KR102056469B1 - Transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays - Google Patents
Transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays Download PDFInfo
- Publication number
- KR102056469B1 KR102056469B1 KR1020180052761A KR20180052761A KR102056469B1 KR 102056469 B1 KR102056469 B1 KR 102056469B1 KR 1020180052761 A KR1020180052761 A KR 1020180052761A KR 20180052761 A KR20180052761 A KR 20180052761A KR 102056469 B1 KR102056469 B1 KR 102056469B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- film
- thin film
- transparent
- blocking
- infrared
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 title claims abstract description 148
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 297
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 266
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 81
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical group [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 158
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 70
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 49
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 32
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 30
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 26
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 25
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 25
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 18
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 14
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000010397 one-hybrid screening Methods 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052730 francium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910004541 SiN Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 76
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 52
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 39
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 26
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000004904 UV filter Substances 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000009975 flexible effect Effects 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 8
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 8
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 8
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 7
- -1 polyethylene naphthalate Polymers 0.000 description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920008347 Cellulose acetate propionate Polymers 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 206010051246 Photodermatosis Diseases 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008845 photoaging Effects 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 1
- 238000000277 atomic layer chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- HKQOBOMRSSHSTC-UHFFFAOYSA-N cellulose acetate Chemical compound OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(CO)OC(O)C(O)C1O.CC(=O)OCC1OC(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C1OC1C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(COC(C)=O)O1.CCC(=O)OCC1OC(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C1OC1C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(COC(=O)CC)O1 HKQOBOMRSSHSTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002498 deadly effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 208000030533 eye disease Diseases 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Inorganic materials [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 208000017520 skin disease Diseases 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052950 sphalerite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N triacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC(O)=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/407—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/40—Coatings including alternating layers following a pattern, a periodic or defined repetition
- C23C28/42—Coatings including alternating layers following a pattern, a periodic or defined repetition characterized by the composition of the alternating layers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
본 발명은 굴절률이 서로 상이한 제 1 박막과 제 2 박막이 교호적으로 반복 적층되어 자외선을 차단할 수 있는 자외선 차단막; 적외선을 차단할 수 있는 적외선 차단막; 및 투명 배리어막;을 포함하되, 상기 자외선 차단막, 상기 적외선 차단막 및 상기 투명 배리어막은 임의의 순서로 순차적으로 적층된 형태로 배치된, 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체를 제공한다.The present invention provides a UV blocking film that can block ultraviolet rays by repeatedly stacking first and second thin films having different refractive indices from each other; An infrared blocking film capable of blocking infrared rays; And a transparent barrier film, wherein the ultraviolet blocking film, the infrared blocking film, and the transparent barrier film are disposed in a sequentially stacked form in any order to provide a transparent structure capable of blocking ultraviolet light and infrared light.
Description
본 발명은 투명 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체로서, 예를 들어, 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 유기 전자 소자용 투명 패시베이션 구조체, 유기 전자 소자용 투명 전극 구조체 또는 차량용 투명 썬팅 필름에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent structure, and more particularly, a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, for example, a transparent passivation structure for organic electronic devices capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, a transparent electrode structure for organic electronic devices Or it relates to a transparent tinting film for a vehicle.
오랜 시간 바깥에 노출되어지는 유기 전자 소자들은 수분 및 산소와 같은 반응성 가스 그리고, 태양광에 의한 자외선 및 열에 매우 취약한 물질들로 이루어져있기 때문에, 이러한 외부 환경의 노출에 의하여 쉽게 열화 현상이 나타난다. 그러므로 고효율의 신뢰성 있는 유기 전자 소자를 제작하기 위해 봉지막 또는 추가적인 필터를 적용해 이러한 외부 환경으로부터 직접적인 노출을 막아주는 것이 중요하다.Since organic electronic devices exposed to the outside for a long time are made of reactive gases such as moisture and oxygen, and materials which are very susceptible to ultraviolet rays and heat caused by sunlight, deterioration is easily caused by exposure to such an external environment. Therefore, it is important to apply an encapsulation film or an additional filter to prevent direct exposure from such an external environment in order to manufacture a highly efficient and reliable organic electronic device.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 자외선 및 적외선 영역의 빛을 차단할 수 있으며, 수분 및 산소를 차단할 수 있는 투명 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention has been made to solve various problems including the above problems, and an object thereof is to provide a transparent structure that can block light in the ultraviolet and infrared regions and can block moisture and oxygen. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체를 제공한다. 상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체는 굴절률이 서로 상이한 제 1 박막과 제 2 박막이 교호적으로 반복 적층되어 자외선을 차단할 수 있는 자외선 차단막; 적외선을 차단할 수 있는 적외선 차단막; 및 투명 배리어막;을 포함하되, 상기 자외선 차단막, 상기 적외선 차단막 및 상기 투명 배리어막은 임의의 순서로 순차적으로 적층된 형태로 배치된다. Provided is a transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays according to an aspect of the present invention for solving the above problems. The transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays may include an ultraviolet blocking layer capable of blocking ultraviolet rays by alternately repeatedly stacking a first thin film and a second thin film having different refractive indices; An infrared blocking film capable of blocking infrared rays; And a transparent barrier film, wherein the UV blocking film, the infrared blocking film, and the transparent barrier film are sequentially stacked in any order.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체를 제공한다. 상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체는 굴절률이 서로 상이한 제 1 박막과 제 2 박막이 교호적으로 반복 적층되어 자외선을 차단할 수 있는 자외선 차단막; 적외선을 차단할 수 있는 적외선 차단막; 및 투명 전도성 전극;을 포함하되, 상기 자외선 차단막, 상기 적외선 차단막 및 상기 투명 전도성 전극은 임의의 순서로 순차적으로 적층된 형태로 배치된다. It provides a transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays according to another aspect of the present invention for solving the above problems. The transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays may include an ultraviolet blocking layer capable of blocking ultraviolet rays by alternately repeatedly stacking a first thin film and a second thin film having different refractive indices; An infrared blocking film capable of blocking infrared rays; And a transparent conductive electrode, wherein the ultraviolet blocking film, the infrared blocking film, and the transparent conductive electrode are sequentially stacked in any order.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 자외선 차단막의 제 1 박막은 ZnS 박막이고 제 2 박막은 LiF 박막일 수 있다. In the transparent structures capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, the first thin film of the UV blocking film may be a ZnS thin film and the second thin film may be a LiF thin film.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 자외선 차단막의 제 1 박막과 제 2 박막은 인듐 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 인듐 주석 산화물 및 인듐 아연 산화물 중에서 각각 선택된 어느 하나의 물질을 포함하는 박막이되, 제 1 박막을 구성하는 물질과 제 2 박막을 구성하는 물질의 굴절률 차이는 적어도 0.5 이상일 수 있다. In the transparent structures capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, the first thin film and the second thin film of the ultraviolet light blocking film include any one material selected from indium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium tin oxide, and indium zinc oxide, respectively. The difference in refractive index between the material constituting the first thin film and the material constituting the second thin film may be at least 0.5.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 자외선 차단막은 DBR(Distributed Brag Reflector) 필터일 수 있다. In the transparent structures capable of blocking the ultraviolet rays and the infrared rays, the ultraviolet blocking layer may be a distributed brag reflector (DBR) filter.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 적외선 차단막은 Ag, Au, Cu 및 Al 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함하는 금속박막일 수 있다. In the transparent structures capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, the infrared ray blocking layer may be a metal thin film including any one material selected from Ag, Au, Cu, and Al.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 투명 배리어막은 알루미늄 산화막, 알루미늄 질화막, 실리콘 산화물, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막, 마그네슘 산화막, 마그네슘 불화막, 티타늄 산화막, 티타늄 질화막, 하프늄 산화막, 하프늄 질화막, 지르코늄 산화막, 지르코늄 질화막, 텅스텐 산화막, 아연 황화막, 아연 산화막 및 이트륨 산화막 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 단일박막 또는 적층박막일 수 있다. In the transparent structures capable of blocking the ultraviolet and infrared rays, the transparent barrier film is an aluminum oxide film, aluminum nitride film, silicon oxide, silicon nitride film, silicon oxynitride film, magnesium oxide film, magnesium fluoride film, titanium oxide film, titanium nitride film, hafnium oxide film, hafnium It may be at least one single thin film or a laminated thin film selected from a nitride film, a zirconium oxide film, a zirconium nitride film, a tungsten oxide film, a zinc sulfide film, a zinc oxide film and a yttrium oxide film.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 투명 배리어막은 스트레스 경감 박막, 배리어 박막 및 흡습 박막이 적층되어 이루어진 적어도 하나 이상의 하이브리드 단위구조막을 구비하되, 상기 스트레스 경감 박막은 ZnO, SiO2, SiNx, Ag 및 Al로부터 선택된 물질 중 적어도 하나를 포함하는 박막이고, 상기 배리어 박막은 AlN, Al2O3, AlOxNy 및 SnOx 중 적어도 하나를 포함하는 박막이고, 상기 흡습 박막은 알칼리 금속(Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), 알칼리토류금속(Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), Ti, Zr, Hf 및 이의 산화물로부터 선택된 물질 중 적어도 하나를 포함하는 박막일 수 있다. In the transparent structures capable of blocking the ultraviolet and infrared rays, the transparent barrier film includes at least one hybrid unit structure film formed by stacking a stress reducing thin film, a barrier thin film and a moisture absorbing thin film, wherein the stress reducing thin film includes ZnO, SiO 2 , SiN x , A thin film including at least one selected from Ag and Al, the barrier thin film is a thin film including at least one of AlN, Al 2 O 3 , AlO x N y and SnO x , The hygroscopic thin film is an alkali metal (Li , Na, K, Rb, Cs, Fr), alkaline earth metals (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), Ti, Zr, Hf and may be a thin film comprising at least one material selected from oxides thereof. .
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 투명 배리어막은 가시광선의 투과도를 개선할 수 있는 투명 배리어막으로서, ZnO 박막, Al2O3 박막 및 MgO 박막이 적층되어 이루어진 적어도 하나 이상의 하이브리드 단위구조막을 구비할 수 있다. In the transparent structures capable of blocking the ultraviolet rays and infrared rays, the transparent barrier layer is a transparent barrier layer that can improve the transmittance of visible light, and at least one hybrid unit formed by stacking a ZnO thin film, an Al 2 O 3 thin film, and an MgO thin film. A structural film can be provided.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 투명 전도성 전극은 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 금속 산화물 단위막이 적층되어 구성된 금속 산화물을 기지로 하되 상기 기지 내에 도펀트가 도핑된 투명 전도성 전극일 수 있다. In the transparent structures capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, the transparent conductive electrode is based on a metal oxide formed by stacking a plurality of metal oxide unit films by atomic layer deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD). The substrate may be a transparent conductive electrode doped with a dopant.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 금속 산화물은 인듐 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 인듐 주석 산화물 및 인듐 아연 산화물 중 적어도 하나일 수 있다. In the transparent structures capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, the metal oxide may be at least one of indium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium tin oxide, and indium zinc oxide.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 도펀트는 상기 기지 내의 복수의 단위막 적층 경계 영역에 상대적으로 집중되어 도핑될 수 있다. In the transparent structures capable of blocking the ultraviolet rays and the infrared rays, the dopant may be doped relatively concentrated in a plurality of unit film stack boundary regions in the substrate.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 도펀트가 각각의 단위막의 결정 성장을 억제함으로써 상기 기지는 비정질 형태를 가질 수 있다. In transparent structures capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, the dopant may have an amorphous form by inhibiting crystal growth of each unit film.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체들에서, 상기 투명 전도성 전극은 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 ZnO 단위막이 적층되어 구성된 ZnO를 기지로 하되 상기 기지 내에 도펀트로서 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나가 도핑된 투명 전도성 전극일 수 있다. In the transparent structures capable of blocking the ultraviolet rays and infrared rays, the transparent conductive electrode is based on ZnO formed by stacking a plurality of ZnO unit layers by atomic layer deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD). At least one of magnesium (Mg) and aluminum (Al) as a dopant therein may be a transparent conductive electrode doped.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체는 유기 전자 소자용 투명 패시베이션 구조체일 수 있다. The transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays may be a transparent passivation structure for an organic electronic device.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체는 차량용 투명 썬팅 필름일 수 있다. The transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays may be a transparent tinting film for a vehicle.
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체는 유기 전자 소자용 투명 전극 구조체일 수 있다. The transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays may be a transparent electrode structure for an organic electronic device.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 자외선 및 적외선 영역의 빛을 차단할 수 있으며, 동시에, 수분 및 산소를 차단할 수 있는, 유기 전자 소자용 투명 패시베이션 구조체, 유기 전자 소자용 투명 전극 구조체 또는 차량용 투명 썬팅 필름을 구현할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들은 투명 플렉시블 유기전자소자의 신뢰성 및 안정성을 향상시키고자 자외선 및 적외선 차단이 가능하며, 높은 배리어 기능을 가지는 기능성 패시베이션 막 또는 전극의 제작에 관한 것으로, 특히 야외에서 직접적인 노출이 되어지는 유기태양전지 또는 유기발광 다이오드의 최적화된 기능성 막으로 활용되어질 수 있다. 기존의 전통적인 패시베이션 혹은 전극들이 단순 수분 및 산소에 대한 배리어기능 또는 전도성 기능만 수행해왔다면, 본 제안된 발명은 선택적으로 UV 및 적외선과 같은 전자 소자에 해로운 빛을 차단시키면서 동시에 투명하게 구현하며, 낮은 수분 투습률을 제공함으로 인해 유기 전자소자의 수명 및 효율 향상에 크게 기여할 수 있다. 또한 자동차와 같이 그 사용자가 태양빛에 직접적인 노출이 되어지는 경우, 기존에는 자동차 유리의 짙은 썬팅을 통해 외부로부터 보호해 왔는데, 본 발명의 실시예들에 의한 패시베이션 막은 효과적인 자외선 및 적외선 차단을 통해 피부 광노화 예방 및 자동차 내부 온도 상승을 효과적으로 막으면서, 동시에 높은 시야 투명성을 제공해 운전자의 안전도에 기여할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to some embodiments of the present invention made as described above, it is possible to block the light in the ultraviolet and infrared region, and at the same time, the transparent passivation structure for an organic electronic device, a transparent electrode for an organic electronic device, which can block moisture and oxygen. A transparent tinting film for a structure or a vehicle can be implemented. Some embodiments of the present invention are directed to the fabrication of a functional passivation film or electrode capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, and having a high barrier function in order to improve the reliability and stability of the transparent flexible organic electronic device. It can be utilized as an optimized functional film of an organic solar cell or an organic light emitting diode. If existing traditional passivation or electrodes have only performed a barrier or conductivity function against simple moisture and oxygen, the proposed invention provides transparent, low-light simultaneously, selectively blocking harmful light on electronic devices such as UV and infrared. Providing moisture permeability can greatly contribute to improving the life and efficiency of the organic electronic device. In addition, when the user is directly exposed to sunlight, such as a car, in the past has been protected from the outside through the dark tinting of the car glass, the passivation film according to the embodiments of the present invention the skin through effective ultraviolet and infrared blocking It prevents photoaging and effectively prevents the temperature increase inside the car, while providing high visibility transparency, contributing to the driver's safety. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1a는 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체의 구성과 기능을 개념적으로 도해하는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체의 단면을 나타낸 TEM 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체에서 자외선 차단막의 구성을 도해하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체에서 ZnS/LiF의 두께 및 dyad에 따른 350 내지 800nm의 파장대에서 광의 투과도를 나타낸 그래프이다.
도 5 내지 도 9는 7nm 내지 9nm의 두께를 가지는 Ag 박막이 다양한 박막 상에 성장하는 양태를 확인한 사진들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예(a) 및 비교예(b)에 따른 투명 배리어막에서 수분 및/또는 산소가 침투하는 경로를 비교하여 도해하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 배리어막의 제조방법을 순차적으로 도해하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 투명 배리어막을 도해하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 전극(50)의 단면을 개념적으로 도해한 도면이다.
도 14는 본 발명의 비교예(a) 및 실시예(b)에 따른 투명 전도성 전극에서 수분 및/또는 산소가 침투하는 경로를 비교하여 도해하는 도면이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체의 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체의 환경 신뢰성을 나타내는 그래프이다.
도 22는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 구조체의 자외선 반사 테스트(UV reflection test)의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 23 내지 도 24는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 구조체의 열 반사 테스트(heat reflection test)의 개요적 구성 및 결과를 나타낸 도면이다.1A is a diagram conceptually illustrating a configuration and a function of a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention.
1B is a TEM photograph showing a cross section of a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention.
2 is a diagram illustrating a configuration of an ultraviolet blocking film in a transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention.
3 and 4 are graphs showing light transmittance in a wavelength range of 350 to 800 nm according to the thickness and dyad of ZnS / LiF in a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention.
5 to 9 are photographs confirming that an Ag thin film having a thickness of 7 nm to 9 nm is grown on various thin films.
FIG. 10 is a diagram illustrating a comparison of paths through which moisture and / or oxygen penetrate in the transparent barrier film according to one embodiment (a) and the comparative example (b) of the present invention.
11 is a diagram sequentially illustrating a method of manufacturing a transparent barrier film according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating a transparent barrier film according to various embodiments of the present disclosure.
FIG. 13 conceptually illustrates a cross section of a transparent
FIG. 14 is a diagram illustrating a comparison of a path through which moisture and / or oxygen penetrate in the transparent conductive electrode according to Comparative Examples (a) and (b) of the present invention.
15 to 18 are graphs showing the transmittance of a transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
19 to 21 are graphs showing environmental reliability of transparent structures capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
22 is a graph showing the results of an ultraviolet reflection test (UV reflection test) of the structure according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
23 to 24 are schematic diagrams and results of a heat reflection test of a structure according to examples and comparative examples of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 예시적으로 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐서, 막, 패턴, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 상기 다른 구성요소 "상에" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Throughout the specification, when referring to one component, such as a film, pattern, region, or substrate, being located "on" another component, the one component directly "contacts" the other component, or It may be interpreted that there may be other components intervening therebetween. On the other hand, when referring to one component located directly on another component, it is interpreted that there are no other components intervening therebetween.
도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것일 수 있다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.In the figures, for example, variations in the shape shown may be expected, depending on manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, embodiments of the inventive concept should not be construed as limited to the specific shapes of the regions shown herein, but should include, for example, changes in shape resulting from manufacturing. In addition, the thickness or size of each layer in the drawings may be exaggerated for convenience and clarity of description. Like numbers refer to like elements.
본 명세서에서 '투명'하다는 의미는, 광을 100% 전부 흡수하거나 반사하는 경우를 제외하고, 광이 전부 통과되는 경우는 물론이거니와 광의 적어도 일부가 통과되는 반투명한 경우도 포함하는 것이다. As used herein, the term 'transparent' includes not only the case where all the light is absorbed or reflected by 100%, but also the case where all of the light is passed, as well as a translucent case where at least a portion of the light is passed.
도 1a는 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체의 구성과 기능을 개념적으로 도해하는 도면이다. 1A is a diagram conceptually illustrating a configuration and a function of a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(100)는 굴절률이 서로 상이한 제 1 박막과 제 2 박막이 교호적으로 반복 적층되어 자외선(UV)을 차단할 수 있는 자외선 차단막(170); 적외선(Heat)을 차단할 수 있는 적외선 차단막(160); 및 투명 배리어막(20);을 포함한다. 투명 배리어막(20)은 수분(H2O) 및 산소(O2)를 차단할 수 있다. Referring to FIG. 1A, the
상기 자외선 차단막(170), 상기 적외선 차단막(160) 및 상기 투명 배리어막(20)은 임의의 순서로 순차적으로 적층된 형태로 배치될 수 있는 바, 예를 들어, 도 1에 도시된 것처럼, 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(100)는 대상체(190) 상에 자외선 차단막(170), 적외선 차단막(160) 및 투명 배리어막(20)이 순차적으로 적층된 형태로 배치될 수 있다. 한편, 다른 예를 들면, 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(100)는 투명 배리어막(20), 적외선 차단막(160) 및 자외선 차단막(170)이 순차적으로 적층된 형태로 제공될 수도 있다. 자외선 차단막(170), 적외선 차단막(160) 및 투명 배리어막(20)가 적층되는 순서는 대상체(190)의 기능, 용도 및 주변 환경에 따라 임의의 순서 조합으로 제공될 수 있다. 대상체(190)는, 예를 들어, 유기 전자 소자, 유기 태양광 전지, 차량 유리, 건물 유리, 비행기 유리 또는 선박 유리 등을 포함할 수 있다. The
대상체(190)의 물질은, 예를 들어, 폴리머, 직물, 섬유 및 유리 중의 어느 하나일 수 있다. 폴리머 기판은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트 (polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이(cellulose acetate propionate: CAP) 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 직물 기판은 면, silk 등의 천연 섬유를 두 올의 직사가 서로 가로와 세로의 실이 일정한 법칙에 의해서 직각으로 교차되면서 형성될 수 있다. 섬유 기판은 원형, 타원형, 다각형 형태의 면, silk 등의 천연 섬유 및 PET, PP, PI, PS, PES, PEEK, PMMA, Parylene, Acryl 계열 폴리머 등의 인공 섬유 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다. The material of the
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(100)는 유연 기판(폴리머, 직물 또는 섬유 기판) 또는 유리 기판을 이용하여 유기 전자소자 제작시, 기판을 통하거나 외부로부터 유입해오는 수분 및 산소의 침투를 막을 뿐만 아니라 기판의 일면 또는 소자의 맨 마지막 전극 위 다층의 형태로 제공되는 유기 전자소자의 패시베이션 막일 수 있다. The
도 1a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(100)는 굴절률이 서로 상이한 제 1 박막과 제 2 박막이 교호적으로 반복 적층되어 자외선(UV)을 차단할 수 있는 자외선 차단막(170); 적외선(Heat)을 차단할 수 있는 적외선 차단막(160); 및 투명 전도성 전극(50);을 포함한다. 투명 전도성 전극(50)은 수분(H2O) 및 산소(O2)를 차단할 수 있다. Referring to FIG. 1A, a
상기 자외선 차단막(170), 상기 적외선 차단막(160) 및 상기 투명 전도성 전극(50)은 임의의 순서로 순차적으로 적층된 형태로 배치될 수 있는 바, 예를 들어, 도 1에 도시된 것처럼, 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(100)는 대상체(190) 상에 자외선 차단막(170), 적외선 차단막(160) 및 투명 전도성 전극(50)이 순차적으로 적층된 형태로 배치될 수 있다. 한편, 다른 예를 들면, 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(100)는 투명 전도성 전극(50), 적외선 차단막(160) 및 자외선 차단막(170)이 순차적으로 적층된 형태로 제공될 수도 있다. 자외선 차단막(170), 적외선 차단막(160) 및 투명 전도성 전극(50)이 적층되는 순서는 대상체(190)의 기능, 용도 및 주변 환경에 따라 임의의 순서 조합으로 제공될 수 있다. 대상체(190)는, 예를 들어, 유기 전자 소자, 유기 태양광 전지, 차량 유리, 건물 유리, 비행기 유리 또는 선박 유리 등을 포함할 수 있다. The
대상체(190)의 물질은, 예를 들어, 폴리머, 직물, 섬유 및 유리 중의 어느 하나일 수 있다. 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(100)는 유연 기판(폴리머, 직물 및 섬유 기판)을 이용하여 유기 전자소자 제작시, 기판의 일면 또는 소자의 맨 마지막 전극으로 단일 투명 전도성 층 또는 투명 전도성 층과 함께 다층의 형태로 유기전자소자의 양극 또는 음극의 전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전극일 수 있다. The material of the
본 발명은 유기 전자 소자 등의 신뢰성 향상을 위한 자외선 및 적외선 영역의 빛을 차단시킬 수 있는 투명 기능성 패시베이션 막 또는 전극의 제작에 적용될 수 있다. 오랜 시간 바깥에 노출되어지는 유기 전자 소자들은 수분 및 산소와 같은 반응성 가스 그리고, 태양광에 의한 자외선 및 열에 매우 취약한 물질들로 이루어져있기 때문에, 이러한 외부 환경의 노출에 의하여 쉽게 열화 현상이 나타난다. 그러므로 고효율의 신뢰성 있는 유기 전자 소자를 제작하기 위해 봉지막 또는 추가적인 필터를 적용해 이러한 외부 환경으로부터 직접적인 노출을 막아주는 것이 중요하다. 기존에는 자외선 및 열을 차단하며, 동시에, 높은 배리어 성능을 가지는 패시베이션 막 또는 전극이 존재하지 않았다. 본 발명의 실시예에 따른 기능성 패시베이션 막은 유기 전자 소자로의 적용뿐만 아니라, 차량용 투명 썬팅 필름으로도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 현재의 썬팅용 필름들은 효과적인 자외선 및 열 차단을 위해 운전자의 시야를 방해할 정도로 지나치게 검은색을 띄는데, 이러한 불투명한 썬팅용 필름은 사고를 초래할 수 있다. 하지만, 본 실시예에 따르면 차량 내 열 유입을 차단시켜 차량 내부의 급격한 온도 상승을 막아줄 수 있어, 여름 같은 계절에 특히 효과적이다. 또한 인간에게 있어 자외선은 눈 및 피부 질환을 일으키는 주범으로 노출을 최소화 해야 하는데, 이러한 투명 기능성 패시베이션 필름을 통해 자외선에 의한 노출을 효과적으로 차단할 수 있다.The present invention can be applied to the fabrication of a transparent functional passivation film or electrode that can block light in the ultraviolet and infrared regions for improving the reliability of organic electronic devices. Since organic electronic devices exposed to the outside for a long time are made of reactive gases such as moisture and oxygen, and materials which are very susceptible to ultraviolet rays and heat caused by sunlight, deterioration is easily caused by exposure to such an external environment. Therefore, it is important to apply an encapsulation film or an additional filter to prevent direct exposure from such an external environment in order to manufacture a highly efficient and reliable organic electronic device. In the past, there was no passivation film or electrode that blocks ultraviolet rays and heat and at the same time has a high barrier performance. The functional passivation film according to the embodiment of the present invention is expected to be used not only as an organic electronic device but also as a transparent tinting film for a vehicle. Current tinting films are too black to obstruct the driver's vision for effective ultraviolet and heat shielding, which can lead to accidents. However, according to the present embodiment, it is possible to prevent the rapid temperature rise inside the vehicle by blocking heat inflow in the vehicle, which is particularly effective in seasons such as summer. In addition, in humans, ultraviolet light is the leading cause of eye and skin diseases, and the exposure should be minimized. Such a transparent functional passivation film may effectively block exposure to ultraviolet light.
기존의 패시베이션(봉지) 막 또는 전극은 유기 전자 소자를 수분 및 산소로부터 보호하는 역할 또는 전기적 컨택 역할만을 제공하였다. 하지만 특히 유기 전자 소자들은 대기 환경에 노출 시 수분 및 산소에 노출될 뿐만 아니라, 태양광에 의한 열화 현상이 나타나는 바, 이러한 열화 현상을 방지하는 것도 매우 중요하다. 태양광 중 자외선 및 적외선 파장의 빛은 유기 물질에 매우 치명적이기 때문에, 소자의 열화 현상에 직접적인 관계가 있다. 이처럼 기능적으로 큰 한계를 보였던 기존의 패시베이션 막 또는 전극들은 유기 전자 소자의 신뢰성의 개선을 위해 새로운 광학적 기능들을 부여하여 제작되어질 필요가 있다. Existing passivation (encapsulation) films or electrodes have provided only the role of protecting organic electronic devices from moisture and oxygen, or the role of electrical contacts. However, organic electronic devices are not only exposed to moisture and oxygen when exposed to the atmospheric environment, but also deteriorated by sunlight, and thus, it is very important to prevent such deterioration. Since ultraviolet light and infrared light in the sunlight are very deadly to organic materials, it has a direct relationship to the deterioration phenomenon of the device. Existing passivation films or electrodes, which have shown such a big functional limit, need to be manufactured by imparting new optical functions to improve the reliability of the organic electronic device.
도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체의 단면을 나타낸 TEM 사진이다. 1B is a TEM photograph showing a cross section of a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체는 자외선 차단막(170)으로서 UV 필터(UV filter), 적외선 차단막(160)으로서 Ag 박막, 투명 배리어막(20)으로서 ZAM 구조체를 포함한다. UV 필터(UV filter)는 33nm 두께의 ZnS 박막과 62nm 두께의 LiF 박막이 교호적으로 반복 적층되어 구성되며, 적외선 차단막(160)은 8nm 두께의 Ag 박막으로 이루어지며, ZAM 구조체는 ZnO 박막, Al2O3 박막 및 MgO 박막이 적층되어 이루어진 하이브리드 단위구조막이 복수개로 스택된 60nm 두께의 구조체이다. 1A and 1B, a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention is a UV filter as the
이하에서는, 투명하고 자외선 및 적외선 영역의 빛을 차단할 수 있으며, 수분 및 산소를 차단할 수 있는 패시베이션 막 또는 전극에 적용될 수 있는 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(100)에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체에서 자외선 차단막의 구성을 도해하는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a configuration of an ultraviolet blocking film in a transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention.
도 2를 참조하면, 자외선 차단막(170)은 굴절률이 서로 상이한 제 1 박막(171)과 제 2 박막(172)가 교호적으로 반복 적층되어 자외선(UV)을 차단할 수 있다. 자외선 차단막(170)은 원자층 증착 방식, 화학기상 증착 또는 물리기상 증착에 의해 형성된 단일막 또는 두 물질간의 교대로 적층된 구조를 특징으로 하는 필터막일 수 있다. Referring to FIG. 2, in the
자외선 차단막(170)은 DBR(Distributed Brag Reflector) 필터일 수 있다. DBR(Distributed Brag Reflector) 구조는 박막 간의 굴절률의 큰 차이를 이용해 높은 굴절률을 갖는 제 1 박막(171)과 낮은 굴절률을 갖는 제 2 박막(172)을 반복적으로 쌓아 올린 여러 층의 멀티 구조이다. 도 2에 도시된 것처럼, 빛이 입사되면 각각의 계면에서 반사가 일어나게 되고 두께를 반사하고 싶은 파장의 1/4로 디자인하게 되면 반사된 모든 빛이 보강 간섭하여 원하는 파장에서 100%에 가까운 반사도를 얻을 수 있다. 이러한 DBR 필터는 높은 가시광선 투과도를 보이면서, 자외선 영역의 빛을 효과적으로 차단하게 끔 광학 시뮬레이션을 통해 두께를 구성할 수 있다. 제 1 박막(71)과 제 2 박막(72)은 각각 5nm 내지 200nm의 두께를 가질 수 있다. The
일 예로서, 자외선 차단막(170)에서 제 1 박막(171)과 제 2 박막(172)는 인듐 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 인듐 주석 산화물 및 인듐 아연 산화물 중에서 각각 선택된 어느 하나의 물질을 포함하는 박막이되, 제 1 박막(171)을 구성하는 물질과 제 2 박막(172)을 구성하는 물질의 굴절률 차이는 적어도 0.5 이상이 되도록 할 수 있다. 상기 0.5 이상의 굴절률 차이를 보이는 두 물질은 각 물질의 광학특성에 기반한 광학 시뮬레이션을 통해 다층 구조로 최적화될 수 있다. For example, the first
다른 예로서, 자외선 차단막(170)에서 제 1 박막(171)은 ZnS 박막이고 제 2 박막(172)는 LiF 박막일 수 있다. 발명자는 본 발명의 효과를 확인하기 위해 2.67의 굴절률을 가지는 ZnS 박막과 1.32의 굴절률을 가지는 LiF 박막을 4.5 층의 교대로 적층된 구조로 형성하여 두께 구성을 최적화 하였다. As another example, in the
또 다른 예로서, 자외선 차단막(170)은 TiO2, WO3, ZnO 등의 기능성 나노분말이 함유된 물질을 스핀코터 증착하여 구현할 수 있다. As another example, the
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체에서 ZnS/LiF의 두께 및 dyad에 따른 350 내지 800nm의 파장대에서 광의 투과도를 나타낸 그래프이다. 도 3 및 도 4에서 박막 두께의 단위는 nm이다. 하나의 ZnS 박막과 하나의 LiF 박막의 적층 구조를 1 dyad로 지정하는 경우, 3.5 dyad는 ZnS/LiF/ZnS/LiF/ZnS/LiF/ZnS의 적층 구조를 의미한다. 3 and 4 are graphs showing light transmittance in a wavelength range of 350 to 800 nm according to the thickness and dyad of ZnS / LiF in a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention. 3 and 4, the unit of the thin film thickness is nm. In the case of designating a lamination structure of one ZnS thin film and one LiF thin film as 1 dyad, 3.5 dyad means a lamination structure of ZnS / LiF / ZnS / LiF / ZnS / LiF / ZnS.
도 3 및 도 4를 참조하면, 이러한 ZnS/LiF의 멀티 구조는 두께 또는 dyad에 따라서 원하는 형태의 투과도를 선택적으로 구성할 수 있음을 확인할 수 있다. 3 and 4, it can be seen that the multi-structure of such ZnS / LiF can selectively configure the transmittance of a desired shape according to the thickness or dyad.
계속하여, 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체에서 도입되는 적외선 차단막(160)을 설명한다. 적외선 차단막(160)은 Ag, Au, Cu 및 Al 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함하는 금속박막일 수 있다. 상기 금속박막은 3nm 내지 100nm의 두께를 가질 수 있다. Subsequently, an infrared blocking film 160 introduced in a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention will be described. The infrared blocking layer 160 may be a metal thin film including any one material selected from Ag, Au, Cu, and Al. The metal thin film may have a thickness of 3 nm to 100 nm.
예를 들어, DBR(Distributed Brag Reflector) 필터 상에 매우 얇은 Ag 박막을 형성하여 금속에 의한 적외선 반사를 이용할 수 있다. 그러나, 최적 투과도를 확보하기 위해 Ag 박막이 아일랜드(island) 성장을 보이는 두께를 지나 최초의 필름화가 되는 두께를 확인하였고, Ag 필름이 약 9 nm의 두께에서 가장 높은 투과도를 보임을 확인할 수 있었다. For example, a very thin Ag thin film may be formed on a distributed brag reflector (DBR) filter to utilize infrared reflection by a metal. However, in order to secure the optimum transmittance, the thickness of the Ag thin film was first filmed after the thickness showing island growth, and the Ag film showed the highest transmittance at a thickness of about 9 nm.
도 5 내지 도 9는 7nm 내지 9nm의 두께를 가지는 Ag 박막이 다양한 박막 상에 성장하는 양태를 확인한 사진들이다. 5 to 9 are photographs confirming that an Ag thin film having a thickness of 7 nm to 9 nm is grown on various thin films.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 2Å/s의 증착속도로 Ag 박막을 다양한 박막(Al2O3, ITO, ZnO, LiF, ZnS 박막) 상에 7nm 내지 9nm의 두께를 가지면서 형성하는 경우, Al2O3 박막, ITO 박막, ZnO 박막, LiF 박막 상에 형성된 Ag 박막은 아일랜드(island) 형태로 서로 분리된 상태의 박막임을 확인할 수 있는 반면에, ZnS 박막 상에 형성된 Ag 박막은 7nm 내지 9nm의 두께에서 아일랜드(island) 성장을 보이는 두께를 지나 최초의 필름화가 나타남을 확인할 수 있다. ZnS는 일반적인 다른 박막들에 비해 높은 표면에너지로 인해 금속박막의 필름화가 가능해져, 높은 가시광선 투과도를 확보하는데 좋은 이점을 가진다. 도 3 및 도 4에서 ZnS/LiF의 dyad가 양의 정수값이 아니라 1.5, 2.5, 3.5 와 같은 값을 가지는 것도 Ag 박막이 LiF 박막 보다 ZnS 박막 상에서 아일랜드(island) 성장을 보이는 두께를 지나 필름화 구현의 측면에서 유리하기 때문이다. 5 to 9, when the Ag thin film is formed on various thin films (Al 2 O 3 , ITO, ZnO, LiF, ZnS thin films) at a deposition rate of 2 μs / s, having a thickness of 7 nm to 9 nm, The Ag thin films formed on the Al 2 O 3 thin film, the ITO thin film, the ZnO thin film, and the LiF thin film may be separated from each other in an island form, whereas the Ag thin films formed on the ZnS thin film are 7 nm to 9 nm. It can be seen that the first filmation appears after the thickness showing island growth in the thickness of. ZnS is capable of forming a thin metal film due to the high surface energy compared to other thin films in general, has a good advantage in securing high visible light transmittance. 3 and 4, the ZnS / LiF dyad is not a positive integer but has a value such as 1.5, 2.5, 3.5. Also, the Ag film is filmed past the thickness showing island growth on the ZnS film rather than the LiF film. This is because it is advantageous in terms of implementation.
한편, 본 발명자는 Ag 박막 뿐만 아니라 Au, Cu 또는 Al 박막의 증착 공정도 도 5 내지 도 9와 같은 양상이 나타남을 확인하였다. 즉, Al2O3 박막, ITO 박막, ZnO 박막, LiF 박막 상에 형성된 Au, Cu 또는 Al 박막은 7nm 내지 9nm의 두께에서 아일랜드(island) 형태로 서로 분리된 상태의 박막임을 확인할 수 있는 반면에, ZnS 박막 상에 형성된 Au, Cu 또는 Al 박막은 7nm 내지 9nm의 두께에서 아일랜드(island) 성장을 보이는 두께를 지나 최초의 필름화가 나타남을 확인할 수 있다.On the other hand, the inventors confirmed that the deposition process of the Au thin film as well as the Ag thin film as shown in Figs. That is, the Au, Cu, or Al thin films formed on the Al 2 O 3 thin film, the ITO thin film, the ZnO thin film, and the LiF thin film may be identified as thin films separated from each other in an island form at a thickness of 7 nm to 9 nm. , Au, Cu or Al thin film formed on the ZnS thin film can be seen that the first filming is shown past the thickness showing island (island) growth in the thickness of 7nm to 9nm.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체에서 도입되는 투명 배리어막(20)을 설명한다. 투명 배리어막(20)은 5nm 내지 1㎛의 두께를 가질 수 있다. Hereinafter, the
일 예로서, 투명 배리어막(20)은 알루미늄 산화막, 알루미늄 질화막, 실리콘 산화물, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막, 마그네슘 산화막, 마그네슘 불화막, 티타늄 산화막, 티타늄 질화막, 하프늄 산화막, 하프늄 질화막, 지르코늄 산화막, 지르코늄 질화막, 텅스텐 산화막, 아연 황화막, 아연 산화막 및 이트륨 산화막 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 단일박막 또는 적층박막일 수 있다. As an example, the
다른 예로서, 투명 배리어막(20)은 스트레스 경감 박막, 배리어 박막 및 흡습 박막이 적층되어 이루어진 적어도 하나 이상의 하이브리드 단위구조막을 구비하되, 상기 스트레스 경감 박막은 ZnO, SiO2, SiNx, Ag 및 Al로부터 선택된 물질 중 적어도 하나를 포함하는 박막이고, 상기 배리어 박막은 AlN, Al2O3, AlOxNy 및 SnOx 중 적어도 하나를 포함하는 박막이고, 상기 흡습 박막은 알칼리 금속(Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), 알칼리토류금속(Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), Ti, Zr, Hf 및 이의 산화물로부터 선택된 물질 중 적어도 하나를 포함하는 박막일 수 있다. As another example, the
또 다른 예로서, 투명 배리어막(20)은 가시광선의 투과도를 개선할 수 있는 투명 배리어막으로서, ZnO 박막, Al2O3 박막 및 MgO 박막이 적층되어 이루어진 적어도 하나 이상의 하이브리드 단위구조막을 구비할 수 있다. As another example, the
투명 배리어막(20)은 낮은 수분 투습률(water vapor transmission rate)을 가지는 고배리어 특성은 물론 95% 이상의 고투과도, 고유연성 및 낮은 응력을 가지는 박막일 수 있으며, 예를 들어, 투명 플렉시블 봉지 구조체로 적용될 수 있다. The
도 10은 본 발명의 일 실시예(a) 및 비교예(b)에 따른 투명 배리어막에서 수분 및/또는 산소가 침투하는 경로를 비교하여 도해하는 도면이다. FIG. 10 is a diagram illustrating a comparison of paths through which moisture and / or oxygen penetrate in the transparent barrier film according to one embodiment (a) and the comparative example (b) of the present invention.
도 10의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 배리어막(20)은 기저막(10)의 적어도 일면 상에 형성된 적어도 하나 이상의 하이브리드 단위구조막을 포함한다. Referring to FIG. 10A, the
하이브리드 단위구조막은 Al2O3 박막(22), ZnO 박막(24), MgO 박막(26)이 적층되어 이루어진다. 하이브리드 단위구조막을 구성하는 Al2O3 박막(22), ZnO 박막(24) 및 MgO 박막(26)의 적층 형태는 임의의 적층 순서를 가질 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 단위구조막은 기저막 상에 ZnO/Al2O3/MgO, ZnO/MgO/Al2O3, MgO/Al2O3/ZnO, MgO/ZnO/Al2O3, Al2O3/ZnO/MgO 또는 Al2O3/MgO/ZnO 의 적층 순서로 구성될 수 있다. 하이브리드 단위구조막에서, Al2O3 박막(22)은 수분 및/또는 산소의 침투를 막는 주 배리어 박막의 기능을 하며, ZnO 박막(24)은 하이브리드 단위구조막의 응력을 완화시키는 스트레스 경감 박막의 기능을 하며, MgO 박막(26)은 Al2O3 박막(22)의 가수분해 현상을 막기 위한 흡습 박막의 기능을 담당할 수 있다. Al2O3 박막(22), ZnO 박막(24) 및 MgO 박막(26)은 각각 핀홀(pinhole)과 같은 디펙트(defect)를 가진다. The hybrid unit structure film is formed by stacking an Al 2 O 3
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 배리어막(20)에서 하이브리드 단위구조막은 적어도 하나 이상으로 제공될 수 있는 바, 예를 들어, 도 10의 (a)에서는, 제 1 하이브리드 단위구조막(20_1), 제 2 하이브리드 단위구조막(20_2), 제 3 하이브리드 단위구조막(20_3), 제 4 하이브리드 단위구조막(20_4)과 같이 복수의 하이브리드 단위구조막이 적층되어 제공될 수 있다. In the
각각의 하이브리드 단위구조막에서, Al2O3 박막(22), ZnO 박막(24) 및 MgO 박막(26)은 각각 핀홀(22a, 24a, 26a)을 가지되 인접하는 Al2O3 박막(22), ZnO 박막(24) 및 MgO 박막(26) 중의 다른 하나의 박막과 핀홀의 위치가 서로 어긋나게 배치되어 핀홀 디커플링(pinhole-decoupling) 구조를 가진다. In each hybrid unit structure film, the Al 2 O 3
예를 들어, 제 1 하이브리드 단위구조막(20_1)에서 ZnO 박막(24)의 핀홀(24a)은 ZnO 박막(24)과 인접하는 Al2O3 박막(22) 및 MgO 박막(26)에서의 핀홀(24a, 26a)과 상대적인 위치가 서로 어긋나게 배치되어 핀홀 디커플링(pinhole-decoupling) 구조를 가진다. 이러한 핀홀 디커플링 구조는 제 1 하이브리드 단위구조막(20_1) 뿐만 아니라 제 2 하이브리드 단위구조막(20_2), 제 3 하이브리드 단위구조막(20_3) 및 제 4 하이브리드 단위구조막(20_4) 내에서도 나타나며, 제 1 하이브리드 단위구조막(20_1), 제 2 하이브리드 단위구조막(20_2), 제 3 하이브리드 단위구조막(20_3) 및 제 4 하이브리드 단위구조막(20_4)의 경계 영역에서도 나타난다.For example, the
각각의 하이브리드 단위구조막 내에서 Al2O3 박막(22)은 두께가 0.1nm 내지 2nm인 초박막이며, MgO 박막(26)은 두께가 0.1nm 내지 2nm인 초박막이며, ZnO 박막(24)은 두께가 0.1nm 내지 30nm인 초박막일 수 있다. In each hybrid unit structure film, the Al 2 O 3
본 발명자는, 핀홀을 가지는 매우 얇은 서로 다른 막질의 박막들이 복수의 적층 구조로 제공되는 경우, 핀홀 디커플링(pinhole-decoupling) 구조가 구현되어 수분 및/또는 산소의 침투를 매우 더디게 만들 수 있음을 확인하였다. The inventors have found that when very thin films of different thin films having pinholes are provided in a plurality of stacked structures, a pinhole-decoupling structure can be implemented to make the penetration of moisture and / or oxygen very slow. It was.
도 10의 (b)를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 투명 배리어막은 기저막(10)의 일면 상에 단일 물질막으로 이루어진 보호막(70);을 포함한다. Referring to FIG. 10B, the transparent barrier film according to the comparative example of the present invention includes a
단일 물질막으로 이루어진 보호막(70)이 형성되는 과정에서 핀홀(70a)은 최초 생성된 곳을 따라 보호막과 함께 성장하여 크기가 상대적으로 크므로, 수분 및/또는 산소의 침투를 용이하게 한다. 즉, 도 10의 (a)에 도시된 투명 배리어막에서 수분 및/또는 산소의 침투 경로(P) 길이는 도 10의 (b)에 도시된 투명 배리어막에서 수분 및/또는 산소의 침투 경로(P) 길이 보다 더 길다. 따라서, 도 10의 (a)에 도시된 투명 배리어막이 도 10의 (b)에 도시된 투명 배리어막 보다 수분 및/또는 산소의 침투를 효과적으로 막을 수 있다. In the process of forming the
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 배리어막의 제조방법을 순차적으로 도해하는 도면이다. 11 is a diagram sequentially illustrating a method of manufacturing a transparent barrier film according to an embodiment of the present invention.
도 11의 (a) 및 (b)를 참조하면, 기저막(10) 상에 Al2O3 박막(22)을 형성한다. Al2O3 박막(22)은, 예를 들어, 원자층 증착법(ALD), 화학적 증기 증착법(CVD), 분자층 증착법(MLD) 또는 물리기상 증착법(PVD)을 사용하여 형성할 수 있다. Al2O3 박막(22)은 두께가 0.1nm 내지 2nm인 초박막일 수 있으며, 이 경우, Al2O3 박막(22)을 관통하는 제 1 핀홀(22a)이 형성될 수 있다. 계속하여, Al2O3 박막(22) 상에 ZnO 박막(24)을 형성한다. ZnO 박막(24)은, 예를 들어, 원자층 증착법(ALD), 화학적 증기 증착법(CVD), 분자층 증착법(MLD) 또는 물리기상 증착법(PVD)을 사용하여 형성할 수 있다. 원자층 증착법(ALD) 또는 화학적 증기 증착법(CVD)에서는 Al2O3 박막(22) 상에 ZnO 전구체(24p)를 제공하여 ZnO 박막(24)을 형성할 수 있다. ZnO 박막(24)은 두께가 0.1nm 내지 30nm인 초박막일 수 있으며, 이 경우, ZnO 박막(24)을 관통하는 제 2 핀홀(24a)이 형성될 수 있다. 확률적으로, 제 1 핀홀(22a)과 제 2 핀홀(24a)이 서로 연결되도록 얼라인 배치될 가능성 보다는 제 1 핀홀(22a)과 제 2 핀홀(24a)은 서로 엇갈리게 배치될 가능성이 상대적으로 매우 높다. Referring to FIGS. 11A and 11B, an Al 2 O 3
도 11의 (c) 및 (d)를 참조하면, ZnO 박막(24) 상에 MgO 박막(26)을 형성한다. MgO 박막(26)은, 예를 들어, 원자층 증착법(ALD), 화학적 증기 증착법(CVD), 분자층 증착법(MLD) 또는 물리기상 증착법(PVD)을 사용하여 형성할 수 있다. 원자층 증착법(ALD) 또는 화학적 증기 증착법(CVD)에서는 ZnO 박막(24) 상에 MgO 전구체(26p)를 제공하여 MgO 박막(26)을 형성할 수 있다. MgO 박막(26)은 두께가 0.1nm 내지 2nm인 초박막일 수 있으며, 이 경우, MgO 박막(26)을 관통하는 제 3 핀홀(26a)이 형성될 수 있다. 확률적으로, 제 2 핀홀(24a)과 제 3 핀홀(26a)이 서로 연결되도록 얼라인 배치될 가능성 보다는 제 2 핀홀(24a)과 제 3 핀홀(26a)은 서로 엇갈리게 배치될 가능성이 상대적으로 매우 높다.Referring to FIGS. 11C and 11D, the MgO
도 12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 투명 배리어막을 도해하는 도면이다. 도 12에서도 상술한 박막의 두께 및 핀홀 디커플링(pinhole-decoupling) 구조에 대한 설명이 적용되지만, 편의상 도면에서는 이를 생략하였다. 12 is a diagram illustrating a transparent barrier film according to various embodiments of the present disclosure. In FIG. 12, the description of the above-described thickness and pinhole-decoupling structure of the thin film is applied, but it is omitted in the drawing for convenience.
도 12의 (a)를 참조하면, 투명 배리어막을 구성하는 각각의 하이브리드 단위구조막은 기저막(10) 상에 Al2O3 박막(22), ZnO 박막(24) 및 MgO 박막(26)이 순차적으로 적층되어 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 12A, each of the hybrid unit structure films constituting the transparent barrier film includes an Al 2 O 3
도 12의 (b)를 참조하면, 투명 배리어막을 구성하는 각각의 하이브리드 단위구조막은 기저막(10) 상에 ZnO 박막(24), Al2O3 박막(22) 및 MgO 박막(26)이 순차적으로 적층되어 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 12B, the ZnO
그 외에도, 도면에 도시하지 않았으나, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 투명 배리어막을 구성하는 각각의 하이브리드 단위구조막의 적층 구성은 Al2O3 박막(22), ZnO 박막(24) 및 MgO 박막(26)의 임의의 순서 조합이 가능하다. 예를 들어, 각각의 하이브리드 단위구조막은 기저막(10) 상에 MgO 박막(26), Al2O3 박막(22) 및 ZnO 박막(24)이 순차적으로 적층되어 이루어질 수 있다. In addition, although not shown in the drawings, the laminated structure of each hybrid unit structure film constituting the transparent barrier film according to the modified embodiment of the present invention is Al 2 O 3
한편, 복수의 하이브리드 단위구조막은 서로 다른 구성 조합을 가지는 둘 이상의 하이브리드 단위구조막을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 투명 배리어막을 구성하는 복수의 하이브리드 단위구조막에서, 제 1 하이브리드 단위구조막(20_1)은 기저막(10) 상에 Al2O3 박막(22), ZnO 박막(24) 및 MgO 박막(26)이 순차적으로 적층되어 이루어지며, 제 2 하이브리드 단위구조막(20_2)은 기저막(10) 상에 ZnO 박막(24), Al2O3 박막(22) 및 MgO 박막(26)이 순차적으로 적층되어 이루어지며, 제 3 하이브리드 단위구조막(20_3)은 기저막(10) 상에 Al2O3 박막(22), MgO 박막(26) 및 ZnO 박막(24)이 순차적으로 적층되어 이루어지며, 제 4 하이브리드 단위구조막(20_3)은 기저막(10) 상에 MgO 박막(26), Al2O3 박막(22) 및 ZnO 박막(24)이 순차적으로 적층되어 이루어질 수 있다. Meanwhile, the plurality of hybrid unit structure layers may include two or more hybrid unit structure layers having different combinations of components. For example, in the plurality of hybrid unit structure films constituting the transparent barrier film, the first hybrid unit structure film 20_1 may be formed on the
본 발명의 실시예에 따른 투명 배리어막을 구성하는 복수의 하이브리드 단위구조막은 각 박막의 결정성장을 방해하여 완전한 비정질 구조의 박막을 생산해 일반적인 단일 박막과 비교해 고밀도의 박막 구현이 가능하고 수분 및/또는 산소의 투습 메카니즘을 바꿈으로써 수분 및/또는 산소의 침투를 어렵게 만든다. 또한 이러한 박막 내부 핀홀에 의해 스트레스가 분산됨으로 인해 유연특성이 향상되고, 나아가 서로 다른 단일 물질들을 매우 얇게 층층히 가져감으로 인해 경도 및 탄성계수가 낮아져 취성 특성이 개선과 더불어 유연특성이 더욱 개선된다. 앞에서 기술한 구조적 및 물질적 조작을 통해 구현된 투명 배리어막은 여러 이로운 효과들을 바탕으로 유기 전자소자에 적용할 수 있는 장기적 신뢰성을 향상시킨다. A plurality of hybrid unit structure films constituting the transparent barrier film according to an embodiment of the present invention to prevent the crystal growth of each thin film to produce a thin film of a complete amorphous structure to achieve a thin film of high density compared to a general single thin film and moisture and / or oxygen By changing the moisture permeation mechanism of, it makes the penetration of moisture and / or oxygen difficult. In addition, due to the dispersion of stress by the thin film internal pinholes, the flexibility is improved, and the hardness and elastic modulus are lowered due to the very thin layer of different single materials, thereby improving the brittleness and the flexibility. . The transparent barrier film implemented through the structural and material manipulations described above improves the long-term reliability applicable to organic electronic devices based on various beneficial effects.
유기물로 만들어진 소자(예를 들어, OLED)는 일반적으로, 수분 및/또는 산소에 민감한 금속 전극과 유기물로 이루어져 있어 동작시 수분 및/또는 산소에 의해서 쉽게 반응하여 다크 스팟이 생겨 소자의 성능이 떨어지게 된다. 따라서 오랜 시간동안 열화 현상 없이 안정적 동작을 및 수명을 확보할 수 있게 해주는 보호층이 반드시 필요하다. Devices made of organic materials (e.g., OLEDs) generally consist of metal electrodes and organic materials that are sensitive to moisture and / or oxygen, and are easily reacted by moisture and / or oxygen during operation, resulting in dark spots that degrade the performance of the device. do. Therefore, a protective layer is necessary to ensure stable operation and long life without deterioration for a long time.
본 특허에서 제안하는 투명 배리어막에서는, 다기능성 유기 소자용 봉지막 제작을 위해 효과적인 장점을 가진 층들을 함께 사용함으로써 각 박막이 가졌던 단점을 상호보완하였고, 각각의 박막이 내부에 군데군데 결함(defect)을 가지는 매우 얇은 형태의 박막들이 혼재된 하이브리드 막을 제공함으로써 배리어 특성을 크게 향상시켰다. 예를 들어, ZnO, Al2O3와 MgO의 물질을 순차적으로 적층하여 결함(defect)을 가지는 하이브리드 형태의 박막을 제작하여, 10-6 g/m2/day의 수분 투습률(water vapor transmission rate)을 가지는 고배리어 특성을 달성함은 물론 95% 이상의 고투과도, 고유연성 및 제로 스트레스(zero stress)의 박막을 구현하였다. ZnO/Al2O3/MgO 하이브리드 박막 구조에서 활용된 각 물질들의 장점들을 설명하자면, Al2O3 박막은 박막 내부에서 배리어 특성의 향상을 위해 사용된다. 핀홀을 가지는 매우 얇은 서로 다른 박막들이 차례로 혼재된 형태의 박막이기 때문에, 매우 작은 수분 및/또는 산소 분자들의 침투를 자칫 용이하게 만들어 배리어 특성이 감소할 수 있다. 일반적으로 디펙으로 인해 생기는 박막들의 핀홀들은 최초 생긴 곳을 기준으로 따라 성장하게 되는데, 이러한 문제들을 매우 얇은 층들을 매우 많이 가져가게 되면, 각 막들의 핀홀 및 디펙들의 위치가 서로 바뀌는 결함 디커플링(defect-decoupling) 현상이 일어나게 되고, 결국 도 10과 같이 수분 및/또는 산소의 침투를 매우 더디게 만들어, 단순 단일물질로 이루어진 박막과는 다른 투습 메카니즘을 가지게 된다. 또한 중간중간 존재하는 흡습층들이 수분을 잡아줌으로써 배리어 특성 개선에 이바지한다. 그리고 ZnO 박막은 하이브리드 박막의 응력 감소에 도움을 주는 동시에, Al2O3와 ZnO 계면 사이에 Al2O3 형성에 사용되는 TMA(Trimethyl Aluminum)가 ZnO 표면을 식각(etching)하는 특성이 있다. 이러한 식각이 일어남과 동시에 증착이 일어나면서 Al2O3와 ZnO 계면 사이에 강한 본딩(bonding)이 형성되면서 배리어 기능이 향상되는 특성이 있다. 이렇게 제작되어진 초박막 혼재된 디펙 분산 구조의 고밀도 막은 낮은 탄성계수를 가지고 경도에서 있어서도 낮은 값을 가지기 때문에, 기존 단일 막들의 취성(brittleness)을 개선시켜 유연 특성을 부여하게 하고, 나아가 막 내부 군데군데 있는 결함(defect)들에 의해 응력이 분산되어 봉지막 자체의 유연성이 향상되는 이중효과를 가지는 것이 종래 기술과 크게 차별화되는 장점이다. 이러한 측정 결과 및 여러 이론에 근거하여 볼 때, 본 발명에서 제안하는 투명 배리어막은 여러 장점들을 가진 기능성 박막들은 한데 혼재시켜 기존 봉지막 및 구조들이 보였던 배리어 특성 및 가수분해와 같은 열화(degradation) 문제를 개선시켰으며, 동시에 플렉시블 소자로의 안정적인 적용을 위해 초박막 혼재된 디펙 분산 구조로 인해 탄성계수 및 경도의 감소 그리고 막 내부 곳곳에 결함(defect)을 통한 스트레스 분산에 효율적인 구조로 제작되어, 실제 산업에의 응용이 가능한 봉지막을 제작 가능하게 한다. 상술한 Al2O3 박막(22)은 배리어 박막으로 이해되며, 상기 배리어 박막은 Al2O3 박막(22) 외에도 AlN, AlOxNy 및 SnOx 중 적어도 하나를 포함하는 박막일 수 있다. 상술한 ZnO 박막(24)은 스트레스 경감 박막으로 이해되며, 상기 스트레스 경감 박막은 ZnO 박막(24) 외에도 SiO2, SiNx, Ag 및 Al로부터 선택된 물질 중 적어도 하나를 포함하는 박막일 수 있다. 상술한 MgO 박막(26)은 흡습 박막으로 이해되며, 상기 흡습 박막은 MgO 박막(26) 외에도 알칼리 금속(Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), 알칼리토류금속(Be, Ca, Sr, Ba, Ra), Ti, Zr, Hf 및 이의 산화물로부터 선택된 물질 중 적어도 하나를 포함하는 박막일 수 있다. In the transparent barrier film proposed by the present patent, the disadvantages of each thin film are complemented by using layers having an effective advantage for the production of the encapsulation film for the multifunctional organic device, and each thin film has a defect inside each other. The barrier properties were greatly improved by providing a hybrid film containing a mixture of very thin films having a thin film). For example, ZnO, Al 2 O 3 and MgO materials are sequentially stacked to produce a hybrid thin film having a defect, and a water vapor transmission rate of 10 -6 g / m 2 / day In addition to achieving a high barrier characteristic having a rate), a thin film having a high transmittance, high flexibility, and zero stress of more than 95% is realized. To explain the advantages of the materials used in the ZnO / Al 2 O 3 / MgO hybrid thin film structure, Al 2 O 3 thin film is used to improve the barrier properties inside the thin film. Since the very thin different thin films having pinholes are a mixture of thin films in turn, barrier properties can be reduced by making it easier to penetrate very small moisture and / or oxygen molecules. In general, the pinholes of thin films caused by defects grow based on the origin of the defects. If these problems are taken with very thin layers, defect decoupling of the pinholes and defects of each film is changed. The decoupling phenomenon occurs, and as a result, as shown in FIG. 10, the penetration of moisture and / or oxygen is very slow, and thus has a different moisture permeation mechanism from a thin film made of a simple single material. In addition, the moisture-absorbing layers present in the middle capture moisture to contribute to improvement of barrier properties. In addition, ZnO thin films help to reduce stress of the hybrid thin film, and have TMA (Trimethyl Aluminum) used to form Al 2 O 3 between the Al 2 O 3 and ZnO interfaces to etch the ZnO surface. As the etching occurs and deposition occurs, strong bonding is formed between the Al 2 O 3 and ZnO interface, thereby improving barrier function. Since the high density film of the ultra-thin mixed diffraction structure manufactured as described above has a low modulus of elasticity and a low value even in hardness, the brittleness of the existing single films can be improved to give flexible properties, and furthermore, It is an advantage that the dual effect is that the stress is dispersed by defects so that the flexibility of the encapsulation film is improved. Based on these measurement results and various theories, the transparent barrier film proposed in the present invention is mixed with functional thin films having various advantages to solve degradation problems such as barrier properties and hydrolysis seen in conventional encapsulation films and structures. At the same time, due to the ultra-thin mixed diffraction structure for stable application to flexible devices, it is manufactured to reduce elastic modulus and hardness, and to distribute stress through defects throughout the membrane. It is possible to manufacture a sealing film that can be applied. The Al 2 O 3
상기 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체에서, 상기 제 1 박막과 제 2 박막의 각각은 5nm 내지 200nm의 두께를 가지며, 상기 적외선 차단막은 3nm 내지 100nm의 두께를 가지며, 하나의 상기 하이브리드 단위구조막 내에서 Al2O3 박막은 두께가 0.1nm 내지 2nm인 초박막이며, MgO 박막은 두께가 0.1nm 내지 2nm인 초박막이며, ZnO 박막은 두께가 0.1nm 내지 30nm인 초박막일 수 있다. In the transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, each of the first thin film and the second thin film has a thickness of 5nm to 200nm, the infrared blocking film has a thickness of 3nm to 100nm, one hybrid unit structure film The Al 2 O 3 thin film may be an ultra thin film having a thickness of 0.1 nm to 2 nm, the MgO thin film may be an ultra thin film having a thickness of 0.1 nm to 2 nm, and the ZnO thin film may be an ultra thin film having a thickness of 0.1 nm to 30 nm.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체에서 도입되는 투명 전도성 전극(50)을 설명한다. 투명 전도성 전극(50)은 10nm 내지 300nm의 두께를 가질 수 있다. Hereinafter, a transparent
일 예로서, 투명 전도성 전극(50)은 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 금속 산화물 단위막이 적층되어 구성된 금속 산화물을 기지로 하되 상기 기지 내에 도펀트가 도핑된 투명 전도성 전극일 수 있다. As an example, the transparent
상기 금속 산화물은 인듐 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 인듐 주석 산화물 및 인듐 아연 산화물 중 적어도 하나일 수 있으며, 상기 도펀트는 상기 기지 내의 복수의 단위막 적층 경계 영역에 상대적으로 집중되어 도핑될 수 있다. 상기 도펀트가 각각의 단위막의 결정 성장을 억제함으로써 상기 기지는 비정질 형태를 가질 수 있다. The metal oxide may be at least one of indium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium tin oxide, and indium zinc oxide, and the dopant may be doped relatively concentrated in a plurality of unit film stack boundary regions in the matrix. As the dopant inhibits crystal growth of each unit film, the matrix may have an amorphous form.
다른 예로서, 투명 전도성 전극(50)은 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 ZnO 단위막이 적층되어 구성된 ZnO를 기지로 하되 상기 기지 내에 도펀트로서 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나가 도핑된 투명 전도성 전극일 수 있다. As another example, the transparent
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 전극(50)의 단면을 개념적으로 도해한 도면이다.FIG. 13 conceptually illustrates a cross section of a transparent
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 전극은 ZnO를 기지(matrix)로 하되 상기 기지 내에 도펀트(dopant)로서 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나가 도핑된 투명 전도성 전극(50)을 구비한다. 상기 기지는 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 ZnO 단위막(52)가 적층되어 구성된 것을 특징으로 한다. 각각의 ZnO 단위막(52)는 핀홀(55)와 같은 디펙(defect)을 가지되, 하나의 단위막은 인접한 다른 하나의 단위막과 핀홀의 위치가 서로 어긋나게 배치되어 핀홀 디커플링(pinhole-decoupling) 구조를 가질 수 있다. 즉, 이러한 핀홀 디커플링은 복수의 ZnO 단위막 적층 경계에서 발생한다. 한편, 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나인 상기 도펀트는 상기 ZnO 기지 내의 복수의 ZnO 단위막 적층 경계 영역에 상대적으로 집중되어 도핑될 수 있다. 상기 도펀트가 각각의 ZnO 단위막의 결정 성장을 억제함으로써 상기 기지는 비정질 형태를 가질 수 있다. 도 13에 도시된 구조체는 i) ZnO를 기지로 하되 상기 기지는 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 ZnO 단위막이 적층되어 구성되며, ii) 상기 기지 내에 도펀트로서 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al)이 도핑되되, 상기 도펀트는 상기 기지 내의 복수의 단위막 적층 경계 영역에 상대적으로 집중되어 도핑된 투명 전도성 전극일 수 있다. 예를 들어, 제 1 단위막 적층 경계 영역에는 마그네슘(Mg)이 상대적으로 집중되어 도핑되고, 상기 제 1 단위막 적층 경계 영역에 바로 인접한 제 2 단위막 적층 경계 영역에는 알루미늄(Al)이 상대적으로 집중되어 도핑되는 구성이 복수회 반복되어 배치되는 구조체일 수 있다. 상기 투명 전도성 전극에서, 상기 투명 전도성 전극은 수분 투습률(water vapor transmission rate)이 10-4 g/m2/day 이하이고, 광학적 투과도가 90% 이상이며, 1mm의 휨(bending)에 대해서도 전도성 변화가 없는 물성을 제공함으로써 별도의 봉지막 없이 소자에 대한 봉지 기능을 수행할 수 있는 봉지막과 전극의 일체형 구조체일 수 있다. 상기 투명 전도성 전극(50)은 기저막(10) 상에 배치된다. 예를 들어, 투명 전도성 전극은 투명 유연 기판과 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 투명 전도성 전극은 투명 유연 기판과 직접 접촉하지는 않고 투명 유연 기판 상의 소자와 직접 접촉하여 배치될 수도 있다. Referring to FIG. 13, a transparent conductive electrode according to an embodiment of the present invention has ZnO as a matrix and is doped with at least one of magnesium (Mg) and aluminum (Al) as dopants in the matrix. A transparent
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 전극은 ZnO를 기지로 하되 상기 기지 내에 도펀트로서 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나가 도핑된 투명 전도성 전극을 구비하는 경우에 해당하지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않고 확대될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 전도성 전극(50)은 금속 산화물을 기지로 하되 상기 기지 내에 도펀트가 도핑된 투명 전도성 전극을 구비하되, 상기 기지는 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 금속 산화물 단위막이 적층되어 구성된 것을 특징으로 할 수 있다. 이 경우, 상기 투명 전도성 전극은 인듐 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 인듐 주석 산화물 및 인듐 아연 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The transparent conductive electrode according to the embodiment of the present invention described above corresponds to a case in which ZnO is used as a base, but at least one of magnesium (Mg) and aluminum (Al) is doped as a dopant in the base. However, the technical spirit of the present invention may be expanded without being limited thereto. That is, the transparent
이하에서는, 상술한 본 발명의 투명 전도성 전극(50)의 제조방법을 설명한다. 상기 제조방법은 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 금속 산화막의 단위막을 증착하는 제 1 단계; 및 상기 금속 산화막의 단위막 상에 도펀트를 도핑하는 제 2 단계;를 포함하는 사이클을 복수회 수행함으로써 구현된다. 이에 의하여, 복수의 금속 산화막의 단위막이 적층되어 구성된 기지 내에 도펀트가 도핑된 투명 전도성 전극을 구현한다. 상기 제 1 단계는 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)을 수행하는 챔버 내에서 투명 유연 기판을 로딩한 후에 금속 산화막을 형성하기 위한 전구체(precursor), 소스가스, 반응가스 또는 원료가스를 주입하고, 열이나 플라즈마를 인가하여 화학반응을 유도하여 금속 산화막을 증착한다. 구체적으로, 원자층 증착 공정(ALD)인 경우, 소스가스를 투명 유연 기판 상에 제공하여 흡착시키는 단계; 흡착되고 남은 잔류가스를 퍼지하는 단계; 반응가스를 투명 유연 기판 상에 제공하여 반응 단위막을 형성하는 단계; 반응하고 잔류한 반응가스를 퍼지하는 단계;를 포함하는 단위사이클을 적어도 1회 이상 수행하여 금속 산화막을 형성할 수 있다. 화학적 기상증착 공정(CVD)인 경우, 외부 에너지를 이용하여 원료가스를 분해시켜 화학적 기상반응으로 금속 산화막을 형성할 수 있다. 상기 제 2 단계는 상기 제 1 단계를 수행한 후에 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)을 수행하는 챔버 내에서 도펀트 물질을 제공하는 전구체(precursor), 소스가스, 반응가스 또는 원료가스를 주입하고, 열이나 플라즈마를 인가하여 금속 산화막의 표면부에 도펀트를 도핑한다. 구체적으로, 원자층 증착 공정(ALD)인 경우, 소스가스를 금속 산화물 상에 제공하여 흡착시키는 단계; 흡착되고 남은 잔류가스를 퍼지하는 단계; 반응가스를 금속 산화물 상에 제공하여 도펀트 물질을 형성하는 단계; 반응하고 잔류한 반응가스를 퍼지하는 단계;를 포함하는 단위사이클을 적어도 1회 이상 수행하여 도펀트를 금속 산화물의 표면 상에 도핑할 수 있다. 화학적 기상증착 공정(CVD)인 경우, 외부 에너지를 이용하여 원료가스를 분해시켜 화학적 기상반응으로 도펀트를 금속 산화물의 표면 상에 도핑할 수 있다. 금속 산화물 상에 도핑되는 도펀트는 금속 산화물 상에 모두 연결되어 이어진 박막(thin film)이 아니라 불연속적으로 흩어져 있는 상태로 형성될 수 있다. 즉, 도핑되는 도펀트는 박막으로 형성될 정도의 두께 보다 낮은 두께를 가지면서 금속 산화물 상에 형성될 수 있다. 상술한 투명 전도성 전극의 제조방법에 의하면, 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계는 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)을 수행하는 동일한 챔버 내에서 인시츄(in-situ)로 수행할 수 있다. 또는, 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계는 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)을 수행하는 동일한 장비 내에서 챔버를 달리하면서 인시츄(in-situ)로 수행할 수 있다. 인시츄(in-situ)로 진행한다는 것은 투명 유연 기판이 챔버 내의 낮은 압력 상태에서 챔버 혹은 장비 외부의 대기압 상태로 이동하기 전에 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계를 순차적으로 수행한다는 것을 의미할 수 있다. 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계를 포함하는 사이클을 복수회 수행함으로써, 상기 도펀트는 상기 기지를 구성하는 복수의 단위막 중에서 복수의 단위막이 적층되는 경계 영역에 상대적으로 집중되어 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제 1 ZnO 단위막 적층 경계 영역에는 마그네슘(Mg)이 상대적으로 집중되어 도핑되고, 상기 제 1 ZnO 단위막 적층 경계 영역에 바로 인접한 제 2 ZnO 단위막 적층 경계 영역에는 알루미늄(Al)이 상대적으로 집중되어 도핑되고, 상기 제 2 ZnO 단위막 적층 경계 영역에 바로 인접한 제 3 ZnO 단위막 적층 경계 영역에는 마그네슘(Mg)이 상대적으로 집중되어 도핑되고, 상기 제 3 ZnO 단위막 적층 경계 영역에 바로 인접한 제 4 ZnO 단위막 적층 경계 영역에는 알루미늄(Al)이 상대적으로 집중되어 도핑되는 구성을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계를 포함하는 사이클을 복수회 수행함으로써, 상기 도펀트가 각각의 단위막의 결정 성장을 억제하여 상기 기지는 비정질 형태를 가질 수 있다. Hereinafter, a method of manufacturing the transparent
도 14는 본 발명의 비교예(a) 및 실시예(b)에 따른 투명 전도성 전극에서 수분 및/또는 산소가 침투하는 경로를 비교하여 도해하는 도면이다. FIG. 14 is a diagram illustrating a comparison of a path through which moisture and / or oxygen penetrate in the transparent conductive electrode according to Comparative Examples (a) and (b) of the present invention.
도 14의 (a)를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 투명 전도성 전극은 기저막의 일면 상에 도펀트로 도핑되지 않은 ZnO 기지만으로 이루어진 투명 전도성 전극(50)을 포함한다. 즉, 기저막 상에 상술한 제 2 단계를 수행하지 않고 제 1 단계만을 계속 수행하여 ZnO 기지를 형성한다. 이 과정에서 핀홀(55)는 최초 생성된 곳을 따라 기지와 함께 성장하여 핀홀의 크기가 상대적으로 크므로, 수분 및/또는 산소의 침투를 용이하게 한다. Referring to FIG. 14A, the transparent conductive electrode according to the comparative example of the present invention includes a transparent
도 14의 (b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 투명 전도성 전극은 유기저막의 일면 상에 ZnO를 기지로 하되 상기 기지 내에 도펀트로서 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나가 도핑된 투명 전도성 전극(50)을 포함한다. 상기 기지는 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 ZnO 단위막(52)가 적층되어 구성된다. 각각의 단위막(52)은 핀홀(55)를 가지되, 하나의 단위막은 인접한 다른 하나의 단위막과 핀홀의 위치가 서로 어긋나게 배치되어 핀홀 디커플링(pinhole- decoupling) 구조가 구현되어 수분 및/또는 산소의 침투를 매우 더디게 만든다. 또한, 핀홀은 최초 생성된 곳을 따라 기지와 함께 성장하지 못하므로 핀홀의 크기는 상대적으로 작다. 하나의 단위막의 핀홀 위치와 인접한 다른 하나의 단위막의 핀홀의 위치가 서로 어긋나게 배치되는 것은 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 금속 산화막의 단위막을 증착하는 제 1 단계들 사이에 상기 금속 산화막의 단위막 상에 도펀트를 도핑하는 제 2 단계가 수행되기 때문이다. Referring to (b) of FIG. 14, the transparent conductive electrode according to the embodiment of the present invention is based on ZnO on one surface of the organic bottom layer, but at least one of magnesium (Mg) and aluminum (Al) as a dopant in the base. And doped transparent
도 14의 (b)에 도시된 투명 전도성 전극에서 수분 및/또는 산소의 침투 경로 길이는 도 14의 (a)에 도시된 투명 전도성 전극에서 수분 및/또는 산소의 침투 경로 길이 보다 더 길다. 따라서, 도 14의 (b)에 도시된 투명 전도성 전극이 도 14의 (a)에 도시된 투명 전도성 전극 보다 수분 및/또는 산소의 침투를 효과적으로 막을 수 있다. The penetration path length of moisture and / or oxygen in the transparent conductive electrode shown in FIG. 14B is longer than the penetration path length of moisture and / or oxygen in the transparent conductive electrode shown in FIG. Therefore, the transparent conductive electrode shown in FIG. 14B can effectively prevent the penetration of moisture and / or oxygen than the transparent conductive electrode shown in FIG. 14A.
지금까지 본 발명의 실시예들에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체를 설명하였다. 이러한 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체는 자외선 및 적외선 영역의 빛을 차단할 수 있으며, 동시에, 수분 및 산소를 차단할 수 있는, 유기 전자 소자용 투명 패시베이션 구조체, 유기 전자 소자용 투명 전극 구조체 또는 차량용 투명 썬팅 필름으로 구현될 수 있다.Until now, a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to embodiments of the present invention has been described. Such a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays may block light in the ultraviolet and infrared regions, and at the same time, may also block moisture and oxygen, and a transparent passivation structure for an organic electronic device, a transparent electrode structure for an organic electronic device, or a vehicle transparent It may be implemented as a tinting film.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체의 다양한 특성을 비교예와 함께 살펴본다. Hereinafter, various characteristics of the transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays according to an embodiment of the present invention will be described with a comparative example.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체의 투과도를 나타내는 그래프이다. 15 to 18 are graphs showing the transmittance of a transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
구체적으로, 도 15는 ZnS 박막과 LiF 박막이 3.5층의 교대로 적층된 DBR(Distributed Brag Reflector) 필터 구조를 가지는 자외선 차단막에 대한 350nm 내지 800nm의 파장대에서의 투과도 측정값과 시뮬레이션값을 나타내며, 도 16은 도 15의 자외선 차단막 상에 적외선 차단막으로서 9nm 두께의 Ag 박막이 배치된 구조체에 대한 350nm 내지 800nm의 파장대에서의 투과도 측정값과 시뮬레이션값을 나타내며, 도 17은 도 16의 구조체 상에 투명 배리어막으로서 ZnO 박막, Al2O3 박막 및 MgO 박막이 적층되어 이루어진 최종적인 60nm 두께의 ZAM 구조체에서 350nm 내지 800nm의 파장대에서의 투과도 측정값과 시뮬레이션값을 나타낸다. 또한, 도 18은 자외선 차단막이 있는 경우(UV filter), 자외선 차단막과 적외선 차단막이 있는 경우(UV filter/Ag), 자외선 차단막과 적외선 차단막과 투명 배리어막이 있는 경우(UV filter/Ag/ZAM)에서의 350nm 내지 2000nm의 파장대에서의 투과도 측정값을 나타낸 것이다. Specifically, FIG. 15 shows transmittance measurement values and simulation values in a wavelength band of 350 nm to 800 nm for an ultraviolet shielding film having a DBR (Distributed Brag Reflector) filter structure in which ZnS thin films and LiF thin films are alternately stacked of 3.5 layers. 16 shows transmittance measurements and simulation values in a wavelength band of 350 nm to 800 nm for a structure in which an Ag thin film having a thickness of 9 nm is disposed as an infrared blocking film on the ultraviolet blocking film of FIG. 15, and FIG. 17 shows a transparent barrier on the structure of FIG. 16. In the final 60nm-thick ZAM structure in which a ZnO thin film, an Al 2 O 3 thin film and a MgO thin film were laminated as a film, transmittance measurement values and simulation values in a wavelength range of 350 nm to 800 nm are shown. In addition, FIG. 18 shows a case in which there is a UV blocking film (UV filter), a UV blocking film and an infrared blocking film (UV filter / Ag), and a UV blocking film, an infrared blocking film and a transparent barrier film (UV filter / Ag / ZAM). The transmittance measurement value in the wavelength range of 350 nm to 2000 nm is shown.
도 15 내지 도 18을 참조하면, 각 기능을 가진 막들의 순차적인 형성의 의해 자외선, 가시광선, 그리고 적외선 영역에서 어떻게 투과도가 변하는지 확인할 수 있다. DBR 필터는 400nm 이하의 자외선을 매우 효과적으로 차단하며, 가시광선 및 적외선 영역에서는 높은 투과도를 보이고 있다. DBR 필터 상에 9 nm의 Ag 박막이 형성되면, 전체적인 투과도가 낮아지면서, 특히 적외선 영역에서 차단이 효과적으로 이루어지게 된다. 이렇게 낮아진 투과도를 증가시키기 위해, 최종적인 60nm 두께의 배리어 필름이 형성을 통해 유전체/금속/유전체 구조로 인한 빛의 간섭 및 공명 효과를 이용해 가시광선 영역에서의 투과도 개선이 이루어진다. 이러한 각 층 및 층간의 광학적 효과에 의해 자외선 및 적외선 차단이 되며, 투명한 패시베이션 막이 가능해짐을 확인할 수 있다. 15 to 18, it can be seen how the transmittances change in the ultraviolet, visible and infrared regions by the sequential formation of the films having respective functions. The DBR filter effectively blocks ultraviolet rays below 400nm and exhibits high transmittance in the visible and infrared regions. When a 9 nm Ag thin film is formed on the DBR filter, the overall transmittance is lowered, and the blocking is particularly effective in the infrared region. To increase this lowered transmission, a final 60nm thick barrier film is formed to improve transmission in the visible region using interference and resonance effects of light due to dielectric / metal / dielectric structures. It can be seen that the optical effect between each layer and the layer is blocked by UV and infrared rays, and the transparent passivation film is possible.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체의 환경 신뢰성을 나타내는 그래프이다. 19 to 21 are graphs showing environmental reliability of transparent structures capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
구체적으로, 도 19는 상술한 자외선 차단막에 대해서 60℃/90%의 가혹한 환경에서 48시간 동안 유지하는 테스트 전후에서 투과도의 차이를 나타낸 것이며, 도 20은 자외선 차단막 상에 적외선 차단막으로서 Ag 박막을 형성한 구조체에 대해서 60℃/90%의 가혹한 환경에서 48시간 동안 유지하는 테스트 전후에서 투과도의 차이를 나타낸 것이며, 도 21은 도 20의 구조체 상에 상술한 투명 배리어막을 형성한 구조체에 대해서 60℃/90%의 가혹한 환경에서 48시간 동안 유지하는 테스트 전후에서 투과도의 차이를 나타낸 것이다. Specifically, FIG. 19 illustrates the difference in transmittance before and after the test maintained for 48 hours in a harsh environment of 60 ° C./90% with respect to the above-described UV blocking film, and FIG. 20 shows an Ag thin film as an infrared blocking film on the UV blocking film. The difference in transmittance before and after the test maintained for 48 hours in a harsh environment of 60 ° C./90% for one structure is shown. FIG. 21 shows 60 ° C. / for the structure in which the above-mentioned transparent barrier film is formed on the structure of FIG. 20. The difference in permeability was seen before and after the test for 48 hours in 90% of harsh environments.
도 19 내지 도 21을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(도 21 참조)는 60℃/90%의 가혹한 환경에서 2일 동안 보관된 후에도 투과도의 차이가 없었던 반면, 상술한 투명 배리어막이 없는 DBR필터/Ag 막은 큰 투과도의 변화를 보였다. 이는 Ag 필름의 높은 반응성에 의해 급격한 열화 현상이 발생하였기 때문이다. 19 to 21, the transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays (see FIG. 21) according to an embodiment of the present invention has a difference in transmittance even after being stored for 2 days in a harsh environment of 60 ° C./90%. On the other hand, the DBR filter / Ag membrane without the transparent barrier film described above showed a large change in permeability. This is because a sudden deterioration phenomenon occurs due to the high reactivity of the Ag film.
도 22는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 구조체의 자외선 반사 테스트(UV reflection test)의 결과를 나타낸 그래프이다. 22 is a graph showing the results of an ultraviolet reflection test (UV reflection test) of the structure according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
도 22를 참조하면, PET 기판(Bare PET), 글래스 기판(Bare glass), ITO막(ITO), 반투명 Ag 박막(Semi transparent Ag), 자외선 필터(UV filter), 자외선 필터 상의 Ag 박막(UV filter/Ag), 자외선 필터 상에 형성된 Ag 박막 구조체 상에 배치된 투명 배리어막(UHGDM)에 대하여 각각 자외선을 조사하여 투과된 자외선의 강도를 확인하였다. 그 결과, 자외선 필터(UV filter), 자외선 필터 상의 Ag 박막(UV filter/Ag), 자외선 필터 상에 형성된 Ag 박막 구조체 상에 배치된 투명 배리어막(UHGDM)의 경우 자외선 차단 효과가 현저하게 나타남을 알 수 있다. 그 중에서도 본 발명의 실시예에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(UHGDM)에서 자외선 차단 효과가 가장 우수함을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 22, a PET substrate (Bare PET), a glass substrate (Bare glass), an ITO film (ITO), a semi-transparent Ag thin film (Semi transparent Ag), an ultraviolet filter (UV filter), an Ag thin film on the ultraviolet filter (UV filter) / Ag) and the transparent barrier film (UHGDM) disposed on the Ag thin film structure formed on the ultraviolet filter, respectively, irradiated with ultraviolet rays to confirm the intensity of the transmitted ultraviolet rays. As a result, the UV filter, the Ag thin film (UV filter / Ag) on the UV filter, and the transparent barrier film (UHGDM) disposed on the Ag thin film structure formed on the UV filter showed a significant ultraviolet blocking effect. Able to know. Among them, it can be seen that the UV blocking effect is most excellent in the transparent structure (UHGDM) that can block ultraviolet rays and infrared rays according to an embodiment of the present invention.
도 23 내지 도 24는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 구조체의 열 반사 테스트(heat reflection test)의 개요적 구성 및 결과를 나타낸 도면이다.23 to 24 are schematic diagrams and results of a heat reflection test of a structure according to examples and comparative examples of the present invention.
구체적으로, 도 23은 열 반사 테스트의 개요적인 구성을 나타낸 것이며, 도 24의 좌측은 열 반사 테스트 대상물의 광학 사진이며 우측은 열 반사 테스트 대상물의 온도 프로파일을 나타내는 측정 사진이다. 도 24의 좌측에서 열 반사 테스트 대상물은 PET 기판(Bare PET), PET 기판 상의 자외선 차단막(UV filter), PET 기판 상의 자외선 차단막과 적외선 차단막(UV filter/Ag), PET 기판 상의 자외선 차단막과 적외선 차단막과 투명 배리어막(UV filter/Ag/ZAM)이다. Specifically, FIG. 23 illustrates a schematic configuration of a heat reflection test, and a left side of FIG. 24 is an optical picture of a heat reflection test object, and a right side is a measurement picture showing a temperature profile of the heat reflection test object. The heat reflection test object on the left side of FIG. 24 is a PET substrate (Bare PET), an ultraviolet filter (UV filter) on the PET substrate, an ultraviolet block and an infrared filter on the PET substrate (UV filter / Ag), an ultraviolet block and an infrared block on the PET substrate. And a transparent barrier film (UV filter / Ag / ZAM).
도 24의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체(UV filter/Ag/ZAM)에서 열 차단 효과가 가장 우수함을 확인할 수 있다.Referring to the results of FIG. 24, it can be seen that the heat blocking effect is most excellent in the transparent structure (UV filter / Ag / ZAM) capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to an embodiment of the present invention.
지금까지 본 발명의 기술적 사상에 의한 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체를 설명하였다. 본 발명은 투명 플렉시블 유기전자소자의 신뢰성 및 안정성을 향상시키고자 자외선 및 적외선 차단이 가능하며, 높은 배리어 기능을 가지는 기능성 패시베이션 막 또는 전극의 제작에 관한 것으로, 특히 야외에서 직접적인 노출이 되어지는 유기태양전지 또는 유기발광 다이오드의 최적화된 기능성 막으로 활용되어질 수 있다. 기존의 전통적인 패시베이션 혹은 전극들이 단순 수분 및 산소에 대한 배리어 기능 또는 전도성 기능만 수행해왔다면, 본 제안된 발명은 선택적으로 UV 및 적외선과 같은 전자 소자에 해로운 빛을 차단시키면서 동시에 투명하게 구현하며, 낮은 수분 투습률을 제공함으로 인해 유기 전자소자의 수명 및 효율 향상에 크게 기여할 수 있다. 또한 자동차와 같이 그 사용자가 태양빛에 직접적인 노출이 되어지는 경우, 기존에는 자동차 유리의 짙은 썬팅을 통해 외부로부터 보호해 왔는데, 본 발명의 패시베이션 막은 효과적인 자외선 및 적외선 차단을 통해 피부 광노화 예방 및 자동차 내부 온도 상승을 효과적으로 막으면서, 동시에 높은 시야 투명성을 제공해 운전자의 안전도에 기여할 수 있다. 종합적으로, 본 발명의 투명 패시베이션 막은, 자외선 및 적외선 영역의 높은 차단 특성, 높은 가시광선 투과도, 10-5 g/m2/day의 배리어 특성 등의 보여주며 실제 산업에의 응용이 가능한 기술이다. 또한, 배리어 막을 투명 전도성 막으로 대체하게 되면, 기능성 전극으로도 활용이 가능해져, 디스플레이 업계에서 필요로 하는 자외선 차단이 가능하며, 블루 계열의 파장(특히, 450 nm)에서 높은 투과도를 보이는 투명 기능성 전극으로 제작하여 그 활용도를 넓힐 수 있다. Until now, a transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays according to the technical idea of the present invention has been described. The present invention relates to the fabrication of a functional passivation film or electrode capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays, and having a high barrier function in order to improve the reliability and stability of the transparent flexible organic electronic device. It can be utilized as an optimized functional film of a cell or an organic light emitting diode. If the conventional traditional passivation or electrodes have only performed a simple moisture and oxygen barrier function or conductive function, the proposed invention selectively and transparently blocks harmful light to electronic devices such as UV and infrared light, Providing moisture permeability can greatly contribute to improving the life and efficiency of the organic electronic device. In addition, when the user is directly exposed to sunlight, such as a car, in the past has been protected from the outside through the dark tinting of the car glass, the passivation film of the present invention is effective to prevent skin photoaging and interior of the car through the effective ultraviolet and infrared blocking It can effectively prevent temperature rise, while at the same time providing high visibility transparency, contributing to driver safety. Overall, the transparent passivation film of the present invention exhibits high blocking properties in the ultraviolet and infrared regions, high visible light transmittance, a barrier property of 10 −5 g / m 2 / day, and is a technology that can be applied to practical industries. In addition, when the barrier film is replaced with a transparent conductive film, it can be used as a functional electrode, which can block ultraviolet rays required by the display industry, and has a high transparency at a blue wavelength (especially 450 nm). It can be used as an electrode to expand its application.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
20 : 투명 배리어막
50 : 투명 전도성 전극
160 : 적외선 차단막
170 : 자외선 차단막
100 : 자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체20: transparent barrier film
50: transparent conductive electrode
160: infrared cut film
170: UV blocking film
100: transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays
Claims (17)
적외선을 차단할 수 있는 적외선 차단막; 및
투명 배리어막;을 포함하되,
상기 자외선 차단막, 상기 적외선 차단막 및 상기 투명 배리어막은 임의의 순서로 순차적으로 적층된 형태로 배치되며,
상기 투명 배리어막은 스트레스 경감 박막, 배리어 박막 및 흡습 박막이 적층되어 이루어진 적어도 하나 이상의 하이브리드 단위구조막을 구비하되,
상기 스트레스 경감 박막은 ZnO, SiO2, SiNx, Ag 및 Al로부터 선택된 물질 중 적어도 하나를 포함하는 박막이고, 상기 배리어 박막은 AlN, Al2O3, AlOxNy 및 SnOx 중 적어도 하나를 포함하는 박막이고, 상기 흡습 박막은 알칼리 금속(Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), 알칼리토류금속(Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), Ti, Zr, Hf 및 이의 산화물로부터 선택된 물질 중 적어도 하나를 포함하는 박막인 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.A UV blocking film capable of blocking ultraviolet rays by repeatedly stacking first and second thin films having different refractive indices;
An infrared blocking film capable of blocking infrared rays; And
Including; transparent barrier film,
The ultraviolet blocking film, the infrared blocking film and the transparent barrier film are arranged in a stacked form in any order,
The transparent barrier film includes at least one hybrid unit structure film formed by stacking a stress reducing thin film, a barrier thin film and a moisture absorbing thin film,
The stress relief thin film is ZnO, SiO 2 , SiN x , A thin film including at least one selected from Ag and Al, the barrier thin film is a thin film including at least one of AlN, Al 2 O 3 , AlO x N y and SnO x , The hygroscopic thin film is an alkali metal (Li , Na, K, Rb, Cs, Fr), alkaline earth metals (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), Ti, Zr, Hf and a thin film containing at least one material selected from oxides thereof Made,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
적외선을 차단할 수 있는 적외선 차단막; 및
투명 전도성 전극;을 포함하되,
상기 자외선 차단막, 상기 적외선 차단막 및 상기 투명 전도성 전극은 임의의 순서로 순차적으로 적층된 형태로 배치되며,
상기 투명 전도성 전극은 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 금속 산화물 단위막이 적층되어 구성된 금속 산화물을 기지로 하되 상기 기지 내에 도펀트가 도핑된 투명 전도성 전극이며,
상기 도펀트는 상기 기지 내의 복수의 단위막 적층 경계 영역에 상대적으로 집중되어 도핑된 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.A UV blocking film capable of blocking ultraviolet rays by repeatedly stacking first and second thin films having different refractive indices;
An infrared blocking film capable of blocking infrared rays; And
Including; transparent conductive electrode;
The ultraviolet blocking film, the infrared blocking film and the transparent conductive electrode are arranged in a stacked form in any order,
The transparent conductive electrode is a transparent conductive electrode based on a metal oxide composed of a plurality of metal oxide unit films stacked by an atomic layer deposition process (ALD) or chemical vapor deposition process (CVD), doped with a dopant in the base,
The dopant may be doped relatively concentrated in a plurality of unit film stack boundary regions in the matrix.
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
적외선을 차단할 수 있는 적외선 차단막; 및
투명 전도성 전극;을 포함하되,
상기 자외선 차단막, 상기 적외선 차단막 및 상기 투명 전도성 전극은 임의의 순서로 순차적으로 적층된 형태로 배치되며,
상기 투명 전도성 전극은 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 금속 산화물 단위막이 적층되어 구성된 금속 산화물을 기지로 하되 상기 기지 내에 도펀트가 도핑된 투명 전도성 전극이며,
상기 도펀트가 각각의 단위막의 결정 성장을 억제함으로써 상기 기지는 비정질 형태를 가지는 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.A UV blocking film capable of blocking ultraviolet rays by repeatedly stacking first and second thin films having different refractive indices;
An infrared blocking film capable of blocking infrared rays; And
Including; transparent conductive electrode;
The ultraviolet blocking film, the infrared blocking film and the transparent conductive electrode are arranged in a stacked form in any order,
The transparent conductive electrode is a transparent conductive electrode based on a metal oxide composed of a plurality of metal oxide unit films stacked by an atomic layer deposition process (ALD) or chemical vapor deposition process (CVD), doped with a dopant in the base,
The dopant inhibits crystal growth of each unit film, so that the matrix has an amorphous form,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
상기 자외선 차단막에서 제 1 박막은 ZnS 박막이고 제 2 박막은 LiF 박막인 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.The method according to any one of claims 1 to 3,
In the UV blocking film, the first thin film is a ZnS thin film and the second thin film is characterized in that the LiF thin film,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
상기 자외선 차단막에서 제 1 박막과 제 2 박막은 인듐 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 인듐 주석 산화물 및 인듐 아연 산화물 중에서 각각 선택된 어느 하나의 물질을 포함하는 박막이되, 제 1 박막을 구성하는 물질과 제 2 박막을 구성하는 물질의 굴절률 차이는 적어도 0.5 이상인 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체. The method according to any one of claims 1 to 3,
In the UV blocking film, the first thin film and the second thin film may be thin films including any one material selected from among indium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium tin oxide, and indium zinc oxide, and a material constituting the first thin film; The refractive index difference of the material constituting the second thin film is characterized in that at least 0.5 or more,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
상기 자외선 차단막은 DBR(Distributed Brag Reflector) 필터인 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.The method according to any one of claims 1 to 3,
The UV blocking film is characterized in that the DBR (Distributed Brag Reflector) filter,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
상기 적외선 차단막은 Ag, Au, Cu 및 Al 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함하는 금속박막인 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체. The method according to any one of claims 1 to 3,
The infrared blocking film is a metal thin film comprising any one selected from Ag, Au, Cu and Al,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
상기 투명 배리어막은 가시광선의 투과도를 개선할 수 있는 투명 배리어막으로서, ZnO 박막, Al2O3 박막 및 MgO 박막이 적층되어 이루어진 적어도 하나 이상의 하이브리드 단위구조막을 구비하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.The method of claim 1,
The transparent barrier film is a transparent barrier film capable of improving the transmittance of visible light, and comprises at least one hybrid unit structure film formed by stacking a ZnO thin film, an Al 2 O 3 thin film, and an MgO thin film,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
상기 금속 산화물은 인듐 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 인듐 주석 산화물 및 인듐 아연 산화물 중 적어도 하나인,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.The method according to any one of claims 2 and 3,
The metal oxide is at least one of indium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium tin oxide, and indium zinc oxide,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
상기 투명 전도성 전극은 원자층 증착 공정(ALD)나 화학적 기상증착 공정(CVD)에 의하여 복수의 ZnO 단위막이 적층되어 구성된 ZnO를 기지로 하되 상기 기지 내에 도펀트로서 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나가 도핑된 투명 전도성 전극인 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.The method according to any one of claims 2 and 3,
The transparent conductive electrode is based on ZnO formed by stacking a plurality of ZnO unit films by atomic layer deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD), and includes magnesium (Mg) and aluminum (Al) as dopants in the matrix. At least one of which is a doped transparent conductive electrode,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
상기 투명 구조체는 유기 전자 소자용 투명 패시베이션 구조체인 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.The method according to any one of claims 1 to 3,
The transparent structure is characterized in that the transparent passivation structure for an organic electronic device,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
상기 투명 구조체는 차량용 투명 썬팅 필름인 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.The method according to any one of claims 1 to 3,
The transparent structure is characterized in that the vehicle is a transparent tinting film,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
상기 투명 구조체는 유기 전자 소자용 투명 전극 구조체인 것을 특징으로 하는,
자외선 및 적외선을 차단할 수 있는 투명 구조체.The method according to any one of claims 1 to 3,
The transparent structure is characterized in that the transparent electrode structure for an organic electronic device,
Transparent structure that can block ultraviolet rays and infrared rays.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180052761A KR102056469B1 (en) | 2018-05-08 | 2018-05-08 | Transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180052761A KR102056469B1 (en) | 2018-05-08 | 2018-05-08 | Transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190128506A KR20190128506A (en) | 2019-11-18 |
| KR102056469B1 true KR102056469B1 (en) | 2019-12-16 |
Family
ID=68728027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180052761A Active KR102056469B1 (en) | 2018-05-08 | 2018-05-08 | Transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102056469B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230147271A (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-23 | 선문대학교 산학협력단 | Transparent structure capable of blocking ultraviolet rays |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403902B1 (en) * | 2001-03-21 | 2003-11-03 | 한독옵텍 주식회사 | An ophthalmic lens with multi-layer thin film for shielding ultra violet wavelength |
| WO2009001629A1 (en) | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Konica Minolta Opto, Inc. | Clear hard coat film, and antireflection film, polarizing plates and displays, made by using the same |
| JP2011251460A (en) | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Konica Minolta Holdings Inc | Gas barrier film, and organic element device using the same |
| WO2013151136A1 (en) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | コニカミノルタ株式会社 | Infrared-shielding film and infrared-shielding element |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100682963B1 (en) | 2006-02-03 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | Organic light emitting display with UV blocking film |
-
2018
- 2018-05-08 KR KR1020180052761A patent/KR102056469B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403902B1 (en) * | 2001-03-21 | 2003-11-03 | 한독옵텍 주식회사 | An ophthalmic lens with multi-layer thin film for shielding ultra violet wavelength |
| WO2009001629A1 (en) | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Konica Minolta Opto, Inc. | Clear hard coat film, and antireflection film, polarizing plates and displays, made by using the same |
| JP2011251460A (en) | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Konica Minolta Holdings Inc | Gas barrier film, and organic element device using the same |
| WO2013151136A1 (en) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | コニカミノルタ株式会社 | Infrared-shielding film and infrared-shielding element |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230147271A (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-23 | 선문대학교 산학협력단 | Transparent structure capable of blocking ultraviolet rays |
| KR102761151B1 (en) | 2022-04-14 | 2025-02-03 | 선문대학교 산학협력단 | Transparent structure capable of blocking ultraviolet rays |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190128506A (en) | 2019-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9117776B2 (en) | Organic light-emitting display and method of manufacturing the same | |
| JP6038295B2 (en) | ORGANIC LIGHT EMITTING ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING ORGANIC LIGHT EMITTING ELEMENT | |
| JP7206559B2 (en) | Optoelectronic foil and method for manufacturing optoelectronic foil | |
| JP5130725B2 (en) | Transparent conductive laminate | |
| CN109073940B (en) | Liquid crystal light-adjusting member, light-transmitting conductive film, and liquid crystal light-adjusting element | |
| KR102733083B1 (en) | Organic Light Emitting Display Device | |
| KR20230150719A (en) | Encapsulation structure for transparent flexible organic electronic device | |
| KR101596449B1 (en) | Thin film encapsulation unit and method of manufacturing the same | |
| KR102056469B1 (en) | Transparent structure capable of blocking ultraviolet rays and infrared rays | |
| KR20200126857A (en) | transparent electrode with low resistance and method of manufacturing the same | |
| KR102512717B1 (en) | Cover window, manufacturing method thereof and display apparatus comprising the same | |
| CN120322127A (en) | Organic light emitting display device and method of manufacturing the same | |
| KR102761151B1 (en) | Transparent structure capable of blocking ultraviolet rays | |
| KR102783428B1 (en) | Display device | |
| CN108346754B (en) | OLED substrate and device structure, OLED substrate and device manufacturing method | |
| KR102000596B1 (en) | Electrode structure for transparent flexible organic electronic device and methods of fabricating the same | |
| CN115528190B (en) | A light-emitting substrate and a method for preparing the same, and a display panel | |
| CN215955322U (en) | A light-emitting substrate and a display panel | |
| KR20160020834A (en) | Barrier film structure and organic electronic device having the same | |
| KR102127463B1 (en) | Encapsulation structure for transparent flexible organic electronic device | |
| KR20150126475A (en) | Ultra-violet light emitting diode having oxide multi-layer transparent conductive films and method of fabricating the same | |
| JP2019016478A (en) | ORGANIC EL ELEMENT, AND LIGHTING DEVICE, SURFACE LIGHT SOURCE, AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE ORGANIC EL ELEMENT | |
| EP4064378A1 (en) | A light-transmissive multilayer structure for optoelectronic devices | |
| KR20150075597A (en) | Organic light emitting diode display and manufacturing method of the same | |
| KR102037857B1 (en) | Electronic device and method of manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20180508 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20190520 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20190916 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20191210 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20191211 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20221121 Start annual number: 4 End annual number: 4 |