KR20240004309A

KR20240004309A - 광전자 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물

Info

Publication number: KR20240004309A
Application number: KR1020237035478A
Authority: KR
Inventors: 피에르파올로 스피넬리; 마테우스 시가이; 콘라드 보이치에호프스키; 탄자 이바노프스카
Original assignee: 사울 에스.에이.
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2024-01-11
Also published as: EP4064378C0; JP2024512522A; EP4064378B1; US20240172472A1; ES2980711T3; EP4064378A1; WO2022200357A1; CN117296469A; PL4064378T3

Abstract

광전자(OP) 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물로서, 기판(11); 전극 구조물(13); 및 기판(11)과 전극 구조물(13) 사이에 배열된 배리어 구조물(12)을 포함하는, 광 투과성 다층 구조물이 제공된다. 다층 구조물은, 예컨대 유연한 포일과 같은 변형 가능한 형태로 준비될 수 있으며, 페로브스카이트 또는 유기 PV 디바이스, 또는 OLED와 같은 다양한 OP 디바이스에서 구현될 수 있다.

Description

광전자 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물

본 개시는 광전자(OP; optoelectronic) 디바이스를 위한 광 투과성 전극 다층 구조물에 관한 것이다. 다층 구조물은, 예컨대 유연한 포일과 같은 변형 가능한 형태로 준비될 수 있고, 페로브스카이트 또는 유기 PV 디바이스, 또는 OLED와 같은 다양한 OP 디바이스에서 구현될 수 있으며, 전극 중 하나로서, 바람직하게는 OP 디바이스의 감광성 재료 옆의 전면 전극으로서, 작용할 수 있다.

특허 문헌들로부터 다양한 OP 디바이스를 위한 얇은 박형 다층 구조물이 알려져 있다.

국제 특허 출원 WO2018139945에서는, 플라스틱 포일 기판, 전도성 층, 및 전도성 층과 플라스틱 기판 사이에 배열된 배리어 층으로 구성된 반투명 광전자 포일을 기재한다. 배리어는 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 실리콘 산화질화물, 실리콘 질화물, 유기 실리콘 화합물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 크롬 산화물, 및 파릴렌으로부터 선택된 재료로 제조되며, 배리어 층은 단층 또는 다층 구조물일 수 있다. 전도성 층은 적어도 2개의 서브층(sublayer)을 포함한다: 산화물 층(예컨대, AZO, IZO, FTO, ZTO, ITO, GZO, GIO, IO:H, CdO 또는 TiOx), 및 Al, Ti, Ni, Cr, Au, Mg, Ta, Ge, Ag, Cu, Zr, Pt 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 구성된 금속 층. 플라스틱 포일 기판과 전도성 층 사이에 배열된 배리어 층의 존재로 인해, 포일은 하루 10^-3 내지 10^-6 g/m² 범위의 수증기 투과율(WVTR; water vapor permeability rate)을 나타내며, 그 뿐만 아니라 높은 소수성 및 UV 방사선 저항성을 포함한 안정적인 배리어 특성을 나타낸다. 포일의 전도성 층은 단일의 두꺼운 전도성 ITO(인듐 주석 산화물)에 대한 대안이다.

또한, 미국 특허 출원 US20140054578에서는, 주로 유기 폴리머 층, 및 폴리머층에 대항하여 위치된 전극으로 구성된 다층 전자 디바이스를 기재한다. 전극은 얇은 금속성 층, 제1 배리어 스택으로 불리는 습기 및 가스에 대한 배리어, 반사 방지 코팅, 및 산화되거나 산화되지 않는 금속으로 제조된 오버블로커(overblocker) 층으로 구성된다. 이 오버블로커 층은 산화 또는 질화 분위기 하에 후속 층의 퇴적 동안 얇은 금속성 층을 보호하기 위한 것이다. 전자 디바이스의 다층 구조물은, 예컨대 ZnO/Ag/Ti/TiO_x와 같은 아키텍처를 수반할 수 있으며, 따라서 하나의 금속 층(Ag)이 또다른 금속 층(Ti)에 인접하도록 할 수 있다. 디바이스 아키텍처 내에서 전극 층의 구성 배리어 스택은 굴절률이 낮은 층과 높은 층이 번갈아 이루어지며, 이러한 방식으로 전극 구조물 내에 간섭 필터를 제공한다. 따라서 배리어 스택은 전극의 얇은 금속성 층의 반사 방지 효과에 참여한다.

특허 출원 EP2871681에서는, 캐리어 기판 및 전극 코팅을 갖춘 광전지용 후면 접촉 기판을 기재한다. 기판의 전극 층은, 두께 80 내지 300 nm의 Al에 기초한 금속성 박막, 예컨대 Mo 또는 W에 기초한, 황화 또는 셀렌화 시 접촉을 형성할 수 있는 오믹 접촉 필름, 및 금속성 층과 오믹 접촉 필름 사이에 20 내지 50 nm의 두께의 셀렌화에 대한 배리어로 구성된다. 그러나 이러한 설계는 각자의 층의 배열에 대한 또다른 가능성을 제안하는 것은 아니다. 또한, 상기 배리어 층은 나트륨 이동만을 효과적으로 제어할 수 있다.

또한, 특허 출원 EP2720276에서는, 금속 확산으로부터 보호하는 다층 금속 확산 배리어를 포함한 태양 전지 기판을 기재한다. 금속 확산 배리어는 다음 재료로 제조된다: Cr, Ni, Ti, 및 금속 산화물. 사용되는 재료의 이러한 선택은 층이 불순물: Na 및 Fe의 확산을 억제할 수 있게 한다. 이 확산 배리어 층은 태양 전지 기판에서 하부 기판과 하부 전극 사이에 배열된다. 이러한 아키텍처는 기판의 확산 방지 효과를 제공한다; par. 0043: “(…) 금속 층을 산화물 층과 함께 형성함으로써 간섭으로 인해 다층 확산 배리어 층이 상이한 재료 유형 간에 형성된 계면에서 Na 및 Fe와 같은 불순물의 확산을 차단하기 위한 배리어로서 기능하도록 (… )”. 이 솔루션에서는 금속 층이 기판에 직접 적용되고 산화물 금속 층은 두 금속 사이(다층 확산 배리어 층 내)에만 배치되어 Na 및 Fe 침투를 효과적으로 억제한다.

광 투과율은 다층 광전자(OP) 디바이스의 기능에 중요한 요소이다. 따라서, 매우 투명한 반사 방지 코팅은 통상적으로, 프레넬(Fresnel) 반사 손실을 감소시킴으로써 OP 디바이스의 층 구조를 통과할 수 있는 광의 양을 증가시키는 것을 목표로 OP 디바이스 다층 구조물 내에 포함된다. 이는 디바이스의 효율성을 향상시킨다. 반사 방지 코팅은 통상적으로 디바이스의 외부 면 상에 퇴적된 외부 코팅의 투명 기판에 적용된다. 반사 방지 코팅은 예컨대 유리 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 따라서 반사 방지 코팅은 광범위한 광 파장 및 입사각에 걸쳐 표면 반사 손실을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 통상적으로, 반사 방지 코팅은 높은 굴절률과 낮은 굴절률의 재료 층이 번갈아 쌓인 스택 구조를 수반하는 다층 설계로 이루어진다. 또한 OP 디바이스 아키텍처 내에서 재료의 적절한 배열 및 그의 두께에 의해 반사 손실의 감소도 또한 얻을 수 있다.

실질적으로 굴절률(n)은 광이 재료를 얼마나 빠르게 통과하는지 기술하는 무차원 숫자로서 정의된다. 이는 n = c/v로서 정의되며, 여기서 c는 진공에서의 광의 속력이고 v는 주어진(고려된) 매질(재료)에서의 광의 위상 속도이다. 예를 들어 실리콘 이산화물(SiO₂)은, 그의 낮은 굴절률, 양호한 내구성 및 내환경성으로 인해 반사 방지 코팅 제조에 사용되는 것으로 알려져 있다.

또한, 과학 간행물 "High Refractive Index Polymer Coatings for Optoelectronics Applications" T. Flaim, et all, Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, February 2004 DOI: 10.1117/12.513363에서는, 평면 패널 디스플레이, 이미징 센서, 광자 회로 및 발광 다이오드와 같은 OP 애플리케이션을 위한 고굴절률 폴리머 코팅을 기재한다. 폴리머 코팅 재료는 1.6 내지 1.9 범위 값의 굴절률을 가지며, 디바이스의 발광 또는 감광 부분에 적용된다. 이는 OP 디바이스 내부에 있는 능동 회로부의 높은 굴절률로부터 공기의 낮은 굴절률로 점진적 전환을 허용하며, 그에 의해 광이 디바이스 안팎으로 보다 효과적으로 결합될 수 있도록 하여 디바이스 효율성 및/또는 이미지 품질을 증가시킨다. 코팅은 티타늄 이산화물 폴리머 전구체 및 호환가능한 유기 폴리머로 제조되는 유기-무기 하이브리드 재료로 제조된다.

또한, 국제 특허 출원 WO2015/140090A1에서는, 전극을 포함한 투명 기판 형태의 층상 광자 디바이스를 기재한다. 디바이스는 스택, 지지체, 배리어 층, 산란 층, 평활화 층, 배리어 서브층, 결정화 서브층, 금속 전도 층 및 버퍼층으로 배열된 층으로 구성된다. WO2015/140090A1에 따르면 배리어 서브층은 화학물질에 대해 전극 층을 보호하며, 특히 유리로 제조된 지지체로부터 나오는 알칼리성 물질의 이동에 의한 오염으로부터 보호한다. 그러나 이 문헌은 배리어 서브층의 굴절률 값에 대해서는 언급하지 않고 있으며, 또한 배리어 서브층의 재료 선택과 관련하여 해당 문제에 아무런 제한도 두지 않는다. 반대로, WO2015/140090A1은 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물, 알루미늄 산화물, 이트륨 산화물, 아연-주석의 혼합 산화물, 아연알루미늄, 아연-티타늄, 아연-인듐, 주석-인듐, 실리콘 질화물, 실리콘 산화질화물, 실리콘 산화탄화물, 실리콘 산화탄화질화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화질화물, 알루미늄-실리콘의 혼합 질화물, 및 알루미늄-실리콘의 혼합 산화질화물을 포함하여 배리어 서브층에 대한 광범위한 재료를 제시한다. 버퍼 서브층의 두께는 20 nm에서 200 nm까지 다양할 수 있다. 위의 파라미터는 매우 넓은 범위의 굴절률 값만 예상할 수 있지만, WO2015/140090A1에서는 언급되지 않는다.

위에서 인용한 간행물에서 알 수 있듯이, OP 디바이스를 위한 다층 구조물의 아키텍처는, OP 디바이스의 광 투과율과 배리어 특성을 모두 개선하여 그의 효율성을 향상시키고 다양한 OP 디바이스의 수명을 연장하는 것을 목표로 지속적인 개발을 진행하고 있다.

따라서, OP 디바이스 전용 전극 기능의 광 투과성 다층 구조를 더 개발하여, 개선된 광 투과, OP 디바이스 내부의 산소 및 수분 침투 제한, 및 그의 OP 셀 설계 내의 상기 다층 구조를 채용한 OP 디바이스의 향상된 화학적 안정성을 포함하여 그의 배리어 특성을 더욱 개선하는 것이 바람직할 것이다. 특히 개선된 변형성, 특히 유연성을 나타내는 다층 구조를 개발하여 그의 응용범위를 넓히는 것이 더욱 바람직할 것이다.

광전자(OP) 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물에 있어서, 기판(11); 전극 구조물(13); 및 상기 기판(11)과 상기 전극 구조물(13) 사이에 배열된 배리어 구조물(12)을 포함하고, 상기 배리어 구조물(12)은 배리어 스택으로 배열된 배리어 층들을 포함하며, 상기 배리어 스택은 상기 기판(11)에 인접한 백킹(backing) 층(A), 상기 전극 구조물(13)에 인접한 버퍼 층(C), 및 상기 백킹 층(A)과 상기 버퍼 층(C) 사이에 배열된 차단 층(B)을 포함하고, 상기 전극 구조물(12)은 전극 스택으로 배열된 전극 층들을 포함하며, 상기 전극 스택은 유전체 층(E), 및 상기 배리어 구조물(12)의 버퍼 층(C)과 상기 유전체 층(E) 사이에 배열된 금속성 층(D)을 포함하고, 상기 버퍼 층(C)은 TiO_x, ZrO₂, Nb₂O₅, TeO₂ 및 ZnS로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며, 상기 버퍼 층(C)의 모든 재료는 2.2 내지 2.6 범위의 굴절률 값을 갖고, 상기 버퍼 층(C)의 총 두께는 10 내지 60 nm이고, 상기 금속성 층(D)은 은(Ag), 및 Al, Cu, Ti, Ge, Zn 및 Cr로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물이 개시된다.

바람직하게는, 상기 금속성 층(D)은 4 내지 13 mm의 총 두께를 갖는다.

바람직하게는, 상기 유전체 층(E)은 인듐 산화물(In₂O₃), 주석 산화물(SnO₂), 아연 산화물(ZnO), 바나듐 산화물(V₂O₅), 몰리브덴 산화물(MoO₃), 텅스텐 산화물(WO₃), 주석 인듐 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 알루미늄 아연 산화물(AZO) 및 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 투명 전도성 산화물(TCO)을 포함한다.

바람직하게는, 상기 유전체 층(E)은 20 내지 80 nm의 총 두께를 갖는다.

바람직하게는, 상기 차단 층(B)은 AlO_x, SnO_x, ZnO_x, HfO_x, Al_yTi_zO, Al_yZr_zO 및 Al_yZn_zO로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하며, 상기 차단 층(B)의 모든 재료는 1.5 내지 2.1 범위의 굴절률 값을 갖는다.

바람직하게는, 상기 차단 층(B)은 10 내지 100 nm의 총 두께를 갖는다.

바람직하게는, 상기 백킹 층(A)은 TiO_x, SnO_x, ZrO_x, HfO_x, Al_yTi_zO 및 Al_yZr_zO로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 산화물을 포함한다.

바람직하게는, 상기 백킹 층(A)은 2 내지 20 nm의 총 두께를 갖는다.

바람직하게는, 상기 백킹 층(A)의 모든 재료는 1.6 내지 2.6 범위의 굴절률 값(n)을 갖는다.

바람직하게는, 상기 버퍼 층(C)은 주로 TiO_x를 포함하며, 상기 버퍼 층(C)의 모든 재료는 2.4 내지 2.5 범위의 굴절률 값(n)을 갖는다.

바람직하게는, 상기 버퍼 층(C)은 20 내지 50 nm의 총 두께를 갖는다.

바람직하게는, 상기 차단 층(B)은 주로 AlO_x를 포함하며, 상기 차단 층(B)의 모든 재료는 1.6 내지 2.0 범위의 굴절률 값을 갖는다.

바람직하게는, 상기 금속성 층(D)은 90at% Ag 및 10at% Cu의 양으로 Ag 및 Cu를 포함한다.

바람직하게는, 상기 층들(A-E)은 단층 구조 또는 다층 구조로서 독립적으로 선택되며, 상기 다층 구조는 둘 이상의 서브층을 포함한다.

바람직하게는, 상기 기판은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈렌(PEN), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리스티렌(PS), 에틸렌/테트라플루오로에틸렌(ETFE) 및 파릴렌으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 변형가능 포일로 제조된다.

본 개시의 목적은 도면의 예시적인 실시예에 의해 나타난다.
도 1은 본 개시에 따른 광전자 디바이스를 위한 다층 구조물을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 개시의 실시예 1에 따른 다층 구조물의 광 투과 실험 데이터를 도시한다.
도 3 및 도 4는 본 개시의 실시예 2 및 실시예 3에 따른 다층 구조물의 광 투과 시뮬레이션을 도시한다.

본 개시에 따른 다층 구조물은, 특별한 요구 사항에 따라, 예를 들어 페로브스카이트 또는 유기 감광 영역(예컨대, OLED)을 갖는, 다양한 OP 디바이스 설계에서, 캐소드 또는 애노드로서, 바람직하게는 전면 전극으로서 배열될 수 있는 전극 구조를 포함하는, 변형 가능한, 예컨대 유연한, 광 투과성(투명 또는 반투명) 포일로서 제공될 수 있다.

다층 구조물은 기판, 전극 구조물, 및 기판과 전극 구조물 사이에 배열된 배리어 구조물을 포함한다. 이 설계 및 추가로 상기 두 구조물(전극 및 배리어)의 개발된 아키텍처와 이들 구조물에 사용된 재료의 선택된 특성은 함께, 초고 배리어 특성, 향상된 화학적 및 열적 안정성, 높은 유연성, 전체 스택의 더 높은 광 투과율, 및 전극의 낮은 시트 저항을 포함하여 다층 구조물의 개선된 특성을 제공한다. 특히, 다층 구조물은 개선된 배리어 특성, 38℃/90%RH(상대 습도)에서 하루 1x10^-6 내지 1x10^-3 g/m²의 수증기 투과율(WVTR), 더 높은 유연성을 나타내며, 0.5 cm만큼 낮은 반경으로 굽힘 시 다층 구조물의 배리어 특성에 있어서 변화가 관찰되지 않는다(굽힘 반경이 클수록 곡률이 낮아짐). 또한, 개발된 다층 구조물은, 80% AVT(average visible transmission) 이상으로 전극 구조물과 함께 배리어 구조물의 개선된 광 투과율 및 20 Ω/sq 미만으로 낮은 시트 저항을 특징으로 한다.

위의 이점은, 다층 구조물의 층들에 대한 개발된 특정 순서 및 선택된 재료 뿐만 아니라 특정 층 두께 및 그에 따른 층에 대한 재료의 선택된 굴절률 값(n)의 효과이며, 이들은 함께 다층 구조물에 배열된 층들 중 적어도 2개, 더 바람직하게는 2개, 3개 또는 모든 층에 대하여, 특정 하위범위의 식별로서 간주될 수 있다. 본 개시에 따르면, 스택에서 재료 선택과 층 배열의 이러한 특별한 조합은 새롭고 우수한 기능성을 제공하며, 그에 의해 다층 구조물의 전반적인 특성의 개선을 제공한다.

이에 따라, 본 개시의 하나의 양상은 사용되는 재료의 다양한 특성을 고려하여 OP 디바이스(들)를 위한 다층 구조물에 대한 재료의 특별한 선택이다.

본 개시에 따르면, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 광전자 디바이스(들)를 위한 다층 구조물은 기판(11), 바람직하게는 변형 가능한, 예컨대 유연한 기판(11)을 포함한다. 기판은 다양한 투명 또는 반투명 재료로 제조될 수 있고, 바람직하게는 기판(11)에 변형성을 제공하는 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 기판은 포일을 포함할 수 있거나, 또는 실질적으로 전체가 포일로 제조될 수 있으며 선택적으로 포일 표면 상에 프라이머 코팅이 제공될 수도 있다. 기판(11)에 사용하기에 적합한 플라스틱 재료의 바람직하고 비한정적인 예로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈렌(PEN), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리스티렌(PS), 에틸렌/테트라플루오로에틸렌(ETFE) 및 파릴렌, 또는 이들의 혼합물(들)이 있다. 기판(11) 두께는 필요에 따라 달라진다. 예를 들어, 기판은 25 내지 300 마이크론의 두께로 이루어질 수 있다.

다층 구조물은, 하나가 다른 것의 상부에 배열된 전극 층들(D, E)의 스택을 포함한 전극 구조물(13), 및 하나가 다른 것의 상부에 배열된 배리어 층들(A, B, C)의 스택을 포함한 배리어 구조물(12)을 더 포함한다. 배리어 구조물(12)은 기판(11)과 전극 구조물(13) 사이에 배열된다. 전극 구조물(13)의 각각의 층(D, E) 뿐만 아니라 배리어 구조물(12)의 각각의 층(A, B, C)은 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 다층 구조의 층은 하나가 다른 것의 상부에 놓이는 적어도 2개의 서브층을 포함할 수 있다. 본 개시에 따르면, 다층 구조물의 층(A, B, C, D, E) 중 임의의 층이 상기 서브층을 포함할 수 있다.

다층 구조물을 준비하기 위하여, 각자의 구조물(12, 13)의 배리어 층(A, B, C) 및 전극 층(D, E)은 다양한 퇴적 기술을 사용하여, 하나가 다른 것의 상부에 놓이며, 기판(11) 상에 순차적으로 퇴적될 수 있다. 예를 들어, 층 A, B, C의 각각의 층은 ALD(atomic layer deposition) 또는 MLD(molecular layer deposition) 기술을 사용하여 퇴적할 수 있는 반면, D 및 E 층의 각각은 마그네트론 스퍼터링, 열 증발, 화학적 기상 증착 또는 펄스 레이저 퇴적 또는 유사한 기술을 사용하여 퇴적될 수 있다. 서브층이 층 A, B, C, D, E 중 임의의 층 내에 존재하는 경우 서브층에도 동일하게 적용된다.

배리어 구조물(12)은 실질적으로 금속 산화물(또는 층 C의 ZnS와 같은 황화물)로 제조된 층을 포함하며, 배리어 구조물(12)은, 기판(11)으로부터 나머지 층(B-E)을 분리하기 위해, 기판(11)에 인접한 백킹(backing) 층(A)을 포함한다. 백킹 층(A)은, 바람직하게는 TiO_x, SnO_x, ZrO_x, HfO_x로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 산화물, 또는 Ti, Sn, Zr 및 Hf로 구성된 그룹으로부터 선택되는 금속 원자 중 적어도 하나와, 예를 들어 Al 또는 Zn와 같은 또다른 금속 원자의 조합을 함유한 복합 금속 산화물로 제조되며, 복합 금속 산화물의 비한정적인 예로는 Al_yTi_zO 및 Al_yZr_zO가 있으며, 여기서 y는 0.25 내지 1일 수 있고(0.25 ≤ y ≤ 1), z는 0.01 내지 0.9일 수 있고(0.01 ≤ z ≤ 0.9), 백킹 층(A)에 선호되는 재료는 그의 양호한 내구성 및 내환경성으로 인해 TiO_x이다. 바람직하게는, 백킹 층(A)은 2 내지 20 nm 두께로 이루어진다. 바람직하게는, 백킹 층(A)은 1.6 내지 2.6의 굴절률(n)을 갖고(1.6 ≤ n ≤ 2.6), 더 바람직하게는 층(A)의 서브층이 존재하는 경우 서브층의 각각이 상기 범위의 굴절률 값을 갖는다. 그러나, 백킹 층(A)의 굴절률 값은 다층 구조물의 광학적 투과에 덜 중요하다.

백킹 층(A)에 대한 두께 및 선택된 재료는, 습한 공기로부터의 다층 구조물의 가수분해 감소를 포함하여 다층 구조물의 원하는 화학적 안정성을 제공한다. 따라서 다층 구조물의 개발된 아키텍처에서, 백킹 층(A)은 다음 층 B에 대한 하부 버퍼 층 역할을 한다. 백킹 층(A)은 적어도 하나의 산화물 또는 하나보다 많은 금속 산화물, 예컨대 TiO_x 및/또는 SnO_x로 제조된 단층 구조일 수 있거나, 또는 백킹 층(A)은 각각이 하나의 금속 산화물 또는 하나보다 많은 금속 산화물로 제조된 적어도 2개의 서브층을 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 백킹 층(A) 내에서 서브층 중 하나는 TiO_x로 제조되고 다른 서브층은 SnO_x로 제조될 수 있다. 백킹 층(A)은 기판(11) 상에 바로 퇴적될 수 있거나, 또는 기판(11)의 프라이머 코팅 상에 퇴적될 수 있다.

배리어 구조물은 버퍼 층(C) 및 차단 층(B)을 더 포함하며, 차단 층(B)은 버퍼 층(C)과 백킹 층(A) 사이에 배열된다.

차단 층(B)은 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있다. 단층 구조의 실시예에서, 차단 층(B)은 SnO_x, AlO_x, ZnO_x, 및 HfO_x로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 산화물로 제조될 수 있고, 더욱 바람직하게는 선택적으로 알루콘의 첨가와 함께 2개의 금속 산화물로 제조될 수 있으며, 또는 금속 산화물 구조물 내에 Sn, Al, Zn 및 Hf로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속 원자 중 적어도 하나와 Ti, Zr과 같은 또다른 금속 원자를 함유한 복합 금속 산화물로 제조될 수 있고, 복합 산화물의 비한정적인 예로는 Al_yTi_zO, Al_yZr_zO, 및 Al_yZn_zO가 있으며, 여기서 y는 0.25 내지 1일 수 있고(0.25 ≤ y ≤ 1), z는 0.01 내지 0.9일 수 있다(0.01 ≤ z ≤ 0.9). 가장 바람직하게는, 차단 층(B)은 하나의 금속 산화물로서 AlO_x를 포함하고, 다른 금속 산화물로서 SnO_x 또는 ZnO_x또는 HfO_x를 포함한다. 다층 구조의 실시예에서, 차단 층(B)은 2개 이상의 서브층을 포함할 수 있으며, 각각의 서브층은 적어도 하나의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차단 층(B)은, 하나는 AlO_x로 제조되고 다른 하나는 SnO_x 또는 ZnO_x또는 HfO_x로 제조된 2개의 서브층을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 차단 층(B)은, 각각이 상이한 금속 산화물로 제조된 여러 서브층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 하나의 차단 층(B) 내의 서브층은 층 A와 C 사이에서 다음 패턴으로 배열될 수 있다: A/AlOx/SnOx/ZnOx/HfOx/알루콘/C. 바람직하게는, 차단 층(B)은 10 내지 100 nm의 총 두께로 이루어진다. 바람직하게는, 차단 층(B)은 1.5 내지 2.1의 굴절률(n)을 가지며(1.5 ≤ n ≤ 2.1), 가장 바람직하게는 차단 층(B)은 AlO_x의 굴절률에 가까운 굴절률 값을 가지며, 1.6 ≤ n ≤ 1.8, 더욱 바람직하게는 n = 1.7이다. 차단 층(B)이 AlO_x로 제조되는 예에서, 이 층의 굴절률은 n = 1.7일 수 있다.

차단 층(B)을 위해 선택된 재료 및 그의 두께는 함께, 층 B의 효과적인 배리어 기능을 제공한다. 다층 구조물 내의 차단 층(B)의 존재 및 그의 배열로 인해, 상기 다층 구조물은, 38℃/90%RH에서 하루 1x10^-6 내지 1x10^-3 g/m²인 수증기 투과율(WVTR)로서 낮은 수증기 투과성 및 1x10^-2 cm³/m^2.day 미만인 산소 투과율(OTR)을 포함하는 개선된 배리어 특성을 나타낸다. 또한, 차단 층(B)의 선택된 재료(들)는 1.5 내지 2.1 사이, 바람직하게는 n = 1.7인 적절한 굴절률 값(n)을 제공하며, 이는 다층 구조물을 통한 개선된 광 투과에 기여한다.

버퍼 층(C)은 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있다. 단층 구조의 실시예에서, 버퍼 층(C)은 TiOx, ZrO₂, Nb₂O₅, TeO₂ 및 ZnS로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 화합물(산화물 또는 황화물) 또는 하나보다 많은 화합물로 제조될 수 있다. 가장 바람직하게는, 단층 구조의 버퍼 층(C)은 TiO_x를 포함하거나, 또는 전체가 TiO_x로 제조될 수 있는데, 버퍼 층(C)에 존재하는 TiO_x가 다층 구조물의 개선된 내화학성을 제공하고 따라서 그 안에 포함된 전극 구조물(13)에 대한 보호를 제공하기 때문이며, 이는 동시에 버퍼 층(C)의 원하는 두께에서 본 개시에서 요구되는 높은 굴절률 값에 기여한다(아래에 기재되는 바와 같이).

바람직하게는, 버퍼 층(C)은 적어도 10 nm의 총 두께로 이루어지고, 더 바람직하게는 버퍼 층(C)은 10 내지 60 nm, 더욱 더 바람직하게는 20 내지 50 nm의 총 두께로 이루어진다. 버퍼 층(C)은 2.2 내지 2.6 범위의 굴절률(n)을 갖고, 더욱 바람직하게는 버퍼 층(C)은 굴절률 n = 2.45를 갖는다. 전극 구조물(13)과 차단 층(B) 사이에 배열되는 버퍼 층(C)의 이러한 높은 굴절률 값은 전극 구조물(D, E)의 경계에서 반사 손실의 최소화를 제공한다. 전극 구조물(금속-유전체)의 선택된 설계와 함께 전술한 특징은, 각각 층 D 및 E를 포함하는 전극 구조물(13)의 개선된 안정성 및 성능을 제공한다.

배리어 구조물(12)의 개발된 배리어 스택은 층 A, B 및 C를 포함하며, 각각의 층은 적어도 하나의 금속 산화물(또는 황화물)로 제조된다. 또한, 전극 구조물(13)에 가깝게 옆에 배열된 버퍼 층(C)은 높은 굴절률 2.2 ≤ n ≤ 2.6, 바람직하게는 n = 2.45을 갖도록 선택된다. 이들은 함께, 층 C(금속 산화물 및/또는 금속 황화물 층)가 금속성 층 D와 접촉하는 다층 구조물을 통해 개선된 광 전이를 제공한다.

또한, 상기 아키텍처로 인해 달성되는 양호한 화학적 안정성은 다층 구조물이 전극 구조물(12)의 층 D 및 E에서 레이저 에칭될 수 있게 한다. 따라서, 다층 구조물이 OP 디바이스에 채용되어야 할 때, 다층 구조물은 설계자 셀 아키텍처를 얻도록 레이저 패터닝될 수 있다. 따라서, 다층 구조물의 개발된 아키텍처는 하부 재료, 즉 층 C, B 및 A를 손상시키지 않고서, 개선된 패터닝 거동을 제공한다. 따라서 수행되는 패터닝은 배리어 구조물(12)의 배리어 특성을 손상시키지 않는다.

바람직하게는, 층 B는 또한, 높은 굴절률, 1.5 ≤ n ≤ 2.1, 더 바람직하게는 n = 1.7을 갖도록 선택된다. 이는 층 C의 굴절률 값과 결합하여, 다층 구조물의 광 전이를 더욱 개선하는 동시에, 최대 100 nm의 층 B의 실질적으로 낮은 두께에서 양호한 배리어 특성을 보장한다.

전극 구조물(13)은 전극 층(E, D), 유전체 층(E), 및 유전체 층(E)과 고굴절률의 버퍼 층(C) 사이의 금속성 층(D)을 포함한다. 금속성 층(D)은 2개 이상의 금속을 포함한다. 금속성 층(D)은, 바람직하게는 금속 합금의 형태, 예컨대 바이메탈 합금의, 단층 구조로 이루어질 수 있거나, 또는 금속성 층(D)은, 바람직하게는 각각의 서브층이 하나의 금속 타입 또는 금속성 합금으로 제조된, 2개의 서브층 또는 2개보다 많은 서브층을 포함하는 다층 구조로 이루어질 수 있다.

전극 구조물(13)의 금속성 층(D)은 바람직하게는 은(Ag), 및 Al, Cu, Ti, Ge, Zn 및 Cr로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함한다. 바람직하게는 금속성 층(D)은 바이메탈이다. 금속성 층(D)의 총 두께는 4 내지 13 nm이다. 예를 들어, 층 D는 Cu = 10at% 및 Ag = 90at%의 Cu/Ag 합금으로 구성될 수 있다. 이 층 D는 스퍼터링에 의해 층 C 상에 바로 수행될 수 있으며, 더 바람직하게는 두 개의 개별 금속 Ag 및 Cu가 사용되는 공동 스퍼터링(co-sputtering)에 의해 수행될 수 있다. 공동 스퍼터링에 의해, 4 nm만큼 낮은 두께의 금속 층을 만드는 것이 가능하며, 이는 Rsh ≤ 20 Ohm/sq인 매우 양호한 전도성을 제공한다. 선택적으로, 단일 Ag/Cu 합금 타겟의 공동 스퍼터링이 사용될 수 있다.

바람직하게는, 전극 구조물의 유전체 층(E)은 단층 구조로 이루어진다. 유전체 층(E)은 하나 이상의 TCO(transparent conductive oxide)로 제조되며, 바람직하게는 인듐 산화물(In₂O₃), 주석 산화물(SnO₂), 아연 산화물(ZnO), 바나듐 산화물(V₂O₅), 몰리브덴 산화물(SnO₂), 텅스텐 산화물(WO₃), 또는 위에 언급한 In, Sn, Zn, V, Mo 및 W로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속 원자 중 적어도 하나와, 예컨대 주석 인듐 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 알루미늄 아연 산화물(AZO) 및 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO) 또는 유사한 복합 금속 산화물과 같은 복합 산화물 구조물 내에서 또다른 도펀트 금속을 함유한 복합 금속 산화물로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 유전체 층(E)의 두께는 20 내지 80 nm이다. 바람직하게는, 유전체 층(E)은 1.8 내지 2.2의 높은 굴절률 값을 갖는다(1.8 ≤ n ≤ 2.2). 위의 범위에 속하는 유전체 층(E)의 두께는, 다층 구조물의 각자의 응용에 따라, VIS 또는 NIR 영역에서 다층 구조물의 원하는, 바람직하게는 최대 광 투과를 최적화하도록 선택될 수 있다. 따라서, 층 TCO(E)는 아래의 배리어 구조물(12)과 조합하여, 유전체 층(E)의 반사 방지 코팅 효과를 제공한다. 또한, 층 E는 금속성 층(D)의 산화에 대항하여 보호한다. 또한, 층 E는 그 위에 접점을 형성하여 다층 구조물을 예컨대 감광성 재료와 결합한 다음 또다른 전극과 결합하여 OP 디바이스, 예를 들어 태양 전지, 예컨대 페로브스카이트 또는 유기 또는 OLED 등을 형성하기에 적합하다.

층 C와, 바람직하게는 B 및 E도 결합한, 다층 구조물 내의 개발된 층 스택은 전극 구조물의 얇은 금속성 층(D)에 반사 방지 효과를 제공한다. 보다 상세하게는, 개발된 다층 구조물에서, 층 E는 다층 구조물의 한쪽에서 전극 구조물의 일부이자 층 D의 반사 방지 코팅 역할을 하는 반면, 층 C는 바람직하게는 층 B와 함께 반대쪽에서 층 D에 대한 반사 방지 코팅 역할을 한다. 동시에, 층 B 및 C는 위에서 언급한 바와 같이 배리어 특성을 제공한다. 그리하여, 다층 구조물에서 구현된 층들의 선택적 조합은 반사 손실의 감소를 제공하고, 따라서 반사 방지 시스템으로서 통합적으로 기능한다.

본원에 언급되는, 본 개시에 따른 다층 구조물의 임의의 층 또는 각자의 서브층에서 SnO_x, TiO_x, ZnO_x, HfO_x와 같은 일반식 MeO_x의 금속 산화물은 화학양론적 및/또는 비화학양론적 구조로 이루어질 수 있으며, x는 1 내지 2일 수 있다(1 ≤ x ≤ 2). 이는 원하는 재료 층의 준비 시 얻을 수 있는 각자의 금속 산화물에서의 금속의 다양한 산화 상태에 기인한다. 예를 들어, SnO_x의 경우, 재료는 SnO₂를 포함하지만, 실제로는 통상적으로 주석이 Sn(IV)로 완전히 산화되지 않으며, 따라서 재료 SnO_x는 SnO₂와 SnO를 포함하되 SnO₂ 상과 SnO 상의 정확한 양은 정확한 퇴적 조건에 따라 달라진다는 것이다. 이는 본원에서 MeO_x로 표현되는 다른 금속 산화물에도 동일하게 적용된다. 예를 들어, SnO_x 재료의 정확한 공식은 SnO_1.8일 수 있다. 본원에서 MeO_x로 표현된 재료의 비한정적인 예로는 TiO₂, SnO_2,SnO_1.8,ZrO₂, HfO₂, ZnO, Al₂O₃이 있다.

또한, 금속성 층(D) 및 TCO 층(E)을 포함하는 전극 구조물의 배열은 본 발명에 따른 다층 구조물의 금속-유전체 전극 아키텍처를 제공한다. 이는 알려진 유전체-금속-유전체 구조물에 비해 우수한 유연성을 제공하는 반면, 유전체 재료로 제조된 층 E는 금속성 층(D)에 반사 방지 효과를 제공한다.

각자의 층 B, C 및 E에 대한 재료는 그의 굴절률 값으로 인해 선택되며, 예를 들어 AlO_x는 n = 1.7를 갖고, SnO_x는 n = 1.9를 갖고, ZnO_x는 n = 2.0를 갖고, TiO_x는 n = 2.45를 갖고, ITO는 n = 2.0를 갖고, ZrO₂는 n = 2.2를 가지며, 이는 본 개시의 다음 실시예에서 사용되는 재료에 대한 통상의 n 값이다.

본 개시의 바람직한 실시 형태에서, 다층 구조물은 플라스틱 기판 및 다음 층 스택을 포함할 수 있다:

- 층 A는 TiO_x를 포함하고, 더 바람직하게는 TiO_x로 제조되며, 층 A의 총 두께는 2 내지 20 nm이고, 굴절률 값은 2.45이다;

- 층 B는 AlO_x 및 AlO_x의 굴절률 값, 즉 n= 1.7에 가까운 굴절률 값을 갖는 또다른 금속 산화물을 포함하고, 층 B의 총 두께는 10 내지 100 nm이고, 층 B는 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다;

- 층 C는 TiO_x를 포함하고 2.45의 굴절률을 갖거나, 또는 층 C는 2.2 내지 2.6의 굴절률 값을 제공하는 또다른 금속 산화물을 포함할 수 있고, 층 C의 총 두께는 20 내지 50 nm로 이루어진다;

- 층 D 및 E는 함께 금속-유전체(M-유전체) 전극 구조를 제공하며, 여기서 층 D는 두 개의 금속으로 제조되는데, 그 중 하나는 Ag이고, 층 D의 총 두께는 4 내지 13 nm이고, 유전체 층 E는 TCO로 제조되며, 그리하여 층 D 및 E를 포함하는 전극 구조물은 패터닝될 수 있고, 바람직하게는 레이저 패터닝 또는 화학적으로 패터닝될 수 있다.

이미 언급한 바와 같이, M-유전체 전극 구조의 구현과 함께 각자의 층, 즉 적어도 층 C, 그리고 더욱 바람직하게는 층 B 및/또는 층 E의 사용되는 선택된 재료, 두께 및 굴절률 값을 포함하는 특정 파라미터의 구체적으로 선택된 하위 범위로 인해, 개발된 다층 구조물은 개선된 화학적 안정성, 스택 내의 층(A-D)의 보다 나은 접착, 그 뿐만 아니라 기판에 대한 A-E 층의 접착을 나타낸다. 또한, 다층 구조물은 실질적으로 더 얇은 구조로서 수행될 수 있으며, A-D 층의 전체 스택은 두께가 250 nm 미만일 수 있고, A-C 층의 스택은 두께가 100 nm 미만일 수 있으며, 더 바람직하게는 60 nm 미만의 두께일 수 있다. 이는 다층 구조물의 보다 높은 유연성을 더 제공하며, 적어도 1000 사이클 및 0.5 cm까지의 굽힘 반경의 굽힘 테스트 시 기능 손실이 없음을 반영한다. 추가적으로, 층 C에 대해, 그리고 바람직하게는 또한 층 B 및 층 E에 대해서도 선택된 재료(들) - 각각 상대적으로 높은 굴절률 값을 가짐 - 는, 배리어(A-C) 및 전극(D-E) 구조물의 경계에서의 반사 손실을 충분히 최소화하며, 이는 본 개시에 의해 제공되는 또 다른 기술적 효과를 구성한다. 이는 투명/반투명 기판에 의해 또는 OP 디바이스의 전극 영역을 통해 들어가거나 방출되는 입사 광에 긍정적인 영향을 미친다. 따라서, 다층 구조물이 구현되어 있는 OP 디바이스는 향상된 효율을 나타낼 수 있다.

더욱이, 본 개시에 따르면, 바람직하게는 AlO_x로 제조된 차단 층(B)은 효과적으로 샌드위치되어 다른 금속 산화물(또는 황화물) 층(예컨대, 층 C의 경우 ZnS)으로 봉지되고, 따라서 위에서 언급한 대로 다른 층 A, C 및 E는 또 추가의 기능을 갖는다. 이는 본 개시에 따른 다층 구조물을 채용한 OP 디바이스에 대하여 연장된 수명을 제공한다.

또한, 위에 언급된 효과는 다층 구조물 내의 어떠한 유기 첨가제 없이 제공된다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 본 개시에 따르면, 층(A-E) 사이 및/또는 층 내에 어떠한 유기 층(들) 및/또는 첨가제(들)도 필요하지 않으며, 다층 구조물 내의 유일한 유기 재료가 중합성 기판(11)일 수 있다. 따라서 개발된 다층 아키텍처는 실질적으로 간단하고 비용 효율적으로 준비될 수 있다.

실시예 1

기판은 PET 포일이며 IPA(70% 이소프로필 알코올)에서 초음파 처리하여 세척한 후 질소 건으로 건조하였다. 다음으로, 층: A, B, C가 각각의 층 퇴적 사이의 진공을 깨지 않고 100 ℃에서 ALD 기술에 의해 그 후에 퇴적되었다. 모든 층은 양호한 투과 배리어 특성, 화학적 안정성을 추가로 향상시키기 위해, 가능한 한 조밀하도록 최적화되었다. 층들은 기판 상에 스택 형태로 형성되었다. 각각의 층의 세부 조성은 다음과 같다:

- 배리어 구조물: 층 A: TiO_x(5 nm 두께); 층 B: 서브층 AlO_x(20 nm 두께)/서브층 ZnO_x(10 nm 두께), 서브층 AlO_x(20 nm 두께); 층 C: TiO_x(32 nm 두께).

다음으로, 전극 영역: 층: D+E가 퇴적되었고, 각각의 층은 마그네트론 스퍼터링에 의해 퇴적되었다. 각각의 층의 세부 조성은 다음과 같다:

- 전극 구조물: 층 D: Cu/Ag(Cu: 10 at%; Ag: 90at%) 공동 스퍼터링된 층(7 nm 두께). 공동 스퍼터링은 상이한 전력으로 2개의 개별 금속 타겟(Ag 및 Cu)을 이용해 수행되었다; 층 E: ITO 타겟으로부터의 ITO 층(40 nm 두께).

획득된 다층 구조물은 다음 층 배열의 유연한 투명 포일 형태였다: PET/TiO_x(5nm)/AlO_x(20nm)/ZnO_x(10nm)/AlO_x(20nm)/TiO_x(32nm)/CuAg(7nm)/ITO(40nm).

획득된 다층 구조물은 다음으로 가시광선(VIS) 및 적외선(IR) 스펙트럼 범위 모두에서 그의 투과 특성을 평가하기 위해 테스트되었다. 획득된 결과가 도 2의 다이어그램에 설정되어 있으며, 이는 10×10cm² 샘플에 대해 측정된(중앙에서 그리고 코너에서), 그 전체 구조의 포일(다층 구조물)의 투과율을 보여준다. 도 2의 다이어그램으로부터 다음과 같이 중앙에서의 평균 가시 투과율은 82%이고, 코너에서는 80.4 내지 81.6%이다. 따라서 넓은 면적에 걸쳐 80% 이상의 우수한 투과율이 달성될 수 있다.

획득된 포일의 다른 파라미터는 다음과 같다: 시트 저항: 13.5 Ohm/sq (유사한 투과율의 통상의 ITO는 20 Ohm/sq 이상의 Rsh를 가짐); 배리어 스택의 WVTR: ~10^-6 g/m²/day; 배리어 스택의 OTR: ≤5*10^-4 cc/m²/day (OTR은 검출 한계 미만임).

실시예 2

실시예 1과 동일한 조건으로 투명하고 유연한 포일 형태의 다층 구조물을 준비하였다. 획득된 포일은 다음 아키텍처로 이루어졌다:

기판: PET

층 A: SnO_x, 5 nm 두께, ALD에 의해 제조됨

층 B: AlO_x, 50 nm 두께, ALD에 의해 제조됨

층 C: TiO_x, 32 nm 두께, ALD에 의해 제조됨

영역 D: Cu/Ag (10/90 at%), 7 nm 두께, 스퍼터링에 의해 제조됨

영역 E: ITO, 40 nm 두께, 스퍼터링에 의해 제조됨

위의 아키텍처에 대하여 광 투과를 평가하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션이 수행되었다. 획득된 데이터가 도 3의 다이어그램에 설정되어 있다. 볼 수 있듯이 획득된 포일의 광 투과율은 가시광선 400 내지 800 nm 스펙트럼 범위에서 80%를 훨씬 초과한다.

실시예 3

기판: PET

층 A: TiO_x, 5 nm 두께, ALD에 의해 제조됨

층 B: 서브층 AlO_x (10 nm 두께)/ 서브층 ZnO_x(10 nm 두께)/ 서브층 AlO_x (10 nm 두께)/ 서브층 ZnO_x (10 nm 두께)/ 서브층 AlO_x (10 nm 두께), 전부 ALD에 의해 제조됨

층 C: ZrO_x, 35 nm 두께, ALD에 의해 제조됨

층 D: Cu/Ag (10/90 at%), 7 nm 두께, 스퍼터링에 의해 제조됨

층 E: ITO, 40 nm 두께, 스퍼터링에 의해 제조됨

획득된 층 스택은, 도 4의 시뮬레이션에서 볼 수 있듯이, 가시광선 400 내지 800 nm 스펙트럼 범위에서 >80%보다 훨씬 높은 광 투과를 제공하는 유연한 투명 포일 형태를 갖는다.

Claims

광전자(OP; optoelectronic) 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물에 있어서,
기판(11);
전극 구조물(13); 및
상기 기판(11)과 상기 전극 구조물(13) 사이에 배열된 배리어 구조물(12)
을 포함하고,
상기 배리어 구조물(12)은 배리어 스택으로 배열된 배리어 층들을 포함하며, 상기 배리어 스택은 상기 기판(11)에 인접한 백킹 층(A), 상기 전극 구조물(13)에 인접한 버퍼 층(C), 및 상기 백킹 층(A)과 상기 버퍼 층(C) 사이에 배열된 차단 층(B)을 포함하고,
상기 전극 구조물(12)은 전극 스택으로 배열된 전극 층들을 포함하며, 상기 전극 스택은 유전체 층(E), 및 상기 배리어 구조물(12)의 버퍼 층(C)과 상기 유전체 층(E) 사이에 배열된 금속성 층(D)을 포함하고,
상기 버퍼 층(C)은 TiO_x, ZrO₂, Nb₂O₅, TeO₂ 및 ZnS로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며, 상기 버퍼 층(C)의 모든 재료는 2.2 내지 2.6 범위의 굴절률 값을 갖고, 상기 버퍼 층(C)의 총 두께는 10 내지 60 nm이고,
상기 금속성 층(D)은 은(Ag), 및 Al, Cu, Ti, Ge, Zn 및 Cr로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1에 있어서,
상기 금속성 층(D)은 4 내지 13 mm의 총 두께를 갖는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 유전체 층(E)은 인듐 산화물(In₂O₃), 주석 산화물(SnO₂), 아연 산화물(ZnO), 바나듐 산화물(V₂O₅), 몰리브덴 산화물(MoO₃), 텅스텐 산화물(WO₃), 주석 인듐 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 알루미늄 아연 산화물(AZO) 및 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 투명 전도성 산화물(TCO)을 포함하는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유전체 층(E)은 20 내지 80 nm의 총 두께를 갖는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차단 층(B)은 AlO_x, SnO_x, ZnO_x, HfO_x, Al_yTi_zO, Al_yZr_zO 및 Al_yZn_zO로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하며, 상기 차단 층(B)의 모든 재료는 1.5 내지 2.1 범위의 굴절률 값을 갖는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차단 층(B)은 10 내지 100 nm의 총 두께를 갖는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 백킹 층(A)은 TiO_x, SnO_x, ZrO_x, HfO_x, Al_yTi_zO 및 Al_yZr_zO로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 백킹 층(A)은 2 내지 20 nm의 총 두께를 갖는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 백킹 층(A)의 모든 재료는 1.6 내지 2.6 범위의 굴절률 값(n)을 갖는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 버퍼 층(C)은 주로 TiO_x를 포함하며, 상기 버퍼 층(C)의 모든 재료는 2.4 내지 2.5 범위의 굴절률 값(n)을 갖는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 버퍼 층(C)은 20 내지 50 nm의 총 두께를 갖는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차단 층(B)은 주로 AlO_x를 포함하며, 상기 차단 층(B)의 모든 재료는 1.6 내지 2.0 범위의 굴절률 값을 갖는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속성 층(D)은 90at% Ag 및 10at% Cu의 양으로 Ag 및 Cu를 포함하는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 층들(A-E)은 단층 구조 또는 다층 구조로서 독립적으로 선택되며, 상기 다층 구조는 둘 이상의 서브층을 포함하는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈렌(PEN), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리스티렌(PS), 에틸렌/테트라플루오로에틸렌(ETFE) 및 파릴렌으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 변형가능 포일로 제조되는 것인, OP 디바이스를 위한 광 투과성 다층 구조물.