보호막은 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 탄탈 및 규소 중 적어도 하나를 포함하는 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호막과 상기 제2 보호막은 막질이 상이할 수 있고, 상기 막질은 투과전자현미경(TEM)으로 관찰될 수 있다.
상기 제2 보호막은 상기 제1 보호막보다 막 밀도가 높을 수 있다.
상기 제2 보호막은 상기 제1 보호막보다 높은 온도에서 형성될 수 있다.
상기 제1 보호막은 약 110℃ 이하에서 형성될 수 있고, 상기 제2 보호막은 220℃ 이하에서 형성될 수 있다.
상기 제2 보호막은 상기 제1 보호막보다 두꺼울 수 있다.
상기 제1 보호막은 약 1nm 내지 50nm의 두께를 가질 수 있다.
상기 제3 보호막은 산화물, 질화물, 질산화물, 유기물 또는 유무기복합체를 포함할 수 있다.
상기 유기 소자는 서로 마주하는 제1 전극과 제2 전극, 그리고 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하고 상기 유기물을 포함하는 유기층을 포함할 수 있다.
상기 유기물은 도전성 화합물, 절연성 화합물, 반도체 화합물, 흡광 화합물 및 발광 화합물 중 적어도 하나일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 유기 소자를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
또 다른 구현예에 따르면, 유기물을 포함하는 유기 소자를 제조하는 단계, 상기 유기 소자의 일면에 제1 온도에서 제1 보호막을 형성하는 단계, 상기 제1 보호막의 일면에서 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 상기 제1 보호막과 동일한 물질을 공급하여 제2 보호막을 형성하는 단계, 그리고 상기 제2 보호막의 일면에 제3 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 유기 소자의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 온도는 약 110℃ 이하일 수 있다.
상기 제2 온도는 약 220℃ 이하일 수 있다.
상기 제1 보호막은 원자증착법으로 형성될 수 있다.
상기 유기 소자를 제조하는 단계는 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극의 일면에 적어도 1층의 유기층을 형성하는 단계, 그리고 상기 유기층의 일면에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
열에 의한 유기물의 열화를 방지하는 동시에 봉지 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 전자 소자를 개략적으로 보여주는 단면도이고,
도 2는 일 구현예에 따른 유기 이미지 센서를 개략적으로 보여주는 단면도이고,
도 3은 실시예 1, 2와 비교예 1, 2에 따른 유기 전자 소자의 어닐링 온도에 따른 효율 변화를 보여주는 그래프이고,
도 4는 실시예 1과 비교예 3에 따른 유기 전자 소자의 전류 밀도를 보여주는 그래프이고,
도 5는 실시예 1과 비교예 3에 따른 유기 전자 소자의 파장에 따른 효율을 보여주는 그래프이고,
도 6은 실시예 3, 4에 따른 유기 광전 소자의 시간에 따른 효율 변화를 보여주는 그래프이고,
도 7은 실시예 3, 4에 따른 유기 전자 소자의 시간에 따른 누설전류 변화를 보여주는 그래프이다.
이하, 구현예들에 대하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 구현예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예들에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도면에서 본 구현예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다.
이하 일 구현예에 따른 유기 전자 소자에 대하여 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 전자 소자를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 전자 소자(100)는 유기 소자(10)와 유기 소자(10)의 일면에 위치하는 봉지 구조(50)를 포함한다.
유기 소자(10)는 서로 마주하는 제1 전극(20)과 제2 전극(30), 그리고 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 사이에 위치하는 유기층(40)을 포함한다.
제1 전극(10)과 제2 전극(20) 중 어느 하나는 애노드(anode)이고 다른 하나는 캐소드(cathode)이다. 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 중 적어도 하나는 투광 전극일 수 있고, 상기 투광 전극은 예컨대 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO) 또는 인듐 아연 옥사이드(indium zinc oxide, IZO)와 같은 투명 도전체, 또는 얇은 두께의 단일층 또는 복수층의 금속 박막으로 만들어질 수 있다. 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 중 하나가 불투광 전극인 경우 예컨대 알루미늄(Al)과 같은 불투명 도전체로 만들어질 수 있다.
유기층(40)은 1층 또는 2층 이상의 적층 구조일 수 있으며 적어도 1종의 유기물을 포함할 수 있다. 유기물은 예컨대 모노머, 올리고머 및/또는 고분자일 수 있으며, 예컨대 도전성 화합물, 절연성 화합물, 반도체 화합물, 흡광 화합물 및 발광 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 예로, 유기층(40)은 p형 반도체와 n형 반도체가 포함되어 pn 접합(pn junction)을 형성하는 층으로, 외부에서 빛을 받아 엑시톤(exciton)을 생성한 후 생성된 엑시톤을 정공과 전자로 분리하는 층일 수 있다. 이때 p형 반도체와 n형 반도체 중 적어도 하나는 유기물을 포함할 수 있다.
일 예로, 유기층(40)은 흡광 화합물을 포함할 수 있으며 가시광선 파장 영역 중 일부 또는 전부를 흡수할 수 있다.
일 예로, 유기층(40)은 발광 화합물을 포함할 수 있으며 가시광선 파장 영역 중 일부 파장의 광을 낼 수 있다.
유기층(40)은 예컨대 폴리아닐린; 폴리피롤; 폴리티오펜; 폴리(p-페닐렌비닐렌); 벤조디티오펜(benzodithiophene); 티에노티오펜(thienothiophene); 펜타센; 페릴렌(perylene); 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT); 폴리(3-알킬티오펜); 폴리트라이페닐아민; 프탈로시아닌(phthalocyanine); 서브프탈로시아닌(subphthalocyanine); 틴(Ⅱ) 프탈로시아닌(tin (Ⅱ) phthalocyanine, SnPc); 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine); 트리아릴아민(triarylamine); 벤지딘(bezidine); 피라졸린(pyrazoline); 스티릴아민(styrylamine); 하이드라존(hydrazone); 카바졸(carbazole); 티오펜(thiophene); 셀레노펜(selenophene); 퀴나크리돈(quinacridone); 플러렌; 이들의 유도체 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 전극(20)과 유기층(40) 사이 및/또는 제2 전극(30)과 유기층(40) 사이에 보조층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 보조층은 제1 전극(20)과 유기층(40) 사이 및/또는 제2 전극(30)과 유기층(40) 사이에서 전하의 주입 및/또는 이동을 개선할 수 있으며, 예컨대 전자수송층, 전자주입층, 전자추출층, 전자차단층, 정공수송층, 정공주입층, 정공추출층 및/또는 정공차단층일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 보조층은 예컨대 유기물, 무기물 또는 유무기물을 포함할 수 있다. 상기 유기물은 정공 또는 전자 특성을 가지는 유기 화합물일 수 있고, 상기 무기물은 예컨대 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물, 니켈 산화물과 같은 금속 산화물일 수 있다.
봉지 구조(50)는 유기 소자(10)의 일면에 위치하는 제1 보호막(60), 제1 보호막(60)의 일면에 위치하는 제2 보호막(70) 및 제2 보호막(70)의 일면에 위치하는 제3 보호막(80)을 포함한다.
제1 보호막(60)과 제2 보호막(70)은 동일한 물질로 다른 공정 조건에서 형성될 수 있다.
제1 보호막(60)과 제2 보호막(70)은 예컨대 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함할 수 있으며, 예컨대 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 및 규소(Si) 중 적어도 하나를 포함하는 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함할 수 있다.
제1 보호막(60)과 제2 보호막(70)은 서로 다른 공정 온도에서 증착될 수 있다.
제1 보호막(60)은 유기 소자(10)의 유기층(40)에 포함된 유기물이 열화되지 않는 온도에서 증착될 수 있으며, 예컨대 유기물의 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg) 또는 열분해온도(thermal deposition temperature, Td)보다 낮은 온도에서 증착될 수 있다.
제1 보호막(60)은 예컨대 약 110℃ 이하에서 증착될 수 있고, 상기 범위 내에서 약 50 내지 110℃의 온도에서 증착될 수 있다. 제1 보호막(60)은 상기 온도 범위에서 예컨대 원자막증착법(atomic layer deposition)으로 형성될 수 있다.
제2 보호막(70)은 제1 보호막(60)의 일면에 형성되므로 유기 소자(10)의 유기층(40)에 포함된 유기물의 열화와 무관하게 공정 온도를 조절할 수 있다. 따라서 제2 보호막(70)의 공정 마진을 늘릴 수 있으며 공정 온도의 제약 없이 양질의 보호막을 형성할 수 있다.
제2 보호막(70)은 제1 보호막(60)보다 높은 온도에서 증착될 수 있으며 예컨대 약 220℃ 이하에서 증착될 수 있다. 제2 보호막(70)은 상기 범위 내에서 약 80 내지 220℃의 온도에서 증착될 수 있고, 상기 범위 내에서 약 100 내지 200℃의 온도에서 증착될 수 있다. 이와 같이 제2 보호막(70)이 비교적 높은 온도에서 증착됨으로써 원하는 조건의 박막으로 형성될 수 있고 이에 따라 외부로부터 수분 및 산소의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.
이와 같이 제1 보호막(60)과 제2 보호막(70)이 상이한 공정 온도에서 증착되므로 상이한 막질을 가지는 박막으로 형성될 수 있다. 예컨대 제1 보호막(60)과 제2 보호막(70)은 막 밀도(film density), 거칠기(roughness) 및/또는 막 색깔(film color) 등이 상이할 수 있으며, 이러한 막질의 차이는 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM)을 사용하여 확인할 수 있다.
일 예로, 제2 보호막(70)은 제1 보호막(60)보다 높은 막 밀도를 가질 수 있다. 예컨대 제1 보호막(60)과 제2 보호막(70)이 알루미늄 산화물로 형성된 경우, 제1 보호막(60)은 약 2.5 이상의 막 밀도를 가질 수 있고 제2 보호막(70)은 약 2.8 이상의 막 밀도를 가질 수 있다. 그러나 막 밀도는 공정 조건에 따라 변할 수 있으므로 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 제2 보호막(70)은 제1 보호막(60)보다 불순물이 적게 포함될 수 있다.
이와 같이 유기 소자(10)의 일면에 내열층인 제1 보호막(60)이 형성됨으로써 후속 공정에 의해 발생할 수 있는 유기 소자(10)의 열화를 방지하는 동시에 후속 공정에서 공정 온도의 제약 없이 양질의 보호막을 형성할 수 있으므로 외부로부터 수분 및 산소의 유입을 효과적으로 차단 또는 감소시킬 수 있다.
제1 보호막(60)은 예컨대 약 1nm 내지 50nm의 두께를 가질 수 있다.
제2 보호막(70)은 제1 보호막(60)보다 두껍게 형성될 수 있으며, 예컨대 약 20nm 내지 1㎛의 두께를 가질 수 있다.
제3 보호막(80)은 유기 소자(10)를 봉지할 수 있는 어떠한 재료로 형성될 수 있으며, 무기물, 유기물, 유무기물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제3 보호막(80)은 예컨대 산화물, 질화물, 질산화물, 유기물 또는 유무기복합체를 포함할 수 있고, 예컨대 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 탄탈 및 규소 중 적어도 하나를 포함하는 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함할 수 있다. 제3 보호막(80)은 제1 보호막(60) 및 제2 보호막(70)과 상이한 물질을 포함할 수 있다.
제3 보호막(80) 또한 제2 보호막(70)과 마찬가지로 유기물의 열화와 무관하므로 높은 공정 온도에서 형성될 수 있으며 이에 따라 양질의 보호막을 형성할 수 있다.
제3 보호막(80)은 약 50nm 내지 500nm의 두께를 가질 수 있다.
제3 보호막(80) 위에 추가적인 봉지재(도시하지 않음)를 형성할 수 있다. 추가적인 봉지재는 예컨대 유리일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 일 구현예에 따른 유기 전자 소자의 제조 방법을 도 1을 참고하여 설명한다.
먼저 기판(도시하지 않음) 위에 제1 전극(20)을 형성한다. 제1 전극(20)은 예컨대 알루미늄, 은과 같은 금속 또는 ITO, IZO와 같은 도전성 산화물로 형성될 수 있다. 제1 전극(20)은 예컨대 스퍼터링 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서 제1 전극(20) 위에 유기층(40)을 형성한다. 유기층(40)은 적어도 1종의 유기물을 화학기상증착과 같은 건식 공정 또는 스핀코팅, 슬릿 코팅, 바 코팅, 잉크젯 인쇄와 같은 용액 공정으로 형성될 수 있다.
이어서 유기층(40) 위에 제2 전극(30)을 형성한다. 제2 전극(30)은 예컨대 알루미늄, 은과 같은 금속 또는 ITO, IZO와 같은 도전성 산화물로 형성될 수 있다. 제1 전극(20)은 예컨대 스퍼터링 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서 제2 전극(30) 위에 제1 보호막(60), 제2 보호막(70) 및 제3 보호막(80)을 차례로 형성한다.
제1 보호막(60)과 제2 보호막(70)은 동일한 물질로 서로 다른 공정 온도에서 증착될 수 있다.
제1 보호막(60)은 예컨대 산화물, 질화물 또는 질산화물을 증착하여 형성될 수 있으며, 예컨대 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 및 규소(Si) 중 적어도 하나를 포함하는 산화물, 질화물 또는 질산화물을 증착하여 형성될 수 있다.
제1 보호막(60)은 유기 소자(10)의 유기층(40)에 포함된 유기물이 열화되지 않는 온도에서 증착될 수 있으며, 예컨대 유기물의 유리 전이 온도(Tg) 또는 열분해온도(Td)보다 낮은 온도에서 증착될 수 있다.
제1 보호막(60)은 예컨대 약 110℃ 이하에서 증착될 수 있고, 상기 범위 내에서 약 50 내지 110℃의 온도에서 증착될 수 있다. 제1 보호막(60)은 상기 온도 범위에서 예컨대 원자막증착법으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 보호막(70)은 제1 보호막(60)과 동일한 물질을 증착하여 형성될 수 있다.
제2 보호막(70)은 제1 보호막(60)보다 높은 온도에서 증착될 수 있으며 예컨대 약 220℃ 이하에서 증착될 수 있다. 제2 보호막(70)은 상기 범위 내에서 약 80 내지 220℃의 온도에서 증착될 수 있고, 상기 범위 내에서 약 100 내지 200℃의 온도에서 증착될 수 있다. 제2 보호막(70)은 예컨대 원자막증착법, 화학기상증착법 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 제2 보호막(70)의 형성 전에 제1 보호막(60)을 형성함으로써 후속 공정에 의해 발생할 수 있는 유기 소자(10)의 열화를 방지할 수 있다. 또한 제2 보호막(70)이 공정 온도의 제약 없이 비교적 높은 온도에서 증착됨으로써 원하는 조건의 박막으로 형성될 수 있고 이에 따라 외부로부터 수분 및 산소의 유입을 효과적으로 차단 또는 감소시킬 수 있다.
이어서 제3 보호막(80) 위에 추가적인 봉지재를 형성할 수 있다. 추가적인 봉지재는 예컨대 유리일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 유기 전자 소자는 유기물을 포함하는 전자 소자는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 유기 발광 소자(organic light emitting device), 유기 광전 소자(organic photoelectric device), 유기 태양 전지(organic solar cell), 유기 광 센서, 광 검출기 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 유기 전자 소자는 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. 상기 전자 장치는 표시 장치, 센서, 카메라, 모바일 폰, 전기발생장치 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상기 유기 전자 소자가 유기 발광 소자인 경우 예컨대 유기 발광 표시 장치에 적용될 수 있으며, 상기 유기 전자 소자가 유기 광전 소자인 경우 예컨대 유기 이미지 센서에 적용될 수 있으며, 상기 유기 전자 소자가 유기 태양 전지인 경우 예컨대 유기 태양 전지 어셈블리에 적용될 수 있다.
이하 전자 장치의 일 예로 유기 이미지 센서를 예시적으로 설명한다.
도 2는 일 구현예에 따른 유기 이미지 센서를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2를 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 이미지 센서(300)는 광 감지 소자(52B, 52R), 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및 전하 저장소(55)가 집적되어 있는 반도체 기판(110), 하부 절연층(62), 색 필터 층(75), 상부 절연층(64), 유기 소자(10) 및 봉지 구조(50)를 포함한다.
반도체 기판(110)은 실리콘 기판일 수 있으며, 광 감지 소자(52B, 52R), 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및 전하 저장소(55)가 집적되어 있다. 광 감지 소자(52R, 52B)는 광 다이오드일 수 있다.
광 감지 소자(52B, 52R), 전송 트랜지스터 및/또는 전하 저장소(55)는 각 화소마다 집적되어 있을 수 있으며, 일 예로 도면에서 보는 바와 같이 광 감지 소자(52B, 52R)는 청색 화소 및 적색 화소에 포함될 수 있고 전하 저장소(55)는 녹색 화소에 포함될 수 있다.
광 감지 소자(52B, 52R)는 빛을 센싱하고 센싱된 정보는 전송 트랜지스터에 의해 전달될 수 있고, 전하 저장소(55)는 후술하는 유기 소자(10)와 전기적으로 연결되어 있고 전하 저장소(55)의 정보는 전송 트랜지스터에 의해 전달될 수 있다.
도면에서는 광 감지 소자(52B, 52R)가 나란히 배열된 구조를 예시적으로 도시하였으나 이에 한정되지 않고 청색 광 감지 소자(52B)와 적색 광 감지 소자(52R)가 수직으로 적층되어 있을 수도 있다.
반도체 기판(110) 위에는 또한 금속 배선(도시하지 않음) 및 패드(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 금속 배선 및 패드는 신호 지연을 줄이기 위하여 낮은 비저항을 가지는 금속, 예컨대 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(g) 및 이들의 합금으로 만들어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나 상기 구조에 한정되지 않고, 금속 배선 및 패드가 광 감지 소자(52B, 52R)의 하부에 위치할 수도 있다.
금속 배선 및 패드 위에는 하부 절연층(62)이 형성되어 있다. 하부 절연층(62)은 산화규소 및/또는 질화규소와 같은 무기 절연 물질 또는 SiC, SiCOH, SiCO 및 SiOF와 같은 저유전율(low K) 물질로 만들어질 수 있다. 하부 절연층(62)은 전하 저장소(55)를 드러내는 트렌치를 가진다. 트렌치는 충전재로 채워져 있을 수 있다.
하부 절연막(62) 위에는 색 필터 층(75)이 형성되어 있다. 색 필터 층(75)은 청색 화소에 형성되어 있는 청색 필터(75B)와 적색 화소에 형성되어 있는 적색 필터(75R)를 포함한다. 본 구현예에서는 녹색 필터를 구비하지 않은 예를 설명하지만, 경우에 따라 녹색 필터를 구비할 수도 있다.
색 필터 층(75)은 경우에 따라 생략될 수 있으며, 일 예로 청색 광 감지 소자(52B)와 적색 광 감지 소자(52R)가 수직으로 적층되어 있는 구조에서는 청색 광 감지 소자(52B)와 적색 광 감지 소자(52R)가 적층 깊이에 따라 각 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수할 수 있으므로 색 필터 층(75)을 구비하지 않을 수도 있다.
색 필터 층(75) 위에는 상부 절연층(64)이 형성되어 있다. 상부 절연층(64)은 색 필터 층(75)에 의한 단차를 제거하고 평탄화한다. 상부 절연층(64) 및 하부 절연층(62)은 패드를 드러내는 접촉구(도시하지 않음)와 녹색 화소의 전하 저장소(55)를 드러내는 관통구(85)를 가진다.
상부 절연층(64) 위에는 전술한 유기 소자(10)가 형성되어 있다. 유기 소자(10)는 유기 광전변환층일 수 있다.
유기 소자(10)는 전술한 바와 같이 제1 전극(20), 유기층(40) 및 제2 전극(30)을 포함한다.
제1 전극(20)과 제2 전극(30) 중 어느 하나는 애노드이고 다른 하나는 캐소드이다. 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 중 적어도 하나는 투광 전극일 수 있고, 상기 투광 전극은 예컨대 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전체, 또는 얇은 두께의 단일층 또는 복수층의 금속 박막으로 만들어질 수 있다. 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 중 하나가 불투광 전극인 경우 예컨대 알루미늄(Al)과 같은 불투명 도전체로 만들어질 수 있다.
일 예로, 제1 전극(20)과 제2 전극(30)은 모두 투광 전극일 수 있다.
유기층(40)은 p형 반도체와 n형 반도체가 포함되어 pn 접합을 형성하는 유기 광전변환층으로, 외부에서 빛을 받아 엑시톤을 생성한 후 생성된 엑시톤을 정공과 전자로 분리하는 층이다.
유기층(40)은 p형 반도체와 n형 반도체를 포함하고, p형 반도체와 n형 반도체 중 적어도 하나는 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기물을 포함할 수 있다. 상기 유기물은 예컨대 500nm 내지 600nm 사이에서 최대 흡수 파장(λmax)을 가질 수 있으며, 약 2.0 내지 2.5eV의 에너지 밴드갭을 가질 수 있다.
유기층(40)은 단일 층일 수도 있고 복수 층일 수 있다. 유기층(40)은 예컨대 진성층(I층), p형 층/I층, I층/n형 층, p형 층/I층/n형 층, p형 층/n형 층 등 다양한 조합일 수 있다.
진성층(I층)은 상기 p형 반도체와 상기 n형 반도체가 약 1:100 내지 약 100:1의 두께 비로 혼합되어 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 약 1:50 내지 50:1의 두께 비로 포함될 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 1:10 내지 10:1의 두께 비로 포함될 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 1:1의 두께 비로 포함될 수 있다. p형 반도체와 n형 반도체가 상기 범위의 조성비를 가짐으로써 효과적인 엑시톤 생성 및 pn 접합 형성에 유리하다.
p형 층은 상기 p형 반도체 화합물을 포함할 수 있고, n형 층은 상기 n형 반도체 화합물을 포함할 수 있다.
유기층(40)은 약 1nm 내지 500nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 약 5nm 내지 300nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위의 두께를 가짐으로써 빛을 효과적으로 흡수하고 정공과 전자를 효과적으로 분리 및 전달함으로써 광전 변환 효율을 효과적으로 개선할 수 있다. 유기층(40)은 흡수계수를 고려하여 예컨대 적어도 약 70% 이상, 예컨대 약 80% 이상, 예컨대 약 90%의 빛을 흡수할 수 있는 두께를 가질 수 있다.
유기 소자(10)는 제1 전극(20) 및/또는 제2 전극(30) 측으로부터 빛이 입사되어 유기층(40)이 소정 파장 영역의 빛을 흡수하면 내부에서 엑시톤이 생성될 수 있다. 엑시톤은 유기층(40)에서 정공과 전자로 분리되고, 분리된 정공은 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 중 하나인 애노드 측으로 이동하고 분리된 전자는 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 중 다른 하나인 캐소드 측으로 이동하여 유기 광전 소자(10)에 전류가 흐를 수 있게 된다.
제1 전극(20)과 유기층(40) 사이 및/또는 제2 전극(30)과 유기층(40) 사이에 보조층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 보조층은 유기층(40)에서 분리된 정공과 전자의 이동을 용이하게 하여 효율을 높일 수 있다. 보조층은 예컨대 유기물, 무기물 또는 유무기물을 포함할 수 있다. 상기 유기물은 정공 또는 전자 특성을 가지는 유기 화합물일 수 있고, 상기 무기물은 예컨대 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물, 니켈 산화물과 같은 금속 산화물일 수 있다.
유기 소자(10) 위에는 전술한 제1 보호막(60), 제2 보호막(70) 및 제3 보호막(80)을 포함하는 봉지 구조(50)가 형성되어 있다. 제1 보호막(60), 제2 보호막(70) 및 제3 보호막(80)을 포함하는 봉지 구조(50)는 전술한 바와 같다.
상기 유기 이미지 센서는 예컨대 모바일 폰, 디지털 카메라 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예들을 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
유기 전자 소자의 제작
실시예 1
유리 기판 위에 ITO를 스퍼터링하고 패터닝하여 하부 전극을 형성하고 그 위에 p형 반도체인 2-((5-(naphthalen-1-yl(phenyl)amino)selenophen-2-yl)methylene)-1H-cyclopenta[b]naphthalene-1,3(2H)-dione와 n형 반도체인 C60을 공증착하여 유기 광전변환층을 형성한다. 이어서 유기 광전변환층 위에 산화몰리브덴을 증착하고 그 위에 ITO를 스퍼터링하여 상부 전극을 형성한다. 이어서 상부 전극 위에 산화알루미늄을 100℃에서 원자막증착법을 사용하여 보호막을 형성하고 그 위에 유리판을 덮어 봉지된 유기 전자 소자를 제작한다.
실시예 2
유기 광전변환층의 p형 반도체로 2-((5-(naphthalen-1-yl(phenyl)amino)selenophen-2-yl)methylene)-1H-cyclopenta[b]naphthalene-1,3(2H)-dione 대신 2-((5-(naphthalen-1-yl(phenyl)amino)selenophen-2-yl)methylene)-1H-indene-1,3(2H)-dione을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작한다.
실시예 3
유리 기판 위에 ITO를 스퍼터링하고 패터닝하여 하부 전극을 형성하고 그 위에 p형 반도체인 2-((5-(naphthalen-1-yl(phenyl)amino)selenophen-2-yl)methylene)-1H-indene-1,3(2H)-dione와 n형 반도체인 C60을 공증착하여 유기 광전변환층을 형성한다. 이어서 유기 광전변환층 위에 산화몰리브덴을 증착하고 그 위에 ITO를 스퍼터링하여 상부 전극을 형성한다. 이어서 상부 전극 위에 산화알루미늄을 100℃에서 원자막증착법을 사용하여 하부 보호막을 형성하고 온도를 높여 160℃에서 다시 증착하여 중간 보호막을 형성한다. 이어서 중간 보호막 위에 산화질화규소(SiON)를 100℃에서 증착하여 상부 보호막을 형성하고 그 위에 유리판을 덮어 봉지된 유기 전자 소자를 제작한다.
실시예 4
유리 기판 위에 ITO를 스퍼터링하고 패터닝하여 하부 전극을 형성하고 그 위에 p형 반도체인 2-((5-(naphthalen-1-yl(phenyl)amino)selenophen-2-yl)methylene)-1H-indene-1,3(2H)-dione와 n형 반도체인 C60을 공증착하여 유기 광전변환층을 형성한다. 이어서 유기 광전변환층 위에 산화몰리브덴을 증착하고 그 위에 ITO를 스퍼터링하여 상부 전극을 형성한다. 이어서 상부 전극 위에 산화알루미늄을 100℃에서 원자막증착법을 사용하여 하부 보호막을 형성하고 온도를 높여 160℃에서 다시 증착하여 중간 보호막을 형성한다. 이어서 중간 보호막 위에 산화질화규소(SiON)를 160℃에서 증착하여 상부 보호막을 형성하고 그 위에 유리판을 덮어 봉지된 유기 전자 소자를 제작한다.
비교예 1
보호막을 형성하지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작한다.
비교예 2
보호막을 형성하지 않은 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작한다.
비교예 3
산화알루미늄을 140℃에서 증착하여 보호막을 형성한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 전자 소자를 제작한다.
평가
평가 1
실시예 1, 2와 비교예 1, 2에 따른 유기 전자 소자를 어닐링(annealing)하여 유기 전자 소자의 열화 정도를 평가한다.
평가는 실시예 1, 2와 비교예 1, 2에 따른 유기 전자 소자를 상온(25℃)부터 160 내지 180℃까지 온도를 상승시키면서 유기 전자 소자의 효율변화(ΔEQE)를 관찰함으로써 수행한다.
도 3은 실시예 1, 2와 비교예 1, 2에 따른 유기 전자 소자의 어닐링 온도에 따른 효율 변화를 보여주는 그래프이다.
도 3을 참고하면, 실시예 1에 따른 유기 전자 소자는 비교예 1에 따른 유기 전자 소자와 비교하여 온도에 따른 효율 변화 정도가 작은 것을 확인할 수 있고 실시예 2에 따른 유기 전자 소자는 비교예 2에 따른 유기 전자 소자와 비교하여 온도에 따른 효율 변화 정도가 작은 것을 확인할 수 있다.
구체적으로 비교예 1, 2에 따른 유기 전자 소자는 약 120℃ 이상의 온도에서 효율이 급격히 떨어지는데 반해, 실시예 1, 2에 따른 유기 전자 소자는 약 160 내지 180℃까지 효율 변화가 거의 없음을 확인할 수 있다. 이로부터 실시예 1, 2에 따른 유기 전자 소자는 보호막에 의해 유기 광전변환층의 열화가 방지될 수 있음을 확인할 수 있다.
평가 2
실시예 1과 비교예 3에 따른 유기 전자 소자의 전기적 광학적 특성을 평가한다.
평가는 실시예 1과 비교예 3에 따른 유기 전자 소자의 전류 밀도 및 파장에 따른 효율을 측정함으로써 수행한다.
도 4는 실시예 1과 비교예 3에 따른 유기 전자 소자의 전류 밀도를 보여주는 그래프이고, 도 5는 실시예 1과 비교예 3에 따른 유기 전자 소자의 파장에 따른 효율을 보여주는 그래프이다.
도 4를 참고하면, 실시예 1에 따른 유기 전자 소자는 비교예 3에 따른 유기 전자 소자와 비교하여 양호한 전류 밀도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 5를 참고하면, 실시예 1에 따른 유기 전자 소자는 비교예 3에 따른 유기 전자 소자와 비교하여 약 500 내지 600nm 파장 영역, 즉 녹색 파장 영역에서 더 높은 효율을 보이는 것을 확인할 수 있다.
이로부터, 비교적 낮은 온도에서 보호막을 형성한 실시예 1에 따른 유기 전자 소자는 비교적 고온에서 보호막을 형성한 비교예 3에 따른 유기 전자 소자와 비교하여 유기 광전변환층의 열화가 방지될 수 있음을 확인할 수 있다.
평가 3
실시예 3, 4에 따른 유기 전자 소자를 장시간 고온다습 환경에 두고 전기적 광학적 특성의 변화를 평가한다.
평가는 85℃의 온도 및 85%의 습도가 설정된 실험기 내에 실시예 3, 4에 따른 유기 전자 소자를 약 1200시간 동안 보관하면서 전기적 광학적 특성의 변화를 관찰함으로써 수행한다.
도 6은 실시예 3, 4에 따른 유기 광전 소자의 시간에 따른 효율 변화를 보여주는 그래프이고, 도 7은 실시예 3, 4에 따른 유기 전자 소자의 시간에 따른 누설전류 변화를 보여주는 그래프이다.
도 6을 참고하면, 실시예 3, 4에 따른 유기 전자 소자는 약 1200시간이 경과할 때까지 효율 변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.
도 7을 참고하면, 실시예 3, 4에 따른 유기 전자 소자는 약 1200시간이 경과할 때까지 누설 전류의 변화가 크지 않음을 확인할 수 있다.
또한 도 6 및 도 7을 참고하면, 중간 보호막 및 상부 보호막을 160℃에서 형성한 실시예 4에 따른 유기 전자 소자의 열화 정도가 더욱 작은 것을 확인할 수 있다.
이로부터 실시예 3, 4에 따른 유기 전자 소자는 하부 보호막에 의해 유기 광전변환층을 보호하므로 후속 공정에서 고온에 노출되어도 유기 전자 소자의 전기적 광학적 특성의 열화가 방지될 수 있음을 알 수 있다. 이에 따라 고온의 보호막을 형성할 수 있으므로 더욱 양호한 성능을 가지는 봉지 구조를 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 권리 범위에 속하는 것이다.
10: 유기 소자
20: 제1 전극 30: 제2 전극
40: 유기층 50: 봉지 구조
52B, 52R: 광 감지 소자
55: 전하 저장소
62, 64: 절연층 60: 제1 보호막
70: 제2 보호막 80: 제3 보호막
100: 유기 전자 소자 300: 이미지 센서

Claims (18)

  1. 유기물을 포함하는 유기 소자,
    상기 유기 소자 위에 위치하는 제1 보호막,
    상기 제1 보호막 위에서 상기 제1 보호막과 맞닿게 위치하고 상기 제1 보호막과 동일한 물질을 포함하되 막질이 상이한 제2 보호막, 여기서 상기 막질은 투과전자현미경(TEM)으로 관찰되고, 그리고
    상기 제2 보호막 위에서 상기 제2 보호막과 맞닿게 위치하고 상기 제1 보호막 및 상기 제2 보호막에 포함된 물질과 상이한 물질을 포함하는 제3 보호막
    을 포함하고,
    상기 제2 보호막은 상기 제1 보호막보다 두꺼운 유기 전자 소자.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 보호막과 상기 제2 보호막은 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함하는 유기 전자 소자.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 보호막과 상기 제2 보호막은 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 탄탈 및 규소 중 적어도 하나를 포함하는 산화물, 질화물 또는 질산화물을 포함하는 유기 전자 소자.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 제2 보호막은 상기 제1 보호막보다 막 밀도가 높고,
    상기 제1 보호막은 2.5 이상의 막 밀도를 가진 알루미늄 산화물을 포함하고,
    상기 제2 보호막은 2.8 이상의 막 밀도를 가진 알루미늄 산화물을 포함하는
    유기 전자 소자.
  6. 제1항에서,
    상기 제2 보호막은 상기 제1 보호막보다 높은 온도에서 형성되는 유기 전자 소자.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 보호막은 50 내지 110℃에서 형성되고,
    상기 제2 보호막은 80 내지 220℃에서 형성되는
    유기 전자 소자.
  8. 삭제
  9. 제1항에서,
    상기 제1 보호막은 1nm 내지 50nm의 두께를 가지고,
    상기 제2 보호막은 20nm 내지 1㎛의 두께를 가지는
    유기 전자 소자.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 보호막과 상기 제2 보호막은 각각 산화알루미늄을 포함하고,
    상기 제3 보호막은 산화질화규소를 포함하는 유기 전자 소자.
  11. 제1항에서,
    상기 유기 소자는
    서로 마주하는 제1 전극과 제2 전극, 그리고
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하고 상기 유기물을 포함하는 유기층
    을 포함하는 유기 전자 소자.
  12. 제11항에서,
    상기 유기물은 도전성 화합물, 절연성 화합물, 반도체 화합물, 흡광 화합물 및 발광 화합물 중 적어도 하나인 유기 전자 소자.
  13. 유기물을 포함하는 유기 소자를 제조하는 단계,
    상기 유기 소자 위에 제1 온도에서 제1 보호막을 형성하는 단계,
    상기 제1 보호막 위에 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 상기 제1 보호막과 동일한 물질을 공급하여 제2 보호막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 제2 보호막 위에 상기 제1 보호막 및 상기 제2 보호막에 포함된 물질과 상이한 물질을 공급하여 제3 보호막을 형성하는 단계
    를 포함하는 유기 전자 소자의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 온도는 50 내지 110℃인 유기 전자 소자의 제조 방법.
  15. 제13항에서,
    상기 제2 온도는 80 내지 220℃인 유기 전자 소자의 제조 방법.
  16. 제13항에서,
    상기 제1 보호막은 원자막증착법으로 형성되는 유기 전자 소자의 제조 방법.
  17. 제13항에서,
    상기 유기 소자를 제조하는 단계는
    제1 전극을 형성하는 단계,
    상기 제1 전극의 일면에 적어도 1층의 유기층을 형성하는 단계, 그리고
    상기 유기층의 일면에 제2 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 유기 전자 소자의 제조 방법.
  18. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제7항 및 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017029877A1 (ja) * 2015-08-19 2017-02-23 ソニー株式会社 絶縁材料、電子デバイス及び撮像装置
WO2017159025A1 (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 ソニー株式会社 光電変換素子および固体撮像装置
FR3098996A1 (fr) * 2019-07-16 2021-01-22 Isorg Capteur d'images

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009095989A (ja) * 2007-10-12 2009-05-07 Fujifilm Corp ガスバリアフィルムおよび環境感受性デバイス
JP2013504776A (ja) * 2009-09-10 2013-02-07 サン−ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイション 放射線を収集し又は放出するデバイスのための保護基材

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4556282B2 (ja) * 2000-03-31 2010-10-06 株式会社デンソー 有機ｅｌ素子およびその製造方法
US6759146B2 (en) 2001-11-08 2004-07-06 Xerox Corporation Organic devices
JP4911445B2 (ja) 2005-06-29 2012-04-04 富士フイルム株式会社 有機と無機のハイブリッド光電変換素子
JP4719597B2 (ja) 2006-03-16 2011-07-06 富士フイルム株式会社 光電変換素子及び固体撮像素子
JP5332934B2 (ja) 2009-06-18 2013-11-06 住友化学株式会社 有機光電変換素子
JP4852663B2 (ja) 2010-02-09 2012-01-11 富士フイルム株式会社 光電変換素子及び撮像素子並びにそれらの駆動方法
KR101942092B1 (ko) 2012-07-30 2019-01-25 한국전자통신연구원 유기발광소자 제조방법
WO2014103150A1 (ja) 2012-12-28 2014-07-03 パナソニック株式会社 固体撮像装置およびその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009095989A (ja) * 2007-10-12 2009-05-07 Fujifilm Corp ガスバリアフィルムおよび環境感受性デバイス
JP2013504776A (ja) * 2009-09-10 2013-02-07 サン−ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイション 放射線を収集し又は放出するデバイスのための保護基材

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