KR101858737B1 - 전자발광 디바이스들의 강화된 카운터 전극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판(1) 및 언급되는 순서로 그 위에 쌓인 제1 투명 전극(2), 전자발광 스택(3), 및 제2 전극(4)을 포함하는 전자발광 디바이스를 제공한다. 더욱이, 전자발광 디바이스는 제2 전극의 아래쪽 및/또는 제2 전극의 상부에 위치하고, 제2 전극의 강도보다 더 큰 강도를 가지는 적어도 하나의 부가적인 하드 층(hard layer)(5)을 포함한다. 그러한 전자발광 디바이스의 생산 방법이 유사하게 제공된다.

Description

전자발광 디바이스들의 강화된 카운터 전극{STRENGTHENED COUNTER ELECTRODE OF ELECTROLUMINESCENT DEVICES}

본 발명은 OLED와 같은 전자발광 디바이스들의 분야에 관한 것이며, 카운터 전극은 카운터 전극의 강도보다 더 큰 강도를 갖는 적어도 하나의 부가적인 층에 의해 강화된다.

종래의 EL(electroluminescent) 디바이스들은 광이 방출되는 유리 또는 고분자 포일과 같은 투명한 기판상의 전극들과 요구되는 박형 전자발광 층(들)의 퇴적에 의해 통상적으로 생산된다. 약 2볼트와 10볼트 사이의 전압이 두 개의 전극들 사이에 인가되었을 때, 전자발광 층 또는 층들의 스택은 광을 방출한다.

그러한 EL 디바이스들에서 기판 위에 퇴적된 전극은 - 통상적으로 기판 전극으로 언급되고, 또한 통상적으로 애노드(anode)를 형성함 - 전기적으로 도전성일 뿐만 아니라 광학적으로 투명한 산화물, 통상적으로 ITO(indium-tin oxide)의 박형 층으로서 퇴적될 수 있다. 기판 전극과 마주하는 전극은 - 통상적으로 카운터 전극으로 언급되고, 또한 통상적으로 캐소드(cathode)를 형성함 - 일반적으로 전자발광 층(들)의 퇴적 후에 약 100㎚의 두께를 갖는 알루미늄 또는 은의 층의 증착에 의해 형성된다.

EL 디바이스의 또 다른 형태에서, 불투명한 알루미늄 전극은 반투명, 박형의 은 전극에 의해 대체된다. 이 경우에서, 약 2/3, 즉, 약 66%의 투명도를 갖는 투명한 EL 디바이스들이 생산될 수 있다. 이들 EL 디바이스들은 정면부로부터, 즉, 기판을 통해 뿐만 아니라 후방부로부터, 즉, 은 전극을 통해 광을 방출한다.

카운터 전극들의 두 형태들은 매우 민감하여, 그것들은, 예를 들어, 디바이스를 전기적으로 접촉시키기 위해 EL 디바이스에 스크래칭 및 따라서 데미지를 주지 않고 와이어 등에 의해 닿을 수 없다. 카운터 전극의 이 감도는 도전체 및/또는 광 반사체로 사용되는 소프트 금속들 때문이다. 카운터 전극의 이들 특성들은 특히 후속하는 불리한 결과들을 야기한다:

도전성 접착제로 카운터 전극을 접촉시키는 것은 특별한 접착제들 또는 양쪽 전극들 사이의 보호 격리 층을 필요로 하며, 그렇지 않은 경우 단락이 발생할 것이다.

그러한 EL 디바이스들과 함께 종종 사용되는 커버 뚜껑이 카운터 전극에 아주 조금 닿을 때에도, 단락이 발생할 것이다.

게터 재료(getter material)가 카운터 전극에 닿을 때, 단락이 발생할 것이다.

본 발명의 목적은 강화되고, 따라서, 덜 민감한 카운터 전극을 갖는 EL 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명의 추가적 목적은 그러한 EL 디바이스를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은 첨부된 독립 청구항들에 따른 EL 디바이스 및 방법에 의해 달성된다. 특히, 기판 및 언급되는 순서로 그 위에 쌓인 제1 투명 전극, 전자발광 스택 및 제2 전극을 포함하는 EL 디바이스가 제공되며, EL 디바이스는 a) 제2 전극의 상부에 위치하고, b) 제2 전극의 강도 보다 더 큰 강도를 가지는 적어도 하나의 부가적인 하드 층을 더 포함한다. 적어도 하나의 부가적인 하드 층은 비도전성 층이고, 산화물, 질화물 및 불화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함한다. 전자발광 디바이스는 제2 전극과 전기적으로 접촉하는 하드 층의 상부에 위치한 도전성 층을 더 포함한다. 그러한 적어도 하나의 부가적인 하드 층에 의해, 제2 전극, 즉, 카운터 전극은 유리하게 강화되며, 덜 민감한 카운터 전극을 만들어 낸다.

더욱이, 부가적인 하드 층(들)은 단락들이 방지되는 EL 디바이스의 어셈블리를 가능하게 한다. 특히, 이용 가능한 실질적으로 임의의 도전성 접착체를 사용하여 카운터 전극을 접촉시키는 것이 가능하게 된다. 종래의 EL 디바이스들에 대해 양쪽 전극들 사이에 부가적인 보호 격리 층들을 필요로 할 수 있는 그러한 접착제들도 사용될 수 있다. 더욱이, 추가적인 하드 층(들)은 카운트 전극이 커버 뚜껑들 및/또는 게터 재료에 의해 접촉될 때, 카운터 전극에 대한 데미지를 막을 수 있다. 추가적으로, 덜 민감한 카운터 전극 때문에, 올바른 동작 여부를 체크하기 위해 프로브(probe)를 EL 디바이스에 접촉시키는 것이 이제 가능하다. 이것은 EL 디바이스의 생산 중에 고장난 EL 디바이스들 또는 저 품질의 디바이스들을 선택하고 집어내는데 매우 유리하다.

EL 디바이스는 당업자들에 공지된 임의의 EL 디바이스일 수 있으며, 및/또는 전자발광 다이오드들에 기초한 광의 발생을 위한 임의의 디바이스일 수 있다. 바람직하게는, EL 디바이스는 유기 EL 디바이스, 즉, OLED 디바이스이다. 추가적인 실시예들에서, 본 발명의 EL 디바이스는 광원, 램프로서 사용되거나 그것들에 포함되고, 또는 모니터, 스위치, 또는 디스플레이들에 포함된다. 따라서, 본 발명의 EL 디바이스를 포함하는 광원, 램프, 모니터, 스위치 및 디스플레이들 또한 본 발명에 포함된다.

이하에서는 기판과 그 위에 쌓인 제1 투명 전극, 유기 전자발광 스택, 및 제2 전극을 포함하는 유기 EL 디바이스의 기본 구조가 설명된다. 그러나, EL 디바이스들 및 특히 유기 EL 디바이스들의 다양한 다른 기본 구조들은 당업자에게 공지되었으며, 이들 모두는 본 발명에 포함되는 것으로 간주된다.

예시적인 기본 EL 디바이스는 두 개의 전극, 즉, 애노드 및 캐소드를 포함하며, 애노드는 통상적으로 유리 또는 유연한 PET(polyethylene terephtalate) 포일과 같은 기판상에 배치된다. 투명한 기판 전극의 상부에, 적어도 한 종류의 EL 분자들을 포함하는 적어도 하나의 에미터 층(emitter layer)을 포함하는 EL 스택이 배치된다. 제2 전극, 즉, 카운터 전극으로서의 역할을 하는 캐소드는 상기 전자 발광 스택의 상부에 배치된다. 당업자는 그러한 EL 디바이스의 생산을 위해 다양한 다른 층들, 예를 들어, 애노드와 접촉할 수 있는 홀 전송 층, 캐소드와 접촉할 수 있는 전자 전송 층, 애노드와 홀 전송 층 사이에 배치된 홀 주입층 - 바람직하게는 PEDOT/PSS(poly(3,4-ethylendioxythiophene)/polystyrolsulfonate)으로부터 만들어짐 -, 및/또는 전자 전송 층과 캐소드 사이에 배치된 전자 주입 층 - 바람직하게는 불화 리튬 또는 불화 세슘으로부터 만들어진 매우 얇은 층 - 이 통합될 것이라는 사실을 알게 될 것이다. 더욱이, EL 디바이스들이 하나보다 많은 에미터 층이 있는 EL 스택을 포함할 수 있다는 것이 당업자에게 공지되어 있다.

일 실시예에서, EL 디바이스는 OLED 디바이스이며, 즉, 전자발광 방출 층(들)은 유기 분자들을 포함한다. 바람직한 추가적 실시예들에서, 유기 분자들은 고분자들(PLEDs) 또는 작은 분자들(SMOLEDs)을 포함한다. 또 다른 바람직한 실시예에서, EL 디바이스는 PHOLED(phosphorescent organic light-emitting diode) 디바이스이다. 본 발명은 EL 디바이스들의 전자발광 분자들로서의 사용을 위해 적절하다면, 특정한 유기 분자들에 한정적이지 않다. 다양한 전자발광 및/또는 유기 전자발광 분자들이 당업자에게 공지되어 있으며, 이 모든 것들은 본 발명에 포함되는 것으로 간주된다. 본 발명에서 사용된 것처럼, "전자발광 분자들"은 바람직하게는 "유기 전자발광 분자들"을 의미한다. 바람직한 실시예에서, PLED의 고분자들은 폴리 PPV(p-phenylen-vinyls)의 유도체들과 같은 복합 고분자들이고, SMOLED 의 작은 분자들은, 예를 들어, Alq3과 같은 유기 금속 킬레이트들 및/또는 복합 덴드리머들(dendrimers)이다.

기판은 바람직하게는 투명하고, 당업자에게 공지된 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 본 발명에서, "투명한"이란 용어는 주어진 재료, 예를 들어, 기판 또는 전극에서 ≥50%의 광의 가시 범위의 투과를 지칭한다. 따라서, 남아있는 광은 반사 및/또는 흡수된다. "투명한"이라는 것은 ≥10%와 ＜50% 사이의 가시 범위에서의 광의 투과를 보여주는 재료를 지칭하는 "반투명(semi-transparent)"을 포함한다. 따라서, 언제든지 "투명한" 재료라는 참조가 만들어질 때는, 별다른 언급이 없다면 이는 또한 "반투명" 재료를 명쾌하게 의미한다. 바람직하게는 가시 범위 내의 광은 ≥450㎚와 ≤700㎚ 사이의 파장을 가진다. 따라서, 예를 들어, 투명 기판 또는 전극은 입사 광의 50% 미만을 흡수 및/또는 반사시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예들에서, 기판은 유리, 플라스틱, 세라믹으로부터 만들어지며, 및/또는 금과 은 중 적어도 하나를 포함한다. 기판을 위한 추가적인 바람직한 재료들은 더 바람직하게는 EL 디바이스로 유입하는 습기 및/또는 산소를 필수적으로 막기 위한 적절한 습기 또는 산소 배리어를 갖는 고분자 시트들 또는 포일들을 포함한다. 기판은, 예를 들어, 광 아웃-커플링 강화 등과 같은 광학적 목적을 위한 추가적인 층들을 더 포함할 수 있다.

기판은 임의의 적절한 기하구조, 형상 또는 형태를 가질 수 있지만, 바람직하게는 평평하고, 만약 유연한 재료가 활용된다면, 필요한 임의의 3차원 형상으로 만들어지거나 구부러질 수 있다.

전극들은 당업자에게 공지된 임의의 적절한 재료로부터 만들어질 수 있다.

바람직한 실시예들에서, 제1 전극, 즉, 기판 전극은 투명한 전극이다. 본 발명의 더 바람직한 실시예에서, 기판 전극은 TCO(transparent conducting oxide), 더 바람직하게는 ITO(indium-tin oxide), ZnO, 또는 도핑된 ZnO를 포함한다. 선택적으로, 이동성 원자들 또는 이온들이 기판으로부터 전극으로 확산하는 것을 유리하게 억제시키기 위해 기판 전극은 SiO₂ 및/또는 SiO로 언더코팅된다. TCO를 포함하는 전극들은 바람직하게는 ≥60% 및 ≤100%, 더 바람직하게는 ≥70% 및 ≤90%, 가장 바람직하게는 약 80%의 투명도를 가진다.

본 발명의 추가적인 실시예들에서, 제2 전극, 즉, 카운터 전극은 불투명 Al 전극 또는 투명 Ag 또는 Au 전극이다. 바람직하게는, 그러한 박막 전극들은 Al의 경우에는 약 100㎚의 두께를 가지고, Ag 또는 Au의 경우에는 ≥3㎚ 및 ≤20㎚, 더 바람직하게는 ≥5㎚ 및 ≤15㎚ 및 가장 바람직하게는 약 ≥8㎚ 및 ≤10㎚의 두께를 가진다.

Ag 또는 Au 층과 같은 박형 금속 층을 포함하는 투명한 전극들은 바람직하게는 ≥50% 및 ≤100%, 더 바람직하게는 ≥60% 및 ≤80%, 및 가장 바람직하게는 약 66%의 투명도를 갖는다.

추가적인 바람직한 실시예들에서, 기판상에 배치된 제1 투명한 전극, 즉, 정면 또는 기판 전극은 애노드이고, EL 스택상에 배치된 제2 투명한 전극, 즉, 카운터 또는 후방 전극은 캐소드이다.

전극들은 전기 도전체들을 통해 전압/전류원에 연결될 수 있다.

EL 스택은 당업자에게 공지된 및/또는 EL 디바이스를 위해 적절한 임의의 EL 스택일 수 있다. 위에서 설명된 것과 같이, EL 스택은 EL 분자들을 포함하는 적어도 하나의 EL 에미터 층을 포함한다. 싱글 EL 에미터 층은, 바람직하게는, 약 10㎚의 두께를 가진다.

바람직한 EL 스택들은 하나보다 많은 EL 층들을 포함하며, 각각의 EL 층들은 EL 분자의 적어도 하나의 형태를 포함한다. 바람직하게는, EL 층들은 상이한 색들의 광을 방출한다. 이것은 색 튜닝가능한 EL 디바이스들이 요구된다면, 특히 유리하다. 본 발명의 추가적인 실시예에서, EL 스택은 다른 방출 색들을 가지는 적어도 두 개의 EL 방출 층을 포함한다. 이것은, 만약 본 발명의 EL 디바이스가 전기 전압/전류의 인가에 의해 광을 방출하도록 유도된다면, 적어도 두 개의 방출 층들 각각은 상이한 파장의 광을 방출할 것이라는 것을 의미한다.

상이한 방출 색들은 통상적으로 EL 방출 층들에 의해 포함되는 상이한 EL 분자들의 사용에 의해 달성될 수 있다. 각각의 EL 방출 층은 단일의 또는 하나보다 많은 형태의 EL 분자들을 포함할 수 있다. 더 바람직한 실시예들에서, EL 스택은 적색, 녹색 및 청색 광을 각각 방출하는 세 개의 EL 방출 층을 포함한다.

본 발명의 EL 디바이스는 제2 전극의 상부에 위치된 적어도 하나의 부가적인 하드 층을 포함한다. 그러한 부가적인 하드 층은 카운터 전극이 강화되어 덜 민감한 카운터 전극을 만들어내는 이점을 가진다. 더욱이, EL 디바이스는 더 쉽게, 그리고 단락들의 발생 없이 조립될 수 있다: 유리하게는, 종래의 EL 디바이스들의 두 전극들 사이에 부가적인 보호 격리 층들을 필요로한 다수의 도전성 접착제들을 사용하여 카운터 전극을 접촉시키는 것이 가능하게 된다. 추가적인 이점들로서, 부가적인 하드 층은 커버 뚜껑 및/또는 게터 재료들이 카운터 전극에 닿은 것을 방지한다.

하드 층은 제2 전극의 상부, 즉, 제2 전극의 위에 위치되어, 제1 전극으로부터 떨어져서 마주하고, 제2 전극보다 제1 전극으로부터 더 멀리 위치된다.

바람직한 실시예에서, 하드 층은 제2 전극의 상부에 직접 위치되는데, 즉, 부가적인 하드 층의 면은 제2 전극의 면에 물리적으로 접촉한다.

더 바람직한 실시예에서, 두 개의 부가적인 하드 층이 존재하며, 제1 하드층은 제2 전극의 아래쪽에 위치하고, 제2 하드 층은 제2 전극의 상부에 위치한다. 추가적인 하드 층들이 존재할 수 있다.

본 발명의 추가적 실시예에서, 적어도 하나의 부가적인 하드 층의 두께는 ≥5㎚ 및 ≤10㎛, 바람직하게는 ≥10㎚ 및 ≤10㎛, 더 바람직하게는 ≥20㎚ 및 ≤1㎛이다.

본 발명의 EL 디바이스의 적어도 하나의 부가적인 층은 제2 전극의 강도보다 더 큰 강도를 가진다. 본 발명에서 사용되는 "강도(hardness)"라는 용어는 영구적인 변형에 대한 고체 재료의 저항성을 나타낸다. 강도는 모스 강도계(Mohs scale) 또는 Rockwell, Vickers, 및 Brinell 강도계와 같은 다양한 다른 강도계들에서 측정될 수 있다. 재료의 강도의 측정에 대한 그러한 방법들은 당업자들에게는 잘 공지되어 있다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 부가적인 층의 강도는 모스 강도계 상에서 알루미늄의 강도인 ≥2.75 및 ≤10, 바람직하게는 ≥3 및 ≤9, 또는 더 바람직하게는 ≥3 및 ≤7이다.

보호 층(들)의 원하는 두께 및 원하는 강도는 사용되는 전도성 접착제의 형태에 달려있다. 통상적으로, 이들 접착제가 채택되었들 때는 비도전성이다. 경화 중에, 폴리머 메트릭스는 수축되어 도전성 입자들을 압축시켜 서로, 또한 결합하게 될 층들과 가까이 접촉하게 한다. 이 수축은 연결될 도전성 입자들과 도선성 표면들 사이에 침투 경로들(percolation paths)을 형성한다. 보호 층의 두께 및 강도는 이제 접착제의 수축 특성들과 전도성 입자들의 강도에 달려있다. 실제로, 어떤 두께가 특정한 전도성 접착제에 필요한지를 테스트하기 위한 두께의 시리즈를 만들어 내는 것이 가장 쉽다. Circuit Works로부터의 전도성 에폭시 CW2400을 이용하면, 약 300㎚에서 400㎚의 구리 층이 OLED 디바이스에 대한 데미지를 막기에 충분했다.

당업자는 본 발명에 따른 부가적인 하드 층을 생산하기 위해 사용될 수 있는 다수의 재료들을 알고 있다. 바람직한 그런 재료들은 증착 기술들, 더 바람직하게는 물리적 또는 화학적 증착 기술들에 의해 퇴적될 수 있다. 추가적인 바람직한 실시예들에서, 재료는 열 증착, 진공에서의 열 증착, 전자 빔 증착 또는 스퍼터링(sputtering)에 의한 증착에 의해 퇴적되기에 적절하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 제2 전극의 상부에 위치한 하드 층에 사용되는 재료는 화학적으로 불활성 재료이다. 이것은 제2 전극을 파괴할 수도 있는 도전성 접착제들의 광범위한 선택이 이용될 수 있다는 것과 게터 재료의 게터 입자들이 제2 전극들과 접촉하게 되지 않는다는 이점을 갖는다. 부가적인 하드 층에 사용될 수 있는 화학적으로 불활성 재료들의 특히 바람직한 예들은 불화물 및/또는 산화물들이다.

하드 층에 사용되는 재료는 전기적으로 비도전성 재료, 즉, 절연체이다.

본 발명의 바람직한 실시예들에서, 부가적인 하드 층은 SiO, SiO₂, TiO₂ 와 같은 산화물들; SiN과 같은 질화물들; 또는 CaF₂ 또는 MgF와 같은 불화물들을 포함한다. 만약, 비도전성 층이 제2 전극 상부에 위치된 부가적인 하드 층에 사용된다면, 아래에 놓여있는 제2 전극에 연결되는 도전성 금속을 포함하는 커버링 층이 사용될 수 있다.

적어도 하나의 부가적인 하드 층은 제2 전극의 상부에 위치하고, 산화물, 질화물, 및 불화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 전기적으로 비도전성, 즉, 절연성 층으로 이루어진다. 본 발명에 따른 특히 바람직한 산화물은 SiO, SiO₂, 또는 TiO₂이며, 본 발명에 따른 특히 바람직한 질화물은 SiN이며; 본 발명의 특히 바람직한 불화물은 CaF₂ 및 MgF이다. 이 실시예의 하드 층은 제2 전극의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다. 바람직하게는, 그것은 제2 전극을 접촉시키는 추가적인 도전성 층, 예를 들어, 금속 층에 의한 하드 절연 층의 캡슐화를 가능하게 하도록 제2 전극의 전체 영역보다 덜 덮는다. 따라서, 가장 바람직하게는, 하드 층은 중앙 위치에 있는 제2 전극을 덮고, 제2 전극을 덮지 않는 림형 영역(rim-like area)에 의해 둘러 쌓인다. 덮히지 않은, 림형 영역은 이후에 추가 도전성 층을 통해 제2 전극을 접촉시키는 데 이용된다. 유리하게도, 만약, 림형 영역이 가능한 한 작고, 제2 전극의 최외곽 주위에 위치한다면, 추가적 도전성 층을 접촉시키는 것은 EL 디바이스에 존재할 수 있는 게터 재료로부터 제2 전극을 완전히 보호한다.

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EL 디바이스는 제2 전극과 전기적으로 접촉하는 하드 층의 상부에 위치한 추가적인 도전성 층을 더 포함한다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예들에서, EL 디바이스는 하나 보다 많은 부가적인 하드 층, 즉, 위에서 설명된 하나 이상의 하드 층들의 조합을 포함한다. 더 바람직하게는, EL 디바이스는 위에서 설명한 것과 같이 제2 전극의 아래쪽에 위치한 적어도 하나의 추가적인 하드 층과, 위에서 설명한 것과 같이 부가적인 캡슐화 도전성 층과 함께 제2 전극의 상부에 위치한 적어도 하나의 하드 층을 포함한다. 제2 전극 아래에 위치된 추가적인 하드 층은 적어도 하나의 반도체성 금속 산화물을 포함하는 층으로 이루어진다. 놀랍게도, 그러한 산화물들은 제2 전극의 금속들보다 훨씬 더 단단하다. 더 바람직하게는, 이 반도체성 금속 산화물은 MoO₃, WO₃, 및 V₂O₃로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. 부가적인 하드 층의 그러한 구성은 산화물(들)이 유기 층들에 대해 전하 주입기(들)로서의 역할을 하는 이점을 가진다. 따라서, 이 실시예의 하드 층은 바람직하게는 유기 층과 직접 접촉한다. 이 실시예의 하드 층은 제2 전극의 일부를 덮을 수 있거나 제2 전극을 완전히 덮을 수 있다. 바람직하게는, 그것은 제2 전극의 전체 영역을 덮는다. 따라서, 유리하게도, 제2 전극의 아래쪽에 위치한 하드 층의 전하 주입 효과는 제2 전극의 상부에 위치한 하드 층의 보호 효과와 결합된다.

본 발명의 또 다른 실시에에서, EL 디바이스는 EL 디바이스를 - 바람직하게는 밀봉하여 - 봉인하고, 습기 및/또는 산소와 같은 가스와 같은 환경의 영향들로부터 그것을 보호하기 위한 커버 수단들을 더 포함한다. 커버 수단들의 광범위한 선택은 당업자들에게 공지되었고, 특히 커버 뚜껑 또는 캐비티(cavity) 뚜껑들을 포함한다. 커버 수단들은 전기적으로 제2 전극을 직접적으로 또는 간접적으로 접촉시키는데 유리하게 사용되고, 그 자체가 전기적으로 도전성일 수 있으며, 및/또는 피드-트로프(feed-troughs)와 같은 접촉 수단들을 제공할 수 있다.

본 발명의 EL 디바이스는 커버 수단들을 제2 전극에 전기적으로 접촉시키도록 구성된 적어도 하나의 접촉 수단들을 더 포함한다. 이 접촉은 직접적으로 또는 간접적으로 수행될 수 있다. 다양한 접촉 수단들이 당업자들에게 공지되었고, 이들 모두는 본 발명에 포함되는 것으로 간주된다. 특히 바람직한 접촉 수단들은 도전성 접착제 및/또는 기계적 접촉 수단들을 포함한다.

도전성 접착제는 EL 디바이스를 전기적으로 접촉시키는 데 사용될 수 있다. 다수의 적절한 도전성 접착제들이 당업자들에게 공지되었고, 이 모든 것은 본 발명에 포함된다. 유리하게도, 만약, 제2 전극의 상부에 위치한 부가적인 하드 층에 의해 제2 전극이 보호된다면, 그렇지 않은 경우에는 제2 전극을 파괴할 수도 있는 도전성 접착제들의 광범위한 선택이 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 특히 바람직한 접착제는, 예를 들어, " Circuitworks conductive glue CW2400", 은 입자들이 차있는 2-성분 에폭시이다. 이 접착제의 이점은 매우 싸다는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, EL 디바이스는 전기적으로 제2 전극을 직접적으로 또는 간접적으로 접촉시키는 기계적 접촉 수단들을 포함한다. 그러한 기계적 접촉 수단들은 도전성 스프링, 포스트(post)들 및/또는 스페이서(spacer)들, 바람직하게는 부드러운 포스트들 또는 스페이서들을 포함한다.

바람직하게는, 커버 수단들은 EL 디바이스를 캡슐화하고, 바깥에서 전기적으로 접촉된다. 적어도 하나의 접촉 수단들은 커버 수단들의 내부에 연결되고, 제2 전극, 그 위에 위치한 하드 층, 하드 층을 캡슐화하는 또는 부가적인 도전성 층에 닿는다. 그럼으로써, EL 디바이스는 전기적으로 접촉된다.

이곳에서 사용되는 "직접적으로 접촉됨(directly contacting)" 이라는 용어는, 문제의 부분들 사이에 직접적인 물리적 접속을 설명한다. 이곳에서 사용되는 "간접적으로 접촉됨(indirectly contacting)"이라는 용어는, 문제의 부분들 사이의 간접적인 접속을 설명한다. 예를 들어, 만약, 본 발명에 따른 하드 층이 제2 전극의 상부에 위치하다면, 상기 하드 층에 닿는 접속 수단으로서 사용되는 스프링은 제2 전극에 간접적으로 접촉하지만, 하드 층에 전기적으로 직접 접촉한다.

본 발명에 따른 전자발광 디바이스는 게터 재료를 더 포함할 수 있다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 게터 재료는 가스의 트레이스들(traces)을 제거하는 데 사용되는 반응성 재료들이고, 커버 수단들에 의해 발생된 캐비티를 채우는 데 사용된다. 바람직한 게터 재료들은 CaO, 및/또는 비석(zeolithes)을 포함한다. 게터 재료와 제2 전극의 접촉이 방지되기 때문에, 제2 전극을 덮고 있는 본 발명에 따른 하드 층은 민감한 전극을 유리하게 보호한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 EL 디바이스를 생산하는 방법과 관련되며 : a) 기판을 제공하는 단계; 및 b)언급되는 순서로: 제1 투명한 전극, 전자발광 스택, 및 제2 전극을 기판상에 퇴적하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 부가적인 하드 층은 제2 전극의 퇴적 후에 추가적으로 퇴적되고, 부가적인 하드 층은 제2 전극의 강도보다 더 큰 강도를 가지고, 적어도 하나의 부가적인 하드 층은 비도전성 층이고, 산화물, 질화물 및 불화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하고, 도전성 층(6)은 제2 전극에 전기적으로 접촉하는 하드 층의 상부에 퇴적된다.

퇴적 단계들은 임의의 적절한 수단들에 의해 수행될 수 있다. 당업자에게 널리 공지된 바람직한 퇴적 기술들의 그룹은 증착 기술들이다. 그러한 기술들은 LPCVD(low pressure CVD)와 같은 CVD(chemical vapor deposition), 또는 스퍼터링(sputtering) 또는 전자 빔 증착과 같은 PVD(physical vapor deposition)를 포함한다.

제2 전극 아래쪽에 위치한 부가적인 하드 층을 생산하는데 사용되는 재료들은 바람직하게는 진공에서 열 증착에 의해 퇴적된다.

제2 전극 상부에 위치한 부가적인 하드 층을 생산하는 데 사용되는 재료들은 바람직하게는 열 증착, 전자 빔 증착 또는 스퍼터링에 의해 퇴적된다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예들은 상기의 EL 디바이스에 관한 설명을 보았을 때, 당업자들에게는 쉽게 명백해질 것이다. 그러나, 바람직한 실시예들의 일부가 후속하여 명쾌하게 개시될 것이다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 하드 층의 퇴적은 하드 층이 제2 전극의 아래쪽 및/또는 상부에 직접적으로 위치하는 방식으로 수행된다. 또한 하드 층의 퇴적은 하드 층이 전자발광 스택과 접촉하도록 수행될 수 있다.

적어도 하나의 하드 층의 퇴적은 하드 층이 제2 전극을 부분적으로 또는 완전히 덮도록 더 수행될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 층의 필요한 두께 및 강도는 채택되는 접착제의 종류에 달려있다. Circuitwork 도전성 접착제에 대해서는, OLED 디바이스에 대한 데미지를 막기 위해 300-400㎚의 구리가 필요하다. 당업자는 필요한 두께를 실험적으로 쉽게 결정하기 위한 두께 시리즈를 수행하는 가능성을 알고 있다.

비도전성 층, 즉, 절연 층은 제2 전극의 상부에 위치하는 하드 층으로서 퇴적된다. 바람직하게는, 산화물들, 질화물들, 및 불화물들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료가 상기 층을 생산하도록 퇴적된다. 추가적인 도전성 층은 제2 전극을 전기적으로 접촉시키는 하드 층의 상부에 퇴적된다.

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본 발명의 특히 바람직한 실시예들에서, 적어도 두 개의 하드 층이 퇴적되며, 적어도 하나의 하드 층은 제2 전극의 퇴적 전에 퇴적되고, 적어도 하나의 하드 층은 제2 전극의 퇴적 후에 퇴적된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 이 방법은 디바이스의 올바른 동작을 체크하기 위해 EL 디바이스에 프로브를 일시적으로 접촉시키는 단계를 더 포함한다. 바람직하게는, 제2 전극 상부의 보호 하드 층은 프로브에 의해 접촉되며, 즉, 이 접촉은 이 하드 층의 퇴적후에 수행된다. 이것은 EL 디바이스의 생산 중에 고장난 EL 디바이스 또는 저 품질의 EL 디바이스를 감지하여 집어낼 수 있다는 이점을 가진다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 방법은 커버 수단들, 적어도 하나의 접촉 수단들 및/또는 제터 재료를 EL 디바이스에 적용하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 이들 양태들 및 다른 양태들은 여기에 설명된 실시예들로부터 명백해질 것이고, 그것들을 참조하여 자세히 설명될 것이다.
도 1은 EL 디바이스의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2는 EL 디바이스의 또 다른 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 EL 디바이스의 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.

도 1은 EL 디바이스의 개략적인 단면도이다. 도시된 EL 디바이스는 OLED 디바이스이고, CVD에 의해 퇴적된 투명한 ITO 애노드(2)가 위에 있는 평평한 유리 기판(1)을 포함한다. 전극의 상부에 OLED 스택(3) 및 Al 캐소드(4)가 퇴적된다. 캐소드는 약 100㎚의 두께를 가진다. OLED 디바이스는 디바이스를 밀봉하여 봉인하기 위해 커버 수단(7)으로서의 역할을 하는 캐비티 뚜겅에 의해 캡슐화되었다.

도 1에서 더 알 수 있는 것과 같이, OLED 디바이스는 캐비티 뚜껑 및 캐소드 각각을 통해 전기적으로 접촉된다. 캐비티 뚜껑은 도전성 재료, 즉 금속으로부터 만들어지고 두 개의 접촉 수단들(8), 즉, 캐소드에 직접 적용된 도전성 접착제(9) 및 캐비티 뚜껑 및 도전성 접착제 양쪽 모두에 닿는 도전성 스프링(10)을 통해 캐소드를 간접적으로 전기적으로 접촉시킨다.

약 100㎚ 두께를 가진 단일의 하드 층(5)은 MoO₃를 포함하고, 진공에서 재료의 열 증착에 의해 캐소드 아래쪽에 직접적으로 퇴적되고, 캐소드의 하면을 완전히 덮는다. 하드 층은 캐소드와 접촉한다. 더욱이, 하드 층은 OLED 스택과 접촉하고, 따라서, 전자발광 스택으로 전하 주입을 제공한다.

도 2는 EL 디바이스의 또 다른 실시예의 개략적인 단면도이다. 또 다시, 도시된 EL 디바이스는 CVD에 의해 투명한 ITO 애노드(2)가 퇴적된 투명한 유리 기판(1)을 포함하는 OLED 디바이스이다. 이 제1 전극의 상부에, 전자발광 스택(3) 및 Ag 캐소드(4)가 퇴적되었다. 캐소드는 약 100㎚의 두께를 가진다. OLED 디바이스는 디바이스를 밀봉하여 봉인하기 위해 커버 수단들(7)로서의 역할을 하는 캐비티 뚜겅에 의해 캡슐화되었다.

또한, 도 2의 OLED 디바이스는 캐비티 뚜껑 및 캐소드 각각을 통해 전기적으로 접촉된다. 캐비티 뚜껑은 도전성 재료, 즉, 금속으로부터 만들어지고, 간접적으로 두 개의 접촉 수단들(8)과 하드 층(5)을 통해 캐소드와 전기적으로 접촉한다. 접촉 수단들은 단일의 도전성 하드 층에 직접적으로 적용된 도전성 접착제(9) 및 캐비티 뚜껑과 도전성 접착제 양쪽 모두에 닿는 도전성 포스트(10)이다.

단일의 도전성 하드 층(5)은 WO₃를 포함하고, 약 100㎚의 두께를 가진다. 그것은 전자 빔 또는 열 증착에 의해 캐소드의 상부에 직접 퇴적되며, 캐소드의 상면을 완전히 덮는다. 하드 층은 캐소드와 접촉상태에 있고, 민감한 전극을 안전하게 덮는다.

더욱이, 게터 재료(도시되지 않음)는 캐비티 뚜껑에 의해 생성된 캐비티 내에 존재한다.

도 3은 본 발명에 따른 EL 디바이스의 일 실시예의 개략적인 단면도이다. 도 1 또는 도 2와 마찬가지로, 도시된 EL 디바이스는 CVD에 의해 투명한 ITO 애노드(2)가 퇴적된 평평한 유리 기판(1)을 포함하는 OLED 디바이스이다. 이 제1 전극의 상부에, 전자발광 스택(3) 및 Ag 캐소드(4)가 퇴적된다. 캐소드는 약 100㎚의 두께를 가진다. OLED 디바이스는 디바이스를 밀봉하여 봉인하기 위한 커버 수단들(7)로서의 역할을 하는 캐비티 뚜껑에 의해 캡슐화되었다.

또한, 도 3의 OLED 디바이스는 캐비티 뚜껑 및 캐소드 각각을 통해 전기적으로 접촉된다. 캐비티 뚜껑은 금속으로부터 만들어지고, 간접적으로 두 개의 접촉 수단들(8)과 부가적인 도전성 금속 층(6)을 통해 애노드와 전기적으로 접촉한다. 접촉 수단들은 부가적인 도전성 층(6)에 직접적으로 적용된 도전성 접착제(9) 및 캐비티 뚜껑과 도전성 접착제 양쪽 모두에 닿아있는 도전성 스페이서(10)이다.

단일의 비도전성 하드 층(5)은 SiO2를 포함하고, 약 100㎚와 a의 두께를 가진다. 그것은 스퍼터링에 의해 캐소드의 상부에 직접 퇴적되고, 캐소드를 단지 부분적으로 덮는다. 하드 층은 캐소드와 접촉해 있고, 이 민감한 전극을 안전하게 덮지만, 캡슐화하는 부가적인 도전성 금속 층(6)은 비도선성 하드 층에 의해 덮히지 않은 장소들의 캐소드와 접촉하여, 전기전 연결을 제공한다.

본 발명이 도면들과 전술한 설명들에서 자세히 도시되고 설명되었지만, 그러한 도시 및 설명은 도시적이거나 예시적인 것으로 간주되고, 제한적인 것으로 간주되지 않는다; 본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않는다.

도면들, 명세서 및 첨부된 청구항들에 대한 여구로부터 청구된 발명을 실시하는 데 있어서 개시된 실시예들에 대한 다른 변형들이 본 기술 분야의 당업자들에 의해 이해되어지고, 영향을 받을 수 있다. 청구항들에서, "포함하다(comprising)"라는 용어는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않고, 부정관사 "a" 또는 "an"은 복수를 배제하지 않는다. 특정한 수단들이 서로 다른 종속 청구항들에 언급되었다는 단순한 사실은 이들 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 의미하지 않는다. 청구항들에서의 임의의 참조 부호들은 범주를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (15)

1. 전자발광 디바이스로서,
   기판(1)을 포함하며,
   상기 기판 위에 제1 투명 전극(2), 전자발광 스택(3), 및 제2 전극(4)이 이 순서대로 적층되어 있으며,
   상기 전자발광 디바이스는 상기 제2 전극의 상부에 위치하는 적어도 하나의 부가적인 제1 하드 층(hard layer)(5)을 더 포함하고,
   상기 적어도 하나의 부가적인 제1 하드 층은 상기 제2 전극의 강도보다 더 큰 강도를 가지고,
   상기 적어도 하나의 부가적인 제1 하드 층은 비도전성 층이고, 산화물, 질화물 및 불화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하고,
   상기 전자발광 디바이스는 상기 제2 전극과 전기적으로 접촉하는 상기 제1 하드 층의 상부에 위치한 도전성 층(6)을 더 포함하고,
   상기 전자발광 디바이스는 상기 제2 전극의 아래쪽에 위치하며 적어도 하나의 반도체성 금속 산화물을 포함하는 층으로 이루어진 적어도 하나의 부가적인 제2 하드 층을 더 포함하는, 전자발광 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가적인 제1 하드 층은 상기 제2 전극의 상부에 직접적으로 위치되는 전자발광 디바이스.
3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가적인 제1 하드 층의 두께는 ≥5㎚ 및 ≤50㎛인 전자발광 디바이스.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 커버 수단(7), 및 상기 제2 전극에 전기적으로 직접 또는 간접적으로 접촉하도록 구성된 적어도 하나의 접촉 수단(8)을 더 포함하는 전자발광 디바이스.
6. 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 접촉 수단은 도전성 접착제(9), 기계적 접촉 수단(10), 도전성 스프링, 도전성 포스트(post) 및 도전성 스페이서(spacer)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전자발광 디바이스.
7. 제5항에 있어서, 게터 재료(getter material)를 더 포함하는 전자발광 디바이스.
8. 제1항에 따른 전자발광 디바이스를 포함하는 광원.
9. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 전자발광 디바이스를 생산하는 방법으로서,
   a) 기판(1)을 제공하는 단계, 및
   b) 제1 투명한 전극(2), 전자발광 스택(3), 및 제2 전극(4)을 이 순서대로 상기 기판 상에 퇴적시키는 단계
   를 포함하며,
   적어도 하나의 부가적인 제1 하드 층(5)이 상기 제2 전극의 퇴적 후에 더 퇴적되고,
   상기 적어도 하나의 부가적인 제1 하드 층은 상기 제2 전극의 강도보다 더 큰 강도를 가지고,
   상기 적어도 하나의 부가적인 제1 하드 층은 비도전성 층이고, 산화물, 질화물 및 불화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하고,
   도전성 층(6)이 상기 제2 전극과 전기적으로 접촉하는 상기 제1 하드 층의 상부에 퇴적되는 방법.
10. 제9항에 있어서, c) 상기 전자발광 디바이스의 올바른 동작 여부를 체크하기 위해 상기 전자발광 디바이스에 프로브(probe)를 일시적으로 접촉시키는 단계를 더 포함하는 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 전자발광 디바이스에 커버 수단, 적어도 하나의 접촉 수단 및/또는 게터 재료를 적용하는 단계를 더 포함하는 방법.
12. 제1항에 따른 전자발광 디바이스를 포함하는 램프.
13. 제1항에 따른 전자발광 디바이스를 포함하는 모니터.
14. 제1항에 따른 전자발광 디바이스를 포함하는 스위치.
15. 제1항에 따른 전자발광 디바이스를 포함하는 디스플레이.

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