KR20100108335A - 수분 반응성 물질을 갖는 캡슐화 층 및 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스 - Google Patents
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Abstract
디바이스는 기판 (2) 상에 위치된 적어도 하나의 광전자 유기 컴포넌트 (1) 및 적어도 하나의 투명면 (transparent face) 을 포함한다. 컴포넌트 (1) 는 적어도 하나의 배리어 층 (6) 과 수분 반응성 층 (5) 을 포함하는 캡슐화 층 (3) 에 의해 커버된다. 수분 반응성 층 (5) 은 알칼리토 금속 물질, 알칼리 금속 및 유기-금속 유도체로부터 선택된 수분 반응성 물질 (4) 을 포함한다. 이 물질 (4) 은 유기 매트릭스 (7) 내에서 분산된 복수의 노듈 형태 또는 연속 층의 형태로 수분 반응성 층 (5) 내에 위치될 수도 있다.
Description
본 발명은, 기판 상에 위치된 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스에 관한 것이고, 상기 유기 컴포넌트는 적어도 하나의 수분 반응성 (moisture-reactive) 층을 포함하는 패키징 층에 의해 커버되어 있고, 상기 수분 반응성 층은 매트릭스 내에서 분산된 수분 반응성 물질의 노듈 (nodule) 을 포함한다.
광전자 유기 컴포넌트 (optoelectronic organic component) (예를 들어, 유기 발광 다이오드) 가 점점 더 많이 사용되고, 그 용도의 수는 계속적으로 증가하고 있다. 그러나, 이러한 신규의 용도의 요구사항들을 충족시키기 위해서는, 외부 환경에 내성이 있는 더욱 소형의 투명 보호 수단을 제조하는 것이 필요해지고 있다. 사실상, 유기 발광 다이오드가 보호되지 않거나 또는 그들의 보호가 외부 컨디션에 완벽하게 적합하지 않는 경우, 다이오드는 열화한다. 본질적으로, 다이오드의 열화는, 패키징 수단을 통과하고 다이오드를 구성하는 물질과 반응하는 외부 분위기에 있는 수분에 의해 야기된다.
종래 방법에서, 도 1 에 도시된 바와 같이, 다이오드는, 다이오드 (1) 가 그 위에 집적된 기판 (2) 과 글래스 커버 (9) 사이에 윤곽이 정해진 밀폐형 캐비티 (8) 내에 캡슐화되어 있다. 이 캐비티는 주위 밀봉을 형성하는 접착제 (10) 의 비드에 의해 바운딩된다 (bounded). 그러나, 접착제 (10) 의 비드는 수분에 대한 그 불침투성과 관련하여 제한된 성능을 나타낸다. 다음으로, 고체 게터 물질 (11; solid getter material) 이 캐비티 내에 위치되어 벽을 통과하는 수분과 반응하고, 이에 따라 다이오드를 보존한다.
그러나, 이러한 유형의 패키징은 오직 강성 (rigid) 기판, 및/또는 게터 물질을 다이오드 옆에 집적시키기에 충분히 큰 캐비티와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 유형의 집적은 저비용으로 통상의 제품에 대한 산업화를 하는 것은 어렵다.
또한, 모놀리식 패키징 (monolithic packaging), 즉, 수분에 대항하여 우수한 배리어 품질을 갖는 하나 이상의 층에 의해 형성된 패키징 (예를 들어, Al2O3/폴리머/Al2O3 또는 SiOx/SiN/SiOx 스택) 을 사용하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 패키징 층의 두께는 제한되어 있어서, 패키징 층의 불침투성은 시간이 지남에 따라서 충분한 강도가 확보되는 것을 가능하게 하지 않는다.
본 발명의 목적은, 구현하기에 용이하고 외부 분위기의 수분에 대항하여 광전자 유기 컴포넌트의 강화된 보호를 제공하는 패키징 층을 갖는 디바이스를 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면, 본 목적은 첨부된 청구범위에 의해 달성되고, 상기 매트릭스가 유기적이라는 사실에 의해 더욱 특정되며, 상기 수분 반응성 물질은 알칼리토 (alkaline-earch) 및 알칼리 물질로부터 선택되고, 상기 유기 매트릭스는 나프틸페닐비페닐 (BPhen) 계 물질, 8-히드록시퀴놀린계 물질, 스피로 TAD 계 물질, 스피로 TTB 계 물질, 스피로-NPB 계 물질, 스피로-TPD 계 물질, TMM4 계 물질, SEB010 계 물질 및 BCP 계 물질로부터 선택된다.
다른 이점 및 특징은, 비제한적인 예시의 목적만으로 주어지고 첨부된 도면에서 표현된 본 발명의 특정 실시형태의 이하의 설명으로부터 더욱 확실하게 명백해질 것이다.
도 1 은 종래 기술에 따른 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 2 및 도 3 은 본 발명에 따른 디바이스의 2 개의 특정 실시형태들의 단면도를 나타낸다.
도 1 은 종래 기술에 따른 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 2 및 도 3 은 본 발명에 따른 디바이스의 2 개의 특정 실시형태들의 단면도를 나타낸다.
도 2 에 도시된 것과 같이, 기판 (2) 상에 적어도 하나의 유기 컴포넌트 (1) 가 위치되어 전체 또는 부분적인 디바이스를 형성한다. 유기 컴포넌트 (1) 는 발광부 및/또는 수광부, 예를 들어, 유기 발광 다이오드 또는 광전지 (photovoltaic cell) 일 수 있다. 또한, 유기 컴포넌트 (1) 는 유기 트랜지스터일 수 있다. 기판 (2) 은, 예를 들어 실리콘 또는 유리로 이루어진 강성 기판, 또는 예를 들어 폴리머 물질 (예를 들어, PET (PolyEthylene Terephtalate) 또는 PEN (PolyEthylene Naphtalene)) 로 이루어진 연성 (flexible) 기판일 수 있다. 이 디바이스는, 광전자 유기 컴포넌트 (1) 가 발광 및/또는 수광 컴포넌트인 경우, 그 컴포넌트의 동작 파장이 투과되는 것을 가능하게 하는 적어도 하나의 투명면 (transparent face) 을 포함한다.
기판 (2) 상에 위치된 유기 컴포넌트 (1) 는, 외부 환경의 수분에 대항하여 이 컴포넌트를 보호하기 위해 패키징 층 (3) 에 의해 커버된다. 패키징 층 (3) 은, 그 자신이 수분 반응성 물질을 포함하는 연속 수분 반응성 층 (5) 을 포함한다. 또한, 패키징 층 (3) 은 외부 환경의 수분에 대해 낮은 투과성을 나타내는 배리어 물질층 (6) 을 포함한다.
도 2 에 도시된 특정 실시형태에서, 수분 반응성 층 (5) 은, 배리어 층 (6) 이 그 상부에 증착되어 있는 수분 반응성 물질의 연속 필름에 의해 형성된다.
도 3 에 도시된 제 2 실시형태에서, 수분 반응성 층 (5) 은 유기 매트릭스 (7) 내에서 분산된 수분 반응성 물질의 복수의 노듈 (4) 에 의해 형성된다.
수분 반응성 물질은, 예를 들어, 알칼리 원소, 알칼리토 원소 또는 이들 물질들 중 하나에 기초한 합금으로부터 선택된 물질이다. 수분 반응성 물질은, 칼슘 (Ca), 세슘 (Ce) 또는 바륨 (Ba) 으로부터 형성되고, 물리적 기상 증착에 의해 증착되는 것이 바람직하다. 그러나, 수분 반응성 물질은 유기-금속 유도체, 예를 들어, AlQ3 (트리스(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄), GaQ3 또는 InQ3 일 수 있다.
층 (5) 이 알칼리 원소 또는 알칼리토 원소로 이루어진 연속 필름으로 형성되는 경우, 그 두께는 통상적으로 투명하게 유지하는 것을 가능하게 하는 대략 몇개의 원자 단층이다. 바람직하게는, 수분 반응성 층 (5) 의 두께는 5㎚ 미만이다. 패키징 층이 실질적으로 불투명할 수 있는 경우, 예를 들어, 유기 발광 다이오드가 기판을 통해서 광 방사선을 방출하거나 (바닥 방출) 또는 그 컴포넌트가 유기 트랜지스터인 경우에는 더 큰 두께가 사용될 수 있다. 또한, 수분 반응성 층 (5) 이 50 과 100㎚ 사이에 포함된 두께를 통상적으로 갖는 AlQ3 으로 이루어질 수 있다.
층 (5) 이 수분 반응성 물질의 노듈 (4) 을 포함하는 유기 매트릭스 (7) 에 의해 형성되는 경우, 투명한 층 (5) 이 획득되어야 한다면, 유기 매트릭스 (7) 는 컴포넌트 (1) 의 동작 파장 내에서의 투명 물질들로부터 선택된다.
바람직하게는, 유기 매트릭스 (7) 는 BPhen (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린) 계 물질, 8-히드록시퀴놀린계 물질, 스피로-TAD (2,2',7,7'-테트라키스-(디-페닐아미노)-9,9'-스피로비플루오렌) 계 물질, 스피로-TTB(2,2',7,7'-테트라키스-(N,N'-디-p-메틸페닐아미노)-9,9'-스피로비플루오렌) 계 물질, 스피로-NPB (N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민) 계 물질, 스피로-TPD (2,2',7,7'-테트라-(m-톨릴-페닐아미노)-9,9'-스피로비플루오렌) 계 물질, TMM4 계 물질, SEB010 계 물질, 및 BCP 계 물질로부터 선택된다. 통상적으로, 유기 매트릭스의 두께는, 이 층이 투명으로 유지되기 위해서는, 100㎚ 이하이다. 그러나, 투명도가 요구되지 않는 경우에는 더 큰 두께가 통합될 수 있다. 이러한 물질은, 이 물질이 다이오드 제조 프로세스에서 활성 유기층으로서 이미 통합되어 있는 경우를 이용하는 것이 바람직하다. 이들은, 특히, 다이오드 자체로서 동일한 증착 챔버 내부에 증착될 수 있다.
또한, 바람직한 방식에서는, 유기 매트릭스 (7) 는 투명성을 유지하기 위해 수분 반응성 물질의 2중량% 미만을 함유한다. 예시적인 목적을 위해, 수분 반응성 층 (5) 은 칼슘의 2% 를 포함하는 BPhen (4,7-디페닐-1,10-페난트롤린) 의 층에 의해 형성될 수 있다.
수분 반응성 층 (5) 이 투명하게 되도록 두께/수분 반응성 물질 농도 쌍이 정의되는 것이 바람직하다.
도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 외부 환경의 수분과 수분 반응성 층 (5) 사이의 접촉을 지연시키기 위해 수분 반응성 층 (5) 상에 배리어 층 (6) 이 위치된다. 바람직하게, 패키징 층 (3) 은 광전자 유기 컴포넌트 (1) 으로부터 수분 반응성 층 (5) 을 분리시키는 다른 배리어 층 (6) 을 포함한다.
배리어 층 (6) 이 수분 반응성 층 (5) 상에 증착될 때, 이 수분 반응성 층 그리고 특히 유기 매트릭스의 물질이 이러한 증착물과 상용가능해야 한다. 유리 전이 온도가 충분히 높은 (예를 들어, 100℃ 초과) 유기 물질이 선택되어 가능한 결정화 문제를 회피하는 것이 바람직할 것이다. Bphen 은 낮은 유리 전이 온도를 갖기 때문에, 사용되지 않는 것이 바람직할 것이다.
패키징 층 (3) 은 배리어 층 (6) 과 수분 반응성 층 (5) 의 교번에 의해 형성되는 것이 바람직하고, 또한 패키징 층 (3) 은 배리어 층 (6) 에 의해 시작하고 종료한다.
배리어 층 (6) 은 ALD (원자층 증착; Atomic Layer Deposition) 에 의해 증착된 알루미나 (Al2O3) 로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나, 배리어 층 (6) 은 예를 들어 실리콘 산화물 (SiO2), 화학량론적인 또는 화학량론적이 아닌 실리콘 질화물 (SixNy), 또는 실리콘 산질화물 (SiOxNy) 로 이루어질 수 있고, 플라즈마 강화된 화학 기상 증착 또는 원자층 증착에 의해 증착될 수 있다. 통상적으로, 배리어 층 (6) 의 두께는 5 와 100㎚ 사이로 구성된다.
패키징 층 (3) 을 통해서 광 투과가 발생하는, 패키징 층을 형성하는 상이한 층들의 두께는 후속 과정을 위해 투명하도록 선택된다.
수분 반응성 층 (5) 이 물질 (4) 의 연속 필름에 의해 형성되는 경우, 수분 반응성 층 (5) 의 전체 두께는 칼슘층 (5) 에 대해서는 5㎚ 이하인 것이 바람직하고 AlQ3 의 층 (5) 에 대해서는 100㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 수분 반응성 층 (5) 이 물질 노듈 (4) 을 갖는 유기 매트릭스 필름에 의해 형성되는 경우, 이러한 전체 두께는 100㎚ 미만인 것이 바람직하다.
바람직하게, 기판이 플라스틱 또는 폴리머로 이루어진 경우에는, 추가적인 수분 반응성 층이 컴포넌트 (1) 와 기판 (2) 사이에 증착될 수 있다.
또한, 후속 과정이 수분에 대항하는 배리어를 형성하기 위한 충분한 고유의 특성을 나타내지 않는 경우, 반응성 물질의 노듈 (4) 이 기판 내에 위치될 수 있다.
Claims (11)
- 기판 (2) 상에 위치된 적어도 하나의 유기 컴포넌트 (1) 를 포함하는 디바이스로서,
상기 유기 컴포넌트 (1) 는 적어도 하나의 수분 반응성 층 (5) 을 포함하는 패키징 층 (3) 에 의해 커버되고, 상기 수분 반응성 층은 매트릭스 내에서 분산된 수분 반응성 물질 (4) 의 노듈 (4) 을 포함하고,
상기 매트릭스는 유기 매트릭스 (7) 이고, 상기 수분 반응성 물질은 알칼리토 및 알칼리 물질로부터 선택되고, 상기 유기 매트릭스는 나프틸페닐비페닐 (BPhen) 계 물질, 8-히드록시퀴놀린계 물질, 스피로 TAD 계 물질, 스피로 TTB 계 물질, 스피로-NPB 계 물질, 스피로-TPD 계 물질, TMM4 계 물질, SEB010 계 물질 및 BCP 계 물질로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 수분 반응성 물질은 칼슘, 세슘 및 바륨으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스. - 제 2 항에 있어서,
상기 수분 반응성 물질은 칼슘이고,
상기 유기 매트릭스는 나프틸페닐비페닐 (BPhen) 계 물질인 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수분 반응성 층 (5) 은 상기 수분 반응성 물질의 연속 필름에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스는 적어도 하나의 배리어 층 (6) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스. - 제 5 항에 있어서,
상기 배리어 층 (6) 은 상기 수분 반응성 층 (5) 위에 위치되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스. - 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 배리어 층 (6) 은 상기 수분 반응성 층 (5) 과 상기 유기 컴포넌트 (1) 사이에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스. - 제 5 항에 있어서,
상기 패키징 층 (3) 은 상기 배리어 층 (6) 과 상기 수분 반응성 층 (5) 의 교번에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판 (2) 은 폴리머 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 컴포넌트 (1) 와 상기 기판 (2) 사이에 추가적인 수분 반응성 층이 위치되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 컴포넌트 (1) 는 발광 다이오드, 광전지 (photovoltaic cell) 또는 유기 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 유기 컴포넌트를 포함하는 디바이스.
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