KR20120120196A - 개선된 밀봉 특성을 갖는 밀봉장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플렉서블 고분자 물질로 이루어진 두 개의 케이스 (12) 및 상기 케이스의 각각을 충전하는 적어도 1종의 소수성 물질 (14)을 포함하는 밀봉장치 (2)에 관한 것으로서, 상기 각 케이스는 밀봉공간을 구획하며, 상기 케이스 (12)는 적층되어 있고 그 주연부에서 밀봉식으로 상호연결되며, 밀봉 공간 (6)은 봉입하고자 하는 디바이스를 수용하기 위한 것으로서 두 개의 케이스 사이에서 한정된다.

Description

개선된 밀봉 특성을 갖는 밀봉장치{Encapsulation device having improved sealing}

본 발명은 개선된 밀봉 특성을 갖는 밀봉장치, 예를 들어 유기 광전지에 사용되는 밀봉장치, 및 상기 밀봉장치와 상기 밀봉장치에 봉지된 광전지와 같은 디바이스로 이루어진 어셈블리에 관한 것이다.

유기 태양전지는 결정 또는 다결정 실리콘 광전지와 비교하여 특정의 기계적 유연성을 구비하며 특히 제조 단가 측면에서 저렴한 이점을 갖고 있다.

그러나 유기 태양전지는 습기 및 산소에 민감한 결점을 갖고 있다. 만약 유기 태양전지가 적절하게 보호되지 못하면 유기 태양전지의 수명이 감소된다. 그러므로 유기 태양전지를 습기 및 산소로부터 보호하는 것이 바람직하다.

여러 가지 밀봉기술이 알려져 있다.

문헌 (Krebs F. et al , Solar Energy Materials and Solar cells 90(2006), 3633-3643)에 기술된 기술중의 하나에 의하면, 두 개의 커버 사이에 광전지를 위치시키고 두 개의 커버를 조인트를 사용하여 밀봉한다. 보다 특히, 상기 인용된 문헌에서는 커버중의 하나는 유리판이고, 다른 하나는 알루미늄판이며, 조인트는 유리섬유강화 에폭시 재료로 이루어져 있다. 습기 및 산소에 대하여 효율적이면서 충분하게 밀봉하기 위해서는, 두꺼운 유리판을 사용해서 밀봉할 필요가 있다.

한편으로는, 상기 어셈블리는 무시할 수 없는 중량을 갖는다. 다른 한편으로는, 상기 어셈블리는 봉지된 셀에 더 이상 유연성을 제공하지 않는다. 따라서, 결과적으로, 이 기술은 작은 표면적을 갖는 경우에만 제한적으로 사용된다.

밀도가 높은 금속 산화물층으로 덮힌 두 개의 유기 고분자층 사이에 유기발광다이오드를 동봉하는 기술도 알려져 있는데, 상기 유기 고분자는 가스가 투과하는 성질을 갖고 있다. 상기 금속 산화물층은 진공증착에 의하여 형성된다. 따라서, 이 기술은 고가의 장비가 필요하여, 광전지 제조 비용 절감 측면에서 바람직하지 못하다. 이 기술은 문헌 (Burrows P. et al ., Ultra barrier flexible substrates for flat panel displays , in Displays 22 (2001) 65-69)에 기재되어 있다.

또한, 광전지를 밀봉된 케이스 (sealed case)에 위치시키고 상기 케이스내에 오일을 채워 상기 광전지를 상기 오일에 침지하는 기술이 알려져 있다. 광전지가 침지된 오일은 소수성으로 말미암아 오일에 젖은 광전지의 습기 및 산소에 대한 배리어를 형성할 수 있게 된다. 그러나 광전지를 형성하는데 사용된 유기 고분자가 오일에 가용화되어 상기 광전지가 열화될 위험성이 존재한다.

따라서 본 발명의 목적은 보호될 하나 이상의 디바이스, 예를 들어, 광전지를 습기 또는 산소 그리고 보다 일반적으로 가스로부터 효율적으로 보호하는 밀봉장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 디자인이 단순하고, 저 중량이면서 유연성이 보존되는 밀봉장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적은 내부 밀봉공간을 구획하는 적어도 하나의 벽(wall)을 포함하는 밀봉장치에 의하여 달성되며, 상기 내부 밀봉공간에는 보호할 디바이스 또는 대상체 (object)가 위치되며 상기 구획 (partition)은 소수성 액체로 채워진 플렉서블 (flexible) 고분자 케이스로 이루어진다.

환언하면, 플렉서블 용기가 형성되며, 상기 용기의 벽은 밀봉오일 (confined oil)로 이루어지며 상기 오일은 내용물로부터 격리되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 보호될 디바이스는 오일 배리어와 접촉되지 않은 상태에서 상기 오일 배리어에 의하여 습기 및 대기로부터 보호된다. 뿐만 아니라 상기 오일은 광선에 대하여 매우 투명하여 디바이스의 정상 동작을 방해하지 않는다. 상기 디바이스는 광전지일 수 있다.

또한 밀봉장치는 오일 및 비교적 얇은 플렉서블 고분자로 이루어진 케이스만을 포함하기 때문에 중량이 감소된다.

본 발명의 주요 주제는 밀봉공간 (sealed space)을 구획하는 플렉서블 고분자로 이루어진 적어도 하나의 케이스 및 상기 케이스를 충전하는 적어도 1종의 소수성 물질을 포함하는 밀봉장치에 대한 것이다.

상기 적어도 하나의 케이스는 고분자 물질로 이루어진 제1시트와 고분자 물질로 이루어진 제2시트를 포함하며, 상기 제1시트와 제2시트는 그 외연부 (exterior edge)에서 상호연결되어 상기 두 시트 사이에 존재하는 소수성 물질에 대한 밀봉부피 (sealed volume)를 한정한다.

상기 밀봉장치는 플렉서블 고분자 물질로 이루어진 두 개의 케이스와 상기 케이스 각각을 충전 (filling)하는 적어도 1종의 소수성 물질을 포함하며, 각 케이스는 소수성 물질에 대한 밀봉공간을 구획하며, 상기 케이스는 적층되어 있고 그 주연부 (peripheral edge)에 밀봉식으로 상호연결되며, 밀봉공간은 두 개의 케이스 사이에서 한정된다.

상기 적어도 하나의 케이스의 내표면에 대한 소수성 물질의 액적의 접촉각은 60°미만, 바람직하게는 30°미만, 그리고 보다 더 유리하게는 10° 미만이다.

상기 케이스의 내표면에 대한 액상의 소수성 물질의 부착에너지는 0.03 J/m² 초과, 유리하게는 0.45 J/m² 초과이다.

상기 소수성 물질의 물에 대한 용해도는 10^-3 (fr.mol) 이하, 유리하게는 10 ^-4(fr.mol) 이하이다.

유리하게는 상기 액상의 소수성 물질은 점도가 10^-3 Pa.s 이상이다.

상기 적어도 하나의 케이스내에 갇힌 액상의 소수성 물질은 예를 들어 5 ㎛ 내지 5 mm의 두께를 갖고 있다. 적어도 하나의 케이스의 벽 두께는 10 ㎛ 내지 500 ㎛ 이다.

상기 케이스는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 (PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 에틸 비닐 아세테이트 (EVA) 코폴리머 또는 폴리비닐알콜 (PVA)로 이루어진다.

예를 들어, 소수성 물질은 미네랄 오일, 실리콘 오일, 파라핀 오일, 천연 오일, 지방산 또는 장쇄 알킬 에스테르 (long alkyl chain ester) 또는 C₁₂H₂₆ 내지 C₁₆H₃₄ 시리즈의 알칸과 같은 알칸이다.　　　　　　　　　　　　　　　　

본 발명의 다른 주제는 상기 밀봉장치에 봉입된 디바이스이며, 상기 디바이스는 예를 들어 광전지 또는 유기 발광 다이오드이다.

본 발명의 또 다른 주제는 본 발명의 밀봉장치를 제조하는 방법에 대한 것이며, 상기 제조방법은

a) 소수성 물질이 안에 위치하며 플렉서블 고분자로 이루어진 케이스를 형성하는 단계;

b) 상기 케이스를 밀봉방식으로 밀봉하는 단계;를 포함한다.

일 구현예에 따르면, a) 단계는 개구부를 구비하며 플렉서블 고분자로 이루어진 케이스를 제조하는 공정과, 상기 케이스에 소수성 물질을 충전하는 공정을 포함한다.　 a) 단계는 유사 또는 동일한 사이즈의 플렉서블 고분자로 된 두 개의 시트를 적층하여 그들의 주연부를 실질적으로 정렬시키는 공정과, 일 부분을 제외한 상기 주연부를 밀봉방식으로 결합하여 주입구 (filling opening)을 제공한다.

b) 단계 이전에, 유리하게는 주입구의 적어도 에지부는 소유성 물질로 피복된다.

다른 일구현예에 의하면, a) 단계중에, 케이스의 하나 이상의 시트의 단부는 소유성 물질로 피복되며, 시트중의 하나는 소수성 물질로 코팅된다.

다른 실시예에 의하면, a) 단계 이전에, 소수성 물질은 온도를 낮추고 블록으로 형상화하여 고화되며, a) 단계중에 상기 케이스는 상기 고체 블록 주위에 형성된다. 소수성 물질의 예로는 테트라데칸이 있다.

유리하게는 고체 블록은 볼록 표면 (convex surface)을 갖는다.

시트의 연결 및/또는 주입구의 폐쇄 (closing)는 예를 들어 히트실링 (heat sealing) 또는 본딩 (bonding)에 의하여 이루어진다.

본 발명의 또 다른 주제는 봉입될 디바이스(들)을 본 발명의 밀봉 장치에 위치하는 단계, 및 상기 밀봉장치를 히트실링 (heat sealing) 또는 본딩 (bonding) 에 의하여 폐쇄 (closing)하는 단계를 포함한다.

본 발명은 하기 상세한 설명 및 첨부된 도면들에 의하여 더 잘 이해될 것이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 밀봉 장치의 단면도를 나타낸 것이고,
- 도 2는 도 1의 밀봉장치의 구성요소 (element)를 보여주는 도면이고,
-도 3a 도 3b는 본 발명에 따른 제조방법의 일구현예에서 사용된 소수성 물질로 이루어진 블록의 형상에 대한 예를 나타낸 것이고,
-도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 밀봉 장치의 대표적인 변형예를 보여주는 개략도이다.

도 1은 본 발명에 따른 밀봉 장치 (2)의 일구현예가 나타나 있는데, 상기 밀봉장치의 내부에는 봉입될 디바이스 (4), 예를 들어, 광전지가 위치해 있다.

상기 밀봉장치(2)는 상기 봉입될 디바이스 (4)를 수용하기 위한 내부 밀봉공간 (6)을 구비한다.

구현예에서, 봉입될 광전지와 같은 디바이스 (4)는 그 표면에 비하여 작은 두께를 갖고 있고, 도 1에 나타난 밀봉장치 (2)는 광전지의 형상에 적합한 형상을 갖고 있다.

상기 밀봉장치 (2)는 두 개의 벽 (8.1),(8.2)을 구비하며, 상기 두 개의 벽중 하나의 벽이 다른 벽 위에 위치되며, 상기 두 개의 벽은 외측 윤곽(exterior contour) (10.1),(10.2)에 걸쳐 밀봉되도록 연결된다. 따라서, 상기 연결된 두 개의 벽은 봉입될 디바이스 (4)가 위치되는 밀봉 공간 (6)을 정한다. 도 1에서 벽 (8.1)은 봉입될 디바이스 (4)의 상부 면을 피복하고 벽 (8.2)는 봉입될 디바이스 (4)의 하면을 피복한다.

각 벽 (8.1),(8.2)는 플렉서블 고분자 (12)로 이루어진 밀봉 케이스 (12) 및 상기 케이스 (12)를 충전하는 소수성 물질 (14)을 포함한다. 도 2에서는 벽 (8.1)만 도시되어 있다.

소수성 물질은 물에 대한 친화력이 나쁜 물질을 의미한다.

소수성 물질은 투과성 요소의 확산 즉 고분자 케이스를 통과하는 것을 막기 위하여 동작 온도에서 액상인 것을 선택하며, 보다 일반적으로 상온에서 액체인 것을 선택한다. 또한, 이로써 유기 광전지와 같은 봉입될 디바이스가 유연성을 보존할 수 있도록 배치되는 것이 가능해진다. 그 결과, 봉입된 디바이스가 사용될 환경의 온도에 따라 소수성 물질이 선택될 수 있다.

상세한 설명의 나머지 부분에서, 용어 "소수성 액체 (hydrophobic liquid)"는 소수성 물질을 지칭할 때 사용되며, 그 물질이 고체 형태일 때 명백해진다.

소수성 액체는 케이스 (12)에 충전되어 케이스가 공기 또는 가스를 더 이 상 함유하지 않도록 상기 케이스 (12)에 충전된다. 그렇지 않으면 공기 또는 가스가 봉입될 디바이스와 접촉하고 있는 고분자 시트를 통과하여　상기 디바이스의 성능을 저하할 위험성이 있다.

상기 케이스 (12)는 예를 들어 고분자로 된 두 장의 시트 (16.1) 및 (16.2)로 이루어지며, 이 두 장의 시트는 예를 들어 히트실링 (heat sealing)에 의하여 결합되어 이들 사이에 소수성 액체 (14)를 가두는 밀봉용량을 정한다.

상기 케이스 (12)는 오직 한 개의 절첩가능한 고분자 시트를 이용하여 형성할 수도 있으며, 소수성 액체는 도 4에 개략적으로 나타난 바와 같이 상기 시트의 두 개의 절첩부 (folded parts) 사이에 위치할 수 있다.

소수성 액체가 채워진 단일 케이스로 이루어진 큰 사이즈의 벽을 이용하여 밀봉장치를 제조하는 것도 가능하다고 보며, 도 5에 개략적으로 나타난 바와 같이 큰 사이즈의 벽이 봉입될 디바이스 (4)를 감싸도록 절첩된다.

사등분으로 접히는 고분자 시트를 사용하는 것도 가능하다. 제1폴딩(folding)은 소수성 액체로 채워질 공간을 한정하고,　제2 폴딩(folding)은 봉입될 디바이스의 위치를 정한다.

유리하게는, 소수성 액체 (14) 및 상기 소수성 액체 (14)가 접촉하고 있는 케이스 (12)의 내표면은, 소수성 액체가 내표면에 대하여 우수한 젖음성을 가지도록 선택된다. 이와 같은 우수한 젖음성으로 인하여 케이스의 충전 (filling)중 소수성 액체의 공간과 케이스의 벽 사이에 가스 버블이 형성되는 것이 억제된다. 최종적으로 케이스의 내표면에 대한 소수성 액체의 액적의 접촉각은 60° 미만, 유리하게는 30° 미만, 보다 유리하게는 10° 미만이다.

접촉각은 고분자의 고유의 성질에 기인하거나 또는 케이스의 내표면의 처리에 의하여 얻어진다.

또한 보다 유리하게는, 소수성 액체 및 고분자 및/또는 케이스의 내표면 처리는 부착 에너지가 0.03 J/m² 초과, 더 유리하게는 0.045 J/m²가 되도록 선택된다.

부착 에너지는 하기식으로 표시된다.

E_adhesion = σ×(1+ cosθ)

σ는 소수성 액체의 액체-기체 계면에너지이고,

θ는 케이스 (12)의 내표면에 대한 소수성 액체의 접촉각이다.

밀봉장치 (2)가 변형되었을 때, 특히 밀봉장치가 플렉서블 디바이스를 포함하고 있을 때, 이와 같은 부착 에너지값을 선택함에 따라 소수성 액체의 디웨팅(dewetting) 위험성이 상당히 줄어들게 된다. 이후, 소수성 액체는 케이스의 전체적인 내표면과 접촉된 상태를 유지하며, 이로써 고분자 케이스 (12)를 통과할 수 있는 습기 및 가스의 상기 케이스 (12)로의 침입의 위험성을 줄여준다. 결과적으로, 오일에 의하여 형성된 배리어를 손상시킬 위험성 없이 디바이스의 유연성을 폭넓게 이용할 수 있다.

소수성 액체 막의 두께는 유리하게는 5㎛ 내지 5mm이다.

또한, 밀봉장치 (2)의 벽의 습기에 대한 밀봉특성을 더 높이기 위하여 유리하게는 물에 대한 최소 용해도를 갖는 소수성 액체가 선택된다. 유리하게는 소수성 물질은 물에 대한 용해도가 10^-3 (fr.mol) 이하, 더 유리하게는 10^-4 (fr.mol) 이하 일 수 있다. fr. mol은 몰 분율을 나타내며: 소수성 액체의 1몰에서　 가용화될 수 있는 물의 몰수이다.

우선적으로, 소수성 액체는 가능한 높은 점도를 갖도록 선택하여, 소수성 액체의 공간을 통한 대류에 의하여 기포 및 유용성 가스의 이동을 피하는 것이 가능하다.　 점도는 유리하게는 10^-3 Pa.s 이상이다.

예를 들어, 실시되는 소수성 액체는 미네랄 오일, 실리콘 오일, 파라핀 오일, 천연 오일, 지방산 또는 장쇄 알킬산 (long alkyl chain acid)이다. 또한 소수성 액체는 알칸일 수 있다. 소수성 액체는 예를 들어 특히 C₁₂H₂₆ 내지 C₁₆H₃₄인 것이 적절하다.

에스테르와 지방산과 같은 장쇄 알킬 유기 분자는 극성이 낮아 물에 대한 용해도가 낮다. 더욱이 장쇄 알킬 유기 분자는 상당히 큰 점도를 갖고 있다.

소수성 액체는 단일 타입의 액체 또는 상기 실시예로서 인용한 것과 같은 소수성 액체들의 혼합물로 이루어진다.

봉입될 디바이스 (4)가 광전지인 경우, 입사광선을 수용하는 벽을 형성하는 케이스의 어셈블리 (고분자 및 소수성 액체 (14) 또는 소수성 액체의 혼합물)는　전체 가시광 영역에 대하여 적어도 80% 투과되도록 선택되는 것이 유리하다.

상기 고분자는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 (PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 에틸 비닐 아세테이트 (EVA) 코폴리머 또는 폴리비닐알콜 (PVA) 중에서 선택될 수 있다.

또한 케이스의 두께는 유리하게는 10 ㎛ 내지 500㎛이며, 이 때, 상기 케이스는 우수한 강성 (rigidity) 및 인성 (tenacity)을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 밀봉장치의 제조방법의 다른 실시예를 기술하면 다음과 같다.

제조방법의 첫번째 실시예에 의하면, 각 케이스 (12)는 실질적으로 동일한 치수를 갖는 고분자로 된 두 매의 시트 (16.1) (16.2)를 적층한 후, 그 주연부를 예를 들어 히트실링 (heat sealing)으로 결합하여 형성된다. 히트실링(heat sealing)에 의하여 형성된 케이스는 누설이 없다. 두 매의 시트 사이에 소수성 액체를 도입할 수 있도록 주연부의 영역만이 밀봉되지 않는다. 이와 같이 밀봉이 안 된 주연부의 영역이 주입구 (filling opening)를 형성한다.

그리고 나서 소수성 액체 또는 소수성 액체들의 혼합물은 주입구, 예를 들어 캐뉼라 (cannula)를 통하여 두 매의 시트 (16.1) (16.2) 사이에 주입된다.

유리하게는, 남아있는 공기 기포는 주입구를 통하여 배출된다. 이러한 배출은 가압성형 (pressing)에 의하여 이루어진다.

이후, 주입구는 예를 들어 실링, 유리하게는 히트실링 또는 본딩에 의하여 폐쇄 (closing)된다. 히트실링은 접착제를 미리 도포할 필요가 없기 때문에 공정이 단순하다는 이점이 있다.

유리하게는, 주입구를 특정하는 밀봉될 부분을 특수처리할 수 있는데, 이 특수 처리로 인하여 실링에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 소수성 액체의 침착을 피할 수 있게 된다. 예를 들어 상기 처리는 밀봉될 부분에 소유성 물질 (oleophobic material)을 미리 도포하는 것에 있다. 용어 "소유성 (oleophobic)"은 오일에 대하여 친화력이 낮은 물질을 나타낸다.

상기 처리는 케이스의 고분자 시트상에 직접적으로 소유성 물질을 도포하거나 또는 소수성 액체와 배합할 수 없는 다른 유기 고분자의 작은 표면에 본딩하는 것을 말한다.

소유성 물질은 예를 들어 가열 수단에 의하여 경화가능한 퍼플루오로알킬화된 측쇄를 포함하는 유기실란 프리폴리머일 수 있다.

따라서 케이스에 소수성 액체를 충전하는 동안 상기 소수성 액체는 소유성 물질의 존재로 인하여 주입구에 도포되지 않는다. 밀봉되지 않은 나머지 에지부는 소수성 액체가 필요 없어, 실링의 실시를 용이하게 한다.

이어서, 제1벽 (8.1)이 얻어진다.

제2벽 (8.2)은 제1벽과 동일한 방법에 따라 형성된다.

그리고 나서 봉입될 디바이스는 두 개의 벽 사이에 위치되며, 이들의 에지부는 서로 같은 공간에서 만나, 예를 들어 히트실링에 의해 밀봉결합된다.

예를 들어, 어셈블리는 건조 및 중성 분위기하에서 실시되며, 밀봉 과정시 습기 및 공기가 제거된다.

최종적인 히트실링이 제1히트실링 과정 이후에 실시되며, 이에 따라 표면의 손실을 방지하거나, 제1히트 실링을 보충하게 된다.

예를 들어 실링은 두 개의 표면 사이에서 실시된다.

제조방법에 대한 두번째 실시예에 의하면, 밀봉될 시트의 영역, 즉 시트의 에지부에 사전 소유성 처리 (prior oleophobic treatment)가 실시된다. 이 처리는 예를 들어 고분자 시트상에 물질의 직접 증착에 의해 행해진다.

소수성 액체의 스프레드 코팅 (spread coating)에 의한 증착이 상기 시트중의 하나에 실시되며, 소수성 액체는 소유성 처리가 없는 영역에서 자연적으로 위치되며 봉지될 영역은 소수성 물질로 오염되지 않는다. 그 다음에 히트실링이 실시된다.

그 다음에 제2벽은 동일한 방법으로 형성되며 두 개의 벽은 봉입될 디바이스 주위에서 결합된다.

세번째 실시예에 의하면, 소수성 액체로부터 얻어진 블록은 사전에 가스를 제거하고 융점 (melting temperature) 이하의 온도에서 사용된다.

이렇게 얻어진 블록은 제1고분자 시트상에 증착된다. 제2시트는 가스를 포함하지 않도록 블록의 비피복부에 평평하게 놓이게 된다. 시트는 예를 들어 히트실링에 의해 밀봉 결합된다. 이후, 제1벽이 마련된다.

유리하게는, 상기 블록은 공기를 포획할 위험성을 갖는 캐비티를 형성하지 않고 공기를 손쉽게 포위할 수 있는 형상을 갖고 있다. 예를 들어 블록은 볼록 표면 (convex face)을 갖고 있다.

도 3a 및 도 3b는 상기 블록의 구현예를 나타내고 있다. 도 3a에서 블록은 단면이 타원인 실린더 형상을 가지고 있고, 도 3b에서는 블록은 프리즘 형상을 가지고 있다.

제2벽은 유사한 방법으로 형성된다. 봉입될 디바이스는　이렇게 형성된 두 개의 벽 사이에 위치하며, 밀봉영역은 서로 만나게 된다. 에지부는 예를 들어 히트실링에 의해 밀봉식으로 결합된다.

예로서, 데트라데칸이 소수성 물질로서 사용되며, 데트라데칸의 융점은 5.5℃이다. 테트라데칸은 0℃에서는 블록 형태를 갖고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)로 된 두 매의 시트 사이에 매립된다. 상온에서 사용되면, 테트라데칸은 녹아서 액체가 된다. 그 다음에 밀봉장치는 플렉서블해진다.

봉입된 디바이스 전기적 접속이 필요한 경우, 밀봉장치의 외부에 전기적으로 접속되는 밀봉된 단자 (outlet)은 당업자에게 알려진 방법에 따라 제작된다.

상술한 제조방법의 단계를 조합하여 제공될 수 있음이 명백한 것으로 이해된다.

본 발명에 의하면,　예를 들어 소수성 액체와의 직접적인 접촉으로 인한 광전지의 가용화와 같은 봉입된 디바이스의 열화의 위험성 없이 가스에 대한 확산 배리어로서의 액상의 이점 및 습기에 대한 특정 배리어로서의 소수성의 이점 얻어진다.

또한 밀봉장치는 다루기 쉽고 소수성 액체는 고분자 포켓 (pocket)안에 가두어 진다.

또한 밀봉 장치의 크기는 봉입될 디바이스의 크기에 따라 맞출 수 있다.

본 발명에 의하면, 목표로 하는 응용에 응하여 밀봉장치의 외부 또는 내부 표면상에 여러가지 처리 (예를 들어 칼라의 도포, 반사방지 보호, 스크래치 방지 보호 등)를 실시하는 것도 가능하다.

또한 본 발명에 의하면, 밀봉 장치에 의해 봉입된 여러가지 디바이스를 예를 들어 히트실링 또는 본딩에 의하여 매우 용이하게 조립할 수 있고, 그렇게 함으로써 봉입된 디바이스의 "플렉시블 시트"를 형성할 수 있는데, 상기 플렉서블 시트는 광전지 경우에 특히 흥미있게 다루어지고 있다.

도 6에 개략적으로 나타난 바와 같이, 그리드 패턴으로 밀봉 또는 본딩된 두 장의 고분자 시트를 이용하여 오일이 채워진 복수개의 케이스를 형성함으로써 여러 가지 밀봉장치를 동시에 형성하는 것이 가능하다. 이러한 타입의 두 개의 케이스를 적층하여 직접적으로 봉입된 전지를 시트 형태로 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 따른 밀봉 장치는 대기, 특히 습기에 대한 보호가 필요한 봉입될 모든 타입의 디바이스에 적용 가능하다. 예를 들어 본 발명에 따른 밀봉장치는 유기 광전지, 유기 발광 다이오드 (OLED), 전자 디바이스, 마이크로밧데리, 센서, MEMS, NEMS을 밀봉하는데 사용된다.

본 발명에 따른 밀봉 장치는 또한 반대 방향 (opposite sense)에서 사용될 수 있다. 다시 말해서 밀봉장치 안에 들어있는 가스가 빠져나가는 것을 막기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어,　탄산가스 음료의 팩키징은 본 발명에 따른 밀봉장치를 구비하여 제조될 수 있다.

Claims (23)

1. 밀봉장치에 수용된 대상체 (object)로 이루어진 어셈블리로서, 상기 밀봉장치는 적어도 1종의 액체 소수성 물질로 충전되고 플렉서블 고분자 물질로 만들어진 적어도 하나의 케이스를 포함하며, 상기 케이스는 상기 대상체를 수용하는 밀봉 공간 (sealed space)을 구획하며, 상기 장치가 상기 소수성 물질과 격리된 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 케이스 (12)는 그 외연부 (exterior edge)에서 상호 연결된 제1고분자 시트 (16.1)와 제2고분자 시트 (16.2)를 포함하여, 상기 두 장의 시트 (16.1, 16.2) 사이의 상기 소수성 물질에 대한 밀봉 부피 (sealed volume)를 한정하는 어셈블리.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 플렉서블 고분자 물질로 이루어진 두 개의 케이스 (12) 및 상기 케이스 (12)의 각각을 충전하는 적어도 1종의 소수성 물질을 포함하며, 상기 각 케이스는 상기 소수성 물질에 대한 밀봉 공간을 구획하며, 상기 케이스 (12)는 적층되어 있고 그 주연부 (peripheral edge)에 밀봉식으로 상호연결되며, 밀봉 공간 (6)이 상기 두 개의 케이스 (12) 사이에서 한정되는 어셈블리.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 케이스 (12)의 내표면에 대한 상기 소수성 물질의 액적의 접촉각이 60 °미만인 어셈블리.
5. 제4항에 있어서, 상기 케이스 (12)의 내표면에 대한 상기 소수성 물질 (14)의 액적의 접촉각은 30° 미만, 유리하게는 10°　미만인 어셈블리.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 케이스 (12)의 내표면에 대한 액상의 상기 소수성 물질의 부착에너지는 0.03 J/m² 초과, 유리하게는 0.45 J/m² 초과인 어셈블리.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소수성 물질의 물에 대한 용해도는 10^-3 (fr.mol) 이하, 유리하게는 10 ^-4(fr.mol) 이하인 어셈블리.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액상의 소수성 물질은 점도가 10^-3 Pa.s 이상인 어셈블리.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 케이스내에 갇혀 있는 상기 액상의 소수성 물질 (14)의 두께가 5 ㎛ 내지 5㎜인 어셈블리.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 케이스 (12)의 벽 두께는 10 ㎛ 내지 500 ㎛인 어셈블리.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스 (12)는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 (PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 에틸 비닐 아세테이트 (EVA) 코폴리머 또는 폴리비닐알콜 (PVA)로 이루어지는 어셈블리.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소수성 물질 (14)은 미네랄 오일, 실리콘 오일, 파라핀 오일, 천연오일, 지방산 또는 장쇄 알킬 에스테르 또는 C₁₂H₂₆ 내지 C₁₆H₃₄ 시리즈의 알칸과 같은 알칸인 어셈블리.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체 (4)는 광전지 또는 유기 발광 다이오드인 어셈블리.
14. 제1항 내지 제13항중 어느 한 항에 따른 어셈블리의 제조방법으로서, 상기 대상체(들)를 상기 밀봉장치의 케이스내에 배치하는 단계 및 예를 들면 히트실링 또는 본딩을 이용하여 상기 밀봉장치를 밀봉 방식으로 폐쇄 (closing)하는 단계를 포함하는 어셈블리의 제조방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 제조방법은,
    a)　상기 소수성 물질 (14)이 안에 위치하며 플렉서블 고분자로 이루어진 케이스 (12)를 형성하는 단계; 및
    b) 상기 케이스 (12)를 밀봉방식으로 밀봉하는 단계를 포함하는 어셈블리의 제조방법.
16. 제15항에 있어서, a) 단계는 개구부를 구비하며 플렉서블 고분자로 이루어진 케이스를 제조하는 공정과, 상기 케이스에 소수성 물질을 충전하는 공정을 포함하는 어셈블리의 제조방법.
17. 제16항에 있어서, a) 단계는 유사 또는 동일한 사이즈의 플렉서블 고분자로 된 두 개의 시트 (16.1, 16.2)를 적층하여 그들의 주연부를 실질적으로 정렬시키는 공정 및 일부분을 제외한 상기 주연부를 밀봉방식으로 결합하여 주입구 (filling opening)을 제공하는 공정을 포함하는 어셈블리의 제조방법.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서, b) 단계 이전에, 상기 주입구의 적어도 에지부가 소유성 물질 (oleophobic material)로 피복되는 어셈블리의 제조방법.
19. 제15항에 있어서, a) 단계중, 상기 케이스 (12)의 하나 이상의 시트 (16.1, 16.2)의 에지부가 소유성 물질로 피복되며, 상기 시트의 하나가 상기 소수성 물질로 코팅되는 어셈블리의 제조방법.
20. 제15항에 있어서, a) 단계 이전에, 상기 소수성 물질 (14)은 온도를 낮추고 블록으로 형상화하여 고화되며, a) 단계 동안에 상기 케이스 (12)는 상기 고체 블록 주변에 형성되는 어셈블리의 제조방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 소수성 물질 (14)은 테트라데칸인 어셈블리의 제조방법.
22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 소수성 물질의 블록은 볼록 표면을 갖는 어셈블리의 제조방법.
23. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트 (16.1, 16.2)의 결합 및/또는 상기 주입구의 폐쇄 (closing)는 히트실링 또는 본딩에 의하여 수행되는 어셈블리의 제조방법.

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