KR102224346B1 - 유무기 하이브리드층, 이 층을 구비하는 유무기 적층체, 및 이 적층체를 가스 배리어로 구비하는 유기전자소자 - Google Patents
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Abstract
유무기 하이브리드층, 이를 구비하는 유무기 적층체, 및 이를 가스 배리어로 구비하는 유기전자소자를 제공한다. 상기 유무기 적층체는 적어도 두 층의 금속 산화물층들; 및 상기 금속 산화물층들 사이에 배치되고, 금속 원자층 및 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 유기 분자층을 구비하는 단위층을 적어도 한 층 포함하는 유무기 하이브리드층을 포함한다.
[화학식 1] (-XaRa)(Xb1Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
[화학식 2] (-XaRa)(-Xb2Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, -들은 서로에 관계없이 상기 금속 원자층 또는 상기 금속 산화물층 내의 금속과의 결합을 의미하고, Xa, Xb2, Xc, 및 Xd는 서로에 관계없이 O, S, Se 또는 NH이고, Xb1은 수소이고, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 결합 또는 C1 내지 C5의 알킬렌기이다.
[화학식 1] (-XaRa)(Xb1Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
[화학식 2] (-XaRa)(-Xb2Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, -들은 서로에 관계없이 상기 금속 원자층 또는 상기 금속 산화물층 내의 금속과의 결합을 의미하고, Xa, Xb2, Xc, 및 Xd는 서로에 관계없이 O, S, Se 또는 NH이고, Xb1은 수소이고, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 결합 또는 C1 내지 C5의 알킬렌기이다.
Description
본 발명은 유무기 적층체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기층과 무기층이 교호적층된 적층체에 관한 것이다.
표시 장치, 액자, 공예, 용기 등에 사용되는 유리 기판은 작은 선팽창계수, 우수한 가스 배리어성, 높은 광투과도, 표면 평탄도, 뛰어난 내열성과 내화학성 등의 여러 장점을 가지고 있으나, 충격에 약하여 잘 깨지고 밀도가 높아서 무거운 단점이 있다.
최근, 액정이나 유기 발광 표시 장치, 전자 종이에 대한 관심이 급증하면서 이들 표시 장치의 기판을 유리에서 플라스틱으로 대체하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 즉, 플라스틱 기판으로 유리 기판을 대체하면 표시 장치의 전체 무게가 가벼워지고 디자인의 유연성을 부여할 수 있으며, 충격에 강하며 연속 공정으로 제조할 경우 유리 기판에 비해 경제성을 가질 수 있다.
이러한 플라스틱 기판의 특성을 적극적으로 이용하기 위해, 플라스틱 기판에 다양한 처리를 수행하는 방법들이 연구되고 있다. 예를 들어, 대한민국 특허등록공보(10-1296623)에는 폴리에틸렌 나프탈레이트등의 플라스틱 상에 유기막을 코팅하여 열처리 함으로써 저가의 플라스틱 기판을 평탄화 및 균일화할 수 있음과 아울러 유기막을 경화시키고, 공정 중 발생하는 공정 열로 인해 표시장치의 각 배선들이 열화되는 것을 방지하여 표시장치의 제조 공정의 안정성을 향상시키는 방법이 개시되어 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 표시장치 등의 안정성등을 개선할 수 있도록 신뢰성이 우수한 유무기 하이브리드층, 이를 구비하는 유무기 적층체, 및 가스 배리어를 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 유무기 적층체를 제공한다. 상기 유무기 적층체는 적어도 두 층의 금속 산화물층들; 및 상기 금속 산화물층들 사이에 배치되고, 금속 원자층 및 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 유기 분자층을 구비하는 단위층을 적어도 한 층 포함하는 유무기 하이브리드층을 포함한다.
[화학식 1] (-XaRa)(Xb1Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
[화학식 2] (-XaRa)(-Xb2Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, -들은 서로에 관계없이 상기 금속 원자층 또는 상기 금속 산화물층 내의 금속과의 결합을 의미하고, Xa, Xb2, Xc, 및 Xd는 서로에 관계없이 O, S, Se 또는 NH이고, Xb1은 수소이고, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 결합 또는 C1 내지 C5의 알킬렌기이다.
상기 C1 내지 C5의 알킬렌기는 C1 내지 C3의 알킬렌기일 수 있다. Xa는 O이고, Xb2는 O이고, Xc와 Xd는 S이고, Xb1은 수소일 수 있다. 상기 유기 분자층은 (-OCH2)HC(S-)(CH2S-)일 수 있다. 상기 금속 산화물층은 전이금속 산화물, 전이후 금속산화물, 또는 준금속 산화물층일 수 있다. 상기 금속 산화물층은 Al2O3층일 수 있다. 상기 금속 산화물층은 금속 원자층과 산소 원자층이 교호적층된 층일 수 있다. 상기 유무기 하이브리드층의 금속 원자층은 Al층일 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 유무기 적층체를 제공한다. 상기 유무기 적층체는 교호적층된 제1 금속 산화물층과 유무기 하이브리드층을 구비할 수 있다. 교호적층된 제1 금속 산화물층과 유무기 하이브리드층 중 최상단의 유무기 하이브리드층 상에 제2 금속 산화물층이 배치된다. 상기 유무기 하이브리드층은 금속 원자층 및 유기 분자층을 구비하는 단위층을 적어도 한 층 포함하고, 상기 유기 분자층은 탄소수 2 내지 21의 알킬기를 몸체로 하고, 상기 알킬기 중 어느 하나의 탄소원자를 중심으로 하는 사면체의 4개의 꼭지점들 중 하나 또는 두 개에 상기 금속 원자층과 결합하는 산소(들)과 상기 사면체의 4개의 꼭지점들 중 두 개에 상기 금속 산화물층의 금속과 결합하는 황들을 구비한다.
상기 유기 분자층은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 나타낼 수 있다.
[화학식 1] (-XaRa)(Xb1Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
[화학식 2] (-XaRa)(-Xb2Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, -Xa 및 -Xb2는 상기 금속 원자층과 결합한 산소들이고, -Xc 및 -Xd는 상기 금속 산화물층의 금속과 결합한 황들이고, Xb1는 수소이고, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 결합 또는 C1 내지 C3의 알킬렌기이되, Ra, Rb, Rc, 및 Rd를 구성하는 탄소의 총수는 1 내지 9일 수 있다.
상기 유기 분자층은 (-OCH2)HC(S-)(CH2S-)일 수 있다. 상기 금속 산화물층은 Al 원자층과 산소원자층이 교호적층된 Al2O3층일 수 있다. 상기 유무기 하이브리드층의 금속 원자층은 Al층일 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 유무기 하이브리드층을 제공한다. 상기 유무기 하이브리드층은 금속 원자층 및 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 유기 분자층을 구비하는 단위층을 적어도 한 층 포함한다.
[화학식 1] (-XaRa)(Xb1Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
[화학식 2] (-XaRa)(-Xb2Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, -들은 결합을 의미하고, Xa, Xb2, Xc, 및 Xd는 서로에 관계없이 O, S, Se 또는 NH이고, Xb1은 수소이고, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 결합 또는 C1 내지 C5의 알킬렌기일 수 있다. 상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, Xa 및 Xb2는 산소들이고, Xc 및 Xd는 황들이고, Xb1는 수소이고, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 결합 또는 C1 내지 C3의 알킬렌기이되, Ra, Rb, Rc, 및 Rd를 구성하는 탄소의 총수는 1 내지 9일 수 있다.
상기 유기 분자층은 (-OCH2)HC(S-)(CH2S-)일 수 있다. 상기 금속 원자층은 Al층일 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 유기전자소자를 제공한다. 상기 유기전자소자는 상기 유무기 적층체를 가스 배리어층으로 구비한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 유무기 적층체 혹은 유무기 하이브리드층은 탄소수 2 내지 21의 선형 또는 분지형 알킬기를 몸체로 하고 상기 알킬기 중 어느 하나의 탄소원자를 중심으로 하는 사면체의 4개의 꼭지점들 중 하나 또는 두 개에 금속과 결합하는 원소(들)와 상기 사면체의 4개의 꼭지점들 중 나머지 두 개에 금속과 결합하는 원소들을 구비하는 유기 분자층을 구비하여, 구부림 등의 스트레스를 받는 경우에도 우수한 가스 배리어 특성을 나타낼 수 있다.
그러나, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드층을 구비하는 유무기 적층체를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 적층체를 구비하는 유기전자소자를 나타낸 단면도이다.
도 3은 유무기 하이브리드막 제조예 1에 따른 과정을 도시한 개략도이다.
도 4a는 유무기 하이브리드막 제조예 1의 과정 중 TMA 도징 단계에서 TMA 도징시간을 변화시킴에 따른 단위 사이클 당 유무기 하이브리드막의 두께를 나타낸 그래프이고, 도 4b는 유무기 하이브리드막 제조예 1의 과정 중 DMP 도징 단계에서 DMP 도징시간을 변화시킴에 따른 단위 사이클 당 유무기 하이브리드막의 두께를 나타낸 그래프이다.
도 5는 유무기 하이브리드막 제조예 1에 따른 단위 사이클수에 따른 유무기 하이브리드막의 두께를 나타낸 그래프이다.
도 6은 유무기 하이브리드막 제조예 1에 따른 단위 사이클을 15회 수행한 후 결과물의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 사용하여 측정한 이미지이다.
도 7은 공기중 안정성 테스트 1에 따른 결과를 나타낸다.
도 8은 공기중 안정성 테스트 2에 따른 결과를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 적층체를 구비하는 유기전자소자를 나타낸 단면도이다.
도 3은 유무기 하이브리드막 제조예 1에 따른 과정을 도시한 개략도이다.
도 4a는 유무기 하이브리드막 제조예 1의 과정 중 TMA 도징 단계에서 TMA 도징시간을 변화시킴에 따른 단위 사이클 당 유무기 하이브리드막의 두께를 나타낸 그래프이고, 도 4b는 유무기 하이브리드막 제조예 1의 과정 중 DMP 도징 단계에서 DMP 도징시간을 변화시킴에 따른 단위 사이클 당 유무기 하이브리드막의 두께를 나타낸 그래프이다.
도 5는 유무기 하이브리드막 제조예 1에 따른 단위 사이클수에 따른 유무기 하이브리드막의 두께를 나타낸 그래프이다.
도 6은 유무기 하이브리드막 제조예 1에 따른 단위 사이클을 15회 수행한 후 결과물의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 사용하여 측정한 이미지이다.
도 7은 공기중 안정성 테스트 1에 따른 결과를 나타낸다.
도 8은 공기중 안정성 테스트 2에 따른 결과를 나타낸다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 본 실시예들에서 "제1", "제2", 또는 "제3"는 구성요소들에 어떠한 한정을 가하려는 것은 아니며, 다만 구성요소들을 구별하기 위한 용어로서 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 "알킬"은 별도의 정의가 없는 한, 지방족 탄화수소기를 의미하며, 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)"일 수 있다. 포화 알킬기는 선형일 수 있다. 일 예로서, 알킬은 메틸, 에틸, 또는 프로필기일 수 있다.
본 명세서에서 "알킬렌"은 별도의 정의가 없는 한, 포화탄화수소인 알칸의 라디칼인 2가기를 지칭하며, 선형 알킬렌일 수 있다.
본 명세서에서 "탄소수 X 내지 탄소수 Y"라고 기재한 경우에는, 탄소수 X와 탄소수 Y 사이의 모든 정수에 해당하는 수의 탄소수를 갖는 경우도 함께 기재된 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 "X 내지 Y"라고 기재한 경우에는, X와 Y 사이의 모든 정수에 해당하는 수도 함께 기재된 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 "원자층"은 원자층 증착법에서 정의된 원자층으로 한층의 원자층인 단원자층일 수 있고, 또한 "분자층"은 분자층 증착법에서 정의된 분자층으로 한층의 분자층인 단분자층일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드층을 구비하는 유무기 적층체를 나타낸 개략도이다.
도 1을 참조하면, 기판(10)이 제공될 수 있다. 상기 기판은 반도체 기판, 유리 기판, 또는 플렉시블 기판인 베어(bare) 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 플렉시블 기판은 고분자 기판일 수 있다. 상기 기판 상에는 트랜지스터, 메모리, 다이오드, 태양 전지, 광 소자, 생체 센서, 나노 전자 기계 시스템(NEMS), 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS), 나노 소자, 또는 화학 센서 등의 소자(미도시)가 적어도 하나 형성된 것일 수 있다. 상기 소자는 유기발광다이오드, 유기태양전지 등의 유기전자소자일 수 있다. 또한, 상기 소자 상에 상기 소자를 덮는 절연막 등의 보호층(미도시)이 형성된 것일 수 있다. 본 실시예에서, 기판(10)은 상기 베어(bare) 기판, 또는 상기 베어 기판의 상부에 상기 소자가 형성되거나, 혹은 상기 소자와 보호층이 형성된 것일 수 있다.
상기 기판(10)은 그의 표면 상에 하이드록시기를 구비하거나 혹은 하이드록시기를 구비하도록 표면처리된 것일 수 있다. 상기 기판(10)이 반도체 기판인 경우 자연산화막의 생성으로 인해 하이드록시기를 구비할 수 있고, 유리기판이거나 혹은 상부면이 실리콘 산화막 등의 절연막인 경우 하이드록시기를 구비할 수 있다. 상기 기판(10)의 상부면이 고분자층인 경우, 자외선을 사용하여 표면처리하여 상부면 상에 하이드록시기를 생성할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기판(10) 상에 유무기 적층체(LM)를 형성할 수 있다. 유무기 적층체(LM)는 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)과 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2)이 교호적층된 층으로, 한 쌍의 금속 산화물층(20_1, 20_2)과 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2)이 1 내지 200회 구체적으로, 10 내지 150회, 20 내지 100회 반복적층된 후, 최상부에 금속 산화물층(20_3)이 한층 적층된 것일 수 있다. 다시 말해서, 유무기 적층체(LM)는 두 층의 금속 산화물층들(20_1, 20_2, 20_3) 사이 혹은 두 층 이상의 금속 산화물층들(20_1, 20_2, 20_3) 사이사이에 적어도 한층의 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2)이 배치된 구조를 가질 수 있다.
상기 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)은 전이금속 산화물, 전이후 금속산화물, 또는 준금속 산화물층일 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)은 아연(Zn), 주석(Sn), 인듐(In), 카드뮴(Cd), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 텅스텐(W), 실리콘(Si) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 산화물층일 수 있다. 상기 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)은 각층이 서로 다른 금속의 산화물층들이거나 같은 금속의 산화물층일 수 있다. 일 예로서, 상기 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)은 알루미늄 산화물 구체적으로, Al2O3층일 수 있다.
상기 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)은 제1 금속 원자층(M1)과 산소 원자층(Y)이 교호적층된 층일 수 있다. 이를 위해, 상기 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)은 원자층 증착법(ALD)을 사용하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 기판(10)을 반응챔버 내에 로딩하고, 상기 반응챔버 내에 금속 전구체를 도징하여 상기 기판(10)의 표면, 산소 원자층(Y), 혹은 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2)의 표면과 금속 전구체를 화학결합시키는 금속 전구체 도징 단계; 퍼지가스를 공급하여 미반응 금속 전구체 및 반응 생성물을 퍼지하는 퍼지 단계; 산화제를 도징하여 상기 화학결합된 금속 전구체를 산화시키는 산화제 도징단계; 및 퍼지가스를 공급하여 미반응 산화제 및 반응 생성물을 퍼지하는 퍼지 단계를 구비하는 단위 사이클을 수회 반복하여 상기 금속산화물층(20_1, 20_2, 20_3)을 형성할 수 있다. 상기 금속 전구체는 알킬금속, 금속 알콕사이드, 금속 할라이드, 금속 하이드록사이드, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군이 가능하다.
일 예로서, 상기 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)이 Al2O3층인 경우, 상기 금속 전구체는 알킬알루미늄 구체적으로, TMA (Trimethyl Aluminum; Al(CH3)3)일 수 있고, 산화제는 H2O일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단위 사이클을 1회 수행하였을 때, 약 1층의 제1 금속 원자층(M1)과 이의 상부에 약 1층의 산소 원자층(Y)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 상기 각 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)을 형성하는 것은 상기 단위 사이클을 3 내지 100회, 구체적으로 5 내지 50회, 일 예로서 8 내지 25회 반복하여 수행할 수 있다. 또한, 상기 금속산화물층(20_1)이 Al 원자층과 산소 원자층이 교호적층된 Al2O3층인 경우, 단위 사이클당 성장두께는 약 0.8 내지 1.2 Å일 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)은 화학 기상 증착법(CVD), 물리 기상 증착법(PVD), 전자 빔증착법(E beam evaporation) 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
상기 각 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3)은 약 3 내지 100 Å, 구체적으로 약 5 내지 50 Å, 일 예로서 약 8 내지 25 Å 의 두께로 형성할 수 있다.
상기 각 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2)은 제2 금속 원자층(M2) 및 유기 분자층(OL)을 구비하는 단위층을 적어도 한 층, 일 예로서 1 내지 5 층 구비하는 층일 수 있다. 도 1에는 제2 금속 원자층(M2) 및 유기 분자층(OL)을 구비하는 단위층이 2회 적층된 예가 도시되어 있다.
이 때, 제2 금속 원자층(M2)은 아연(Zn), 주석(Sn), 인듐(In), 카드뮴(Cd), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 텅스텐(W), 또는 실리콘(Si)을 구비하는 층으로, 상기 금속 산화물층(20_1, 20_2, 20_3) 내의 제1 금속 원자층(M1)과 동일하거나 서로 다를 수 있다. 일 예로서, 제2 금속 원자층(M2)은 알루미늄(Al) 원자층일 수 있다.
상기 유기 분자층(OL)은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
(-XaRa)(Xb1Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
[화학식 2]
(-XaRa)(-Xb2Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, -는 유기 분자층의 상부 또는 하부층 내의 원소와의 결합 일 예로서, 공유결합을 의미하며, 일 예로서 금속(M1 또는 M2 중 인접한 금속)과의 결합을 의미할 수 있다. -들 중 일부는 하부층 내의 금속과 결합할 수 있고 나머지 일부는 상부층 내의 금속과 결합할 수 있다. Xa, Xb2, Xc, 및 Xd는 서로에 관계없이 O, S, Se 또는 NH일 수 있고, Xb1은 수소일 수 있다. 또한, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 결합 또는 C1 내지 C5의 알킬렌기일 수 있다. 상기 C1 내지 C5의 알킬렌기는 C1 내지 C3의 알킬렌기일 수 있다. 일 예에서, C1 내지 C5의 알킬렌기는 C1 내지 C2의 알킬렌기일 수 있다. 상기 알킬렌기들은 선형 알킬렌기들일 수 있다. 일 예에서, Ra, Rb, Rc, 및 Rd를 구성하는 탄소의 총수는 1 내지 20, 구체적으로는 2 내지 15, 일 예로서 2 내지 9일 수 있다.
상기 도 1에서 Xb는 Xb1 또는 Xb2일 수 있고, Xb가 Xb1인 경우 금속과 결합하지 않은 상태이고 Xb가 Xb2인 경우 금속과 결합한 상태일 수 있다.
일 예에서, Xa (및 Xb2)는 Xc 및 Xd에 비해 금속에 대한 반응성이 더 큰 작용기일 수 있고, Xa (및 Xb2)는 하부의 금속층 내의 금속과 결합하고, Xc 및 Xd다는 상부의 금속층 내의 금속과 결합할 수 있다. 일 예로서, Xa는 O일 수 있다. Xb2는 O일 수 있다. Xc와 Xd는 S일 수 있다. Xb1은 수소일 수 있다.
상기 유기 분자층(OL)은 일 예로서, (-OCH2)HC(S-)(CH2S-)일 수 있다.
상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시된 유기 분자층(OL)은 탄소수 2 내지 21의 선형 또는 분지형 알킬기를 몸체로 하고, 상기 알킬기 중 어느 하나의 탄소원자를 중심으로하는 사면체의 각 꼭지점에 Xa, Xb2 (또는 Xb1), Xc, 및 Xd를 갖고, 이들 중 적어도 세개는 금속과 결합가능한 작용기임에 따라, 금속원자층들 사이에서 우수한 커버리지를 가지면서 형성될 수 있다. 나아가, Xa, Xb2 (또는 Xb1), Xc, 및 Xd 중 Xa (및 Xb2)는 Xc 및 Xd에 비해 반응성이 더 커서 반응표면 상의 금속 즉, 금속 원자층(M2)과 더 잘 결합할 수 있다. 이 경우 더욱 우수한 커버리지를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시된 유기 분자층(OL)은 (Ra)(Rb)C(Rc)(Rd)라는 탄소수 2 내지 21의 선형 또는 분지형 알킬기를 몸체로 하므로, 아릴기를 몸체 내에 구비하는 경우 대비 π-π 결합이 없을 수 있어 유연성이 향상될 수 있다. 그 결과 유기 분자층(OL)은 구부림 등의 스트레스에도 층 내 손상 발생 위험이 적어 신뢰성이 유지될 수 있다.
상기 각 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2)은 원자층 증착법을 사용하여 금속 원자층(M2)을 형성하는 단계와 분자층 증착법(MLD)를 사용하여 유기 분자층(OL)을 형성하는 단계를 포함하여 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 금속 원자층(M2)을 형성하는 단계는 상기 반응챔버 내에 금속 전구체를 도징하여 상기 금속산화물층(20_1, 20_2) 표면 또는 유기 분자층(OL)과 금속 전구체를 화학결합시키는 금속 전구체 도징 단계와 퍼지가스를 공급하여 미반응 금속 전구체 및 반응 생성물을 퍼지하는 퍼지 단계를 구비할 수 있다. 그리고 유기 분자층(OL)을 형성하는 단계는 유기 전구체를 도징하여 상기 금속 원자층(M2)에 유기 전구체를 화학결합시키는 유기 전구체 도징단계와 퍼지가스를 공급하여 미반응 유기전구체 및 반응 생성물을 퍼지하는 퍼지 단계를 구비할 수 있다. 상기 각 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2)은 상기 금속 원자층(M2) 형성 단계와 유기 분자층(OL) 형성 단계를 포함하는 단위 사이클을 1 내지 5회 반복하여 형성할 수 있다.
상기 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2)을 구성하는 유기 분자층(OL)을 형성하기 위한 유기 전구체는 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 나타낼 수 있다.
[화학식 3]
(HXaRa)(Xb1Rb)C(RcXcH)(RdXdH)
[화학식 4]
(HXaRa)(HXb2Rb)C(RcXcH)(RdXdH)
상기 화학식 3 또는 화학식 4에서, Xa, Xb2, Xc, Xd, Xb1, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 상기 화학식 1 또는 2에서 정의한 바와 같다.
상기 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2)을 형성하기 위한 금속 전구체 도징단계의 일 예는 하기 반응식 1로 나타낼 수 있고, 유기 전구체 도징단계의 일 예는 하기 반응식 2로 나타낼 수 있다.
[반응식 1]
상기 반응식 1에서, 상기 금속산화물층(20_1, 20_2) 표면 상에 금속 전구체가 도징되는 단계를 예를 들어 나타내었다. MR1R2R3는 금속 전구체의 일 예로서 M의 산화수가 3인 경우를 예로 들어 나타내었고, M의 산화수에 따라서 2 개의 R기를 함유하거나, 4개 이상의 R기를 함유할 수 있다. M은 아연(Zn), 주석(Sn), 인듐(In), 카드뮴(Cd), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 텅스텐(W), 실리콘(Si) 중에서 선택된 어느 하나의 금속이고, R1, R2, 및 R3는 서로에 관계없이 알킬기, 할라이드기, 알콕시기, 하이드록시기일 수 있다. 그러나, 금속 전구체는 이에 한정되는 것은 아니다.
[반응식 2]
상기 반응식 2에서, M과 R1은 반응식 1에서 정의된 바와 같고, Xa, Xb1, Xc, Xd, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 화학식 3에서 정의된 바와 같다.
상기 반응식 2에서는 화학식 3의 유기 전구체를 사용하는 반응식을 나타내었으나, 화학식 4의 유기 전구체를 사용하는 경우에는 Xb2가 다른 하나의 M 원자와 결합을 형성하는 것을 제외하고는 반응식 2와 유사할 수 있다.
상기 금속 원자층(M2) 형성 단계와 유기 분자층(OL) 형성 단계를 포함하는 단위 사이클을 2회 이상 반복하여 상기 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2) 을 형성하는 경우, 혹은 상기 유무기 하이브리드층(30_1) 상에 금속 산화물층(20_2)을 형성하는 경우 금속 전구체 도징단계는 하기 반응식 3으로 나타낼 수 있다.
[반응식 3]
상기 반응식 3서, M과 R1, R2, 및 R3는 반응식 1에서 정의된 바와 같고, Xa, Xb1, Xc, Xd, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 화학식 3에서 정의된 바와 같다. 다만, MR1R2R3는 상기 유무기 하이브리드층(30_1, 30_2) 내의 금속 원자층(M2)을 형성하기 위한 금속 전구체 또는 금속 산화물층(20_2) 내의 금속 원자층(M1)을 형성하기 위한 금속 전구체의 일 예일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 적층체를 구비하는 유기전자소자를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 유기전자소자는 기판(20), 상기 기판(20) 상의 유기 소자층(22), 및 상기 유기 소자층(22) 상에 배치되고 도 1을 참조하여 설명한 유무기 적층체(LM)을 구비할 수 있다. 상기 기판(20)과 상기 유기 소자층(22)은 사이에 선택 소자층(21)이 개재될 수도 있다. 상기 유기 소자층(22)은 유기 광소자층 일 예로서, 유기발광다이오드층일 수 있다. 상기 선택 소자층(21)은 상기 유기 소자층 내에 구비된 유기 소자들 중 일부를 선택하여 턴온시킬 수 있는 선택 소자들을 구비하는 층으로, 박막트랜지스터층일 수 있다.
상기 유무기 적층체(LM)은 외부의 수분 또는 산소가 상기 유기 소자층(22)로 침투하는 것을 차단하는 가스 배리어의 역할을 수행할 수 있다. 그 결과, 수분 또는 산소에 취약한 유기 소자층의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이 상기 유무기 적층체(LM)가 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시된 유기 분자층(OL)을 구비하는 경우, 구부림 등의 스트레스를 받는 경우에도 우수한 가스 배리어 특성을 나타낼 수 있다. 이로 인해, 상기 유기전자소자가 플렉서블장치인 경우에도 장수명 및 고신뢰성을 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
유무기 하이브리드막 제조예 1
도 3은 유무기 하이브리드막 제조예 1에 따른 과정을 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, Si(100) 기판을 증류수, 아세톤으로 세척 후, N2 가스로 2-3회 퍼징하여 기판 표면의 오염물질을 제거하였다. 상기 Si 기판은 표면 상에 하이드시기들(-OH)을 구비하였다. 오염물질이 제거된 Si 기판을 반응챔버 내에 넣고, 반응챔버 내에 금속 전구체로 기체 상의 TMA (trimethyl aluminum, Al(CH3)3)을 캐리어 기체인 아르곤과 더불어 도징(TMA dosing)하여 상기 하이드록시기와 TMA를 반응시켜 Si 기판 상에 -(O)2AlCH3 및/또는 -OAl(CH3)2을 포함하는 막을 형성한 후, 아르곤을 사용하여 미반응 전구체와 생성가스인 CH4를 반응챔버로부터 퍼지(purge)함에 따라, TMA 도징/퍼지로 이루어진 서브 사이클을 수행하였다. 이 후, 반응챔버 내에 유기 전구체로 기체 상의 DMP (2,3-dimercapto-1-propanol, HOCH2CH(SH)CH2SH)를 캐리어 기체인 아르곤과 더불어 도징(DMP dosing)하여 -(O)2AlCH3 및/또는 -OAl(CH3)2을 포함하는 막과 반응시킨 후, 아르곤을 사용하여 미반응 전구체와 생성가스인 CH4를 반응챔버로부터 퍼지함에 따라, DMP 도징/퍼지로 이루어진 서브 사이클을 수행하였다. 상기 제1 서브 사이클과 상기 제2 서브 사이클은 유무기 하이브리드막의 단위층을 형성하는 단위 사이클을 구성한다.
도 4a는 유무기 하이브리드막 제조예 1의 과정 중 TMA 도징 단계에서 TMA 도징시간을 변화시킴에 따른 단위 사이클 당 유무기 하이브리드막의 두께를 나타낸 그래프이고, 도 4b는 유무기 하이브리드막 제조예 1의 과정 중 DMP 도징 단계에서 DMP 도징시간을 변화시킴에 따른 단위 사이클 당 유무기 하이브리드막의 두께를 나타낸 그래프이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, TMA의 경우 2초 동안 도징하였을 때 단위 사이클당 막두께가 약 7 Å 으로 포화되기 시작하였고, DMP의 경우 4초 동안 도징하였을 때 단위 사이클당 막두께 약 7 Å 으로 포화되기 시작하였다. 이러한 막두께의 포화는 반응물이 표면 반응을 하기 위한 자리(site)가 소진됨을 의미하며, 또한 반응물들 사이의 반응은 일어나지 않고 반응물과 표면의 반응만 일어남을 의미하는 자기 제한적 반응(self-limiting reaction)이 수행됨을 의미할 수 있다. 또한, 이로부터, TMP의 도징시간은 2초 DMP의 도징시간은 4초가 적절함을 알 수 있다.
도 5는 유무기 하이브리드막 제조예 1에 따른 단위 사이클수에 따른 유무기 하이브리드막의 두께를 나타낸 그래프이다. 이 때, 유무기 하이브리드막 제조예 1에서 TMP의 도징시간을 2초로, DMP의 도징시간을 5초로 고정하고 단위 사이클들을 진행하였다.
도 5를 참조하면, 단위 사이클당 약 7 Å의 두께로 유무기 하이브리드막이 성막되는 것을 알 수 있다.
도 6은 유무기 하이브리드막 제조예 1에 따른 단위 사이클을 15회 수행한 후 결과물의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 사용하여 측정한 이미지이다. 이 때, 유무기 하이브리드막 제조예 1에서 TMP의 도징시간을 2초로, DMP의 도징시간을 5초로 고정하고 단위 사이클들을 진행하였다.
도 6을 참조하면, 유무기 하이브리드막 제조예 1에 따른 단위 사이클을 15회 수행한 유무기 하이브리드막의 자승 평균 표면 거칠기 (root mean squared roughness, Rq)는 약 0.257 nm로 매우 양호함을 알 수 있다.
유무기 적층체 제조예 1
유리 기판을 증류수, 아세톤으로 세척 후, N2 가스로 2-3회 퍼징하여 기판 표면의 오염물질을 제거하였다. 상기 유리 기판은 표면 상에 하이드록시기들(-OH)을 구비하였다. 오염물질이 제거된 유리 기판을 반응챔버 내에 넣고, 반응챔버 내에 금속 전구체로 기체 상의 TMA (trimethyl aluminum, Al(CH3)3)을 캐리어 기체인 아르곤과 더불어 도징(TMA dosing)하여 상기 하이드록시기와 TMA를 반응시켜 유리 기판 상에 -(O)2AlCH3 및/또는 -OAl(CH3)2을 포함하는 막을 형성한 후, 아르곤을 사용하여 미반응 전구체와 생성가스인 CH4를 반응챔버로부터 퍼지하였다. 이 후, 반응챔버 내에 산화제로 기체 상의 H2O를 캐리어 기체인 아르곤과 더불어 도징(H2O dosing)하여 -(O)2AlCH3 및/또는 -OAl(CH3)2을 포함하는 막과 반응시켜 -(O)2AlOH 및/또는 -OAl(OH)2을 포함하는 막을 형성한 후, 아르곤을 사용하여 미반응 전구체와 생성가스인 CH4를 반응챔버로부터 퍼지하였다. 상기 TMA 도징/퍼지/H2O 도징/퍼지로 이루어진 단위 사이클을 8회 반복 수행하여 유리 기판 상에 Al2O3막을 형성하였다.
유리 기판 상에 상기 최상단 단위층으로 -(O)2AlOH 및/또는 -OAl(OH)2를 구비하는 Al2O3막이 형성된 반응챔버 내에, 기체 상의 TMA를 캐리어 기체인 아르곤과 더불어 도징(TMA dosing)하여 -(O)2AlOH 및/또는 -OAl(OH)2의 하이드록시기(-OH)와 TMA를 반응시켜 -OAl(CH3)2 및/또는 -(O)2AlCH3을 포함하는 막을 형성한 후, 아르곤을 사용하여 미반응 전구체와 생성가스인 CH4를 반응챔버로부터 퍼지하였다. 이 후, 반응챔버 내에 유기 전구체로 기체 상의 DMP를 캐리어 기체인 아르곤과 더불어 도징(DMP dosing)하여 -OAl(CH3)2 및/또는 -(O)2AlCH3을 포함하는 막과 반응시킨 후, 아르곤을 사용하여 미반응 전구체와 생성가스인 CH4를 반응챔버로부터 퍼지하였다. 상기 TMA 도징/퍼지/DMP 도징/퍼지로 이루어진 단위 사이클을 통해 유무기 하이브리드막의 단위층을 형성하였다.
상기 Al2O3막을 형성하는 단계와 상기 유무기 하이브리드막의 단위층을 형성하는 단계를 66회 반복수행한 후, 최종적으로는 상기 Al2O3막을 형성하는 단계를 수행하여 약 100 nm의 유무기 적층체를 제조하였다.
유무기 적층체 제조예 2
유리 기판을 사용하는 대신에, PET 기판을 증류수, 아세톤으로 세척 후, N2 가스로 2-3회 퍼징하여 기판 표면의 오염물질을 제거하고, 오염물이 제거된 PET 기판 상에 UV를 쬐어 PET 기판 표면 상에 하이드록시기를 생성하고, 하이드록시기가 생성되도록 표면처리된 PET 기판을 반응챔버 내에 넣는 것을 제외하고는 유무기 적층체 제조예 1과 동일한 방법으로 유무기 적층체를 제조하였다.
유무기 적층체 비교예 1
유무기 하이브리드막의 단위층을 형성함에 있어서, DMP 대신에 4-MP (4-mercapto phenol)을 사용한 것을 제외하고는 유무기 적층체 제조예 1과 동일한 방법으로 유무기 적층체를 제조하였다.
유무기 적층체 비교예 2
유무기 하이브리드막의 단위층을 형성함에 있어서, DMP 대신에 4-MP (4-mercapto phenol)을 사용한 것을 제외하고는 유무기 적층체 제조예 2과 동일한 방법으로 유무기 적층체를 제조하였다.
Al
2
O
3
무기박막 비교예 1
유무기 적층체 제조예 1에서의 유무기 하이브리드막의 단위층을 생략하고, 상기 TMA 도징/퍼지/H2O 도징/퍼지로 이루어진 단위 사이클을 1000회 반복 수행하여 유리 기판 상에 약 100nm의 Al2O3막을 형성하였다.
Al
2
O
3
무기박막 비교예 2
유무기 적층체 제조예 2에서의 유무기 하이브리드막의 단위층을 생략하고, 상기 TMA 도징/퍼지/H2O 도징/퍼지로 이루어진 단위 사이클을 1000회 반복 수행하여 PET 기판 상에 약 100nm의 Al2O3막을 형성하였다.
실험예 : 공기중 안정성 테스트 1
유리 기판을 증류수, 아세톤으로 세척 후, N2 가스로 2-3회 퍼징하여 기판 표면의 오염물질을 제거하였다. 오염물질이 제거된 3장의 유리 기판 각각의 상부면 상에 144개의 칼슘 도트들을 형성하였다. 하나의 기판의 상기 칼슘 도트들 상에 유무기 적층체 제조예 1에서의 방법과 동일한 방법을 사용하여 약 100 nm의 유무기 적층체를 형성하였다. 다른 기판의 상기 칼슘 도트들 상에 상기 유무기 적층체 비교예 1에서의 방법과 동일한 방법을 사용하여 약 100 nm의 유무기 적층체를 형성하였다. 또 다른 기판의 상기 칼슘 도트들 상에 상기 Al2O3 무기박막 비교예 1에서의 방법과 동일한 방법을 사용하여 약 100 nm의 Al2O3 무기박막을 형성하였다.
이들 세가지 샘플들을 85% RH (Relative Humidity)와 85 ℃의 항온항습 가속조건하에서 보관하면서, 1일, 5일, 15일, 및 30일이 경과된 시점에서 산화된 칼슘도트들의 개수를 세었다.
도 7은 공기중 안정성 테스트 1에 따른 결과를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 칼슘 도트들 상하부에 Al2O3 무기박막들이 위치하는 샘플 대비, 칼슘 도트들 상하부에 유무기 적층체 제조예 1에 따른 유무기 적층체들이 위치하는 샘플 및 칼슘 도트들 상하부에 유무기 적층체 비교예 1에 따른 유무기 적층체들이 위치하는 샘플은 상대적으로 칼슘 도트들의 산화정도가 낮은 것으로 볼 때 우수한 가스 침투 방지 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 이에 더하여, 칼슘 도트들 상하부에 유무기 적층체 제조예 1에 따른 유무기 적층체들이 위치하는 샘플 은, 칼슘 도트들 상하부에 유무기 적층체 비교예 1에 따른 유무기 적층체들이 위치하는 샘플 대비, 더욱 우수한 가스 침투 방지 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
실험예 : 공기중 안정성 테스트 2
상기 유무기 적층체 제조예 2에 따른 결과물 상부에 144개의 칼슘 도트들을 형성하고, 상기 칼슘 도트들 상에 유무기 적층체 제조예 2에서의 방법과 동일한 방법을 사용하여 약 100 nm의 유무기 적층체를 형성하였다. 상기 유무기 적층체 비교예 2에 따른 결과물 상부에 144개의 칼슘 도트들을 형성하고, 상기 칼슘 도트들 상에 상기 유무기 적층체 비교예 2에서의 방법과 동일한 방법을 사용하여 약 100 nm의 유무기 적층체를 형성하였다. 상기 Al2O3 무기박막 비교예 2에 따른 결과물 상부에 144개의 칼슘 도트들을 형성하고, 상기 칼슘 도트들 상에 상기 Al2O3 무기박막 비교예 2에서의 방법과 동일한 방법을 사용하여 약 100 nm의 Al2O3 무기박막을 형성하였다.
이들 세가지 샘플들을 0.3cm 또는 0.5cm의 반경이 되도록 굽혔다 폈다를 1000회 반복한 후, 85% RH (Relative Humidity)와 85 ℃의 항온항습 가속조건하에서 보관하면서, 1일, 5일, 15일, 및 30일이 경과된 시점에서 산화된 칼슘도트들의 개수를 세었다.
도 8은 공기중 안정성 테스트 2에 따른 결과를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 칼슘 도트들 상하부에 Al2O3 무기박막들이 위치하는 샘플은 하루 안에 칼슘 도트들이 전부 산화된 반면, 칼슘 도트들 상하부에 유무기 적층체 제조예 2에 따른 유무기 적층체들이 위치하는 샘플 및 칼슘 도트들 상하부에 유무기 적층체 비교예 2에 따른 유무기 적층체들이 위치하는 샘플은 산화된 칼슘 도트들의 개수가 적은 것으로 볼 때 우수한 가스 침투 방지 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 이에 더하여, 칼슘 도트들 상하부에 유무기 적층체 제조예 2에 따른 유무기 적층체들이 위치하는 샘플은, 칼슘 도트들 상하부에 유무기 적층체 비교예 2에 따른 유무기 적층체들이 위치하는 샘플 대비, 더욱 우수한 가스 침투 방지 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
Claims (18)
- 적어도 두 층의 금속 산화물층들; 및
상기 금속 산화물층들 사이에 배치되고, 금속 원자층 및 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 유기 분자층을 구비하는 단위층을 적어도 한 층 포함하는 유무기 하이브리드층을 포함하는 유무기 적층체:
[화학식 1]
(-XaRa)(Xb1Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
[화학식 2]
(-XaRa)(-Xb2Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, -들 중 일부는 상기 유기 분자층의 하부에 위치한 금속 원자층 또는 상기 금속 산화물층 내의 금속과의 결합이고, -들 중 나머지 일부는 상기 유기 분자층의 상부에 위치한 상기 금속 원자층 또는 상기 금속 산화물층 내의 금속과의 결합이고, Xa, Xb2, Xc, 및 Xd는 서로에 관계없이 O, S, Se 또는 NH이고, Xb1은 수소이고, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 직접결합 또는 C1 내지 C5의 알킬렌기이다. - 제1항에 있어서,
상기 C1 내지 C5의 알킬렌기는 C1 내지 C3의 알킬렌기인 유무기 적층체. - 제1항에 있어서,
Xa는 O이고, Xb2는 O이고, Xc와 Xd는 S이고, Xb1은 수소인 유무기 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 유기 분자층은 (-OCH2)HC(S-)(CH2S-)인 유무기 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 금속 산화물층은 전이금속 산화물, 전이후 금속산화물, 또는 준금속 산화물층인 유무기 적층체. - 제5항에 있어서,
상기 금속 산화물층은 Al2O3층인 유무기 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 금속 산화물층은 금속 원자층과 산소 원자층이 교호적층된 층인 유무기 적층체. - 제1항에 있어서,
상기 유무기 하이브리드층의 금속 원자층은 Al층인 유무기 적층체. - 교호적층된 제1 금속 산화물층과 유무기 하이브리드층; 및
교호적층된 제1 금속 산화물층과 유무기 하이브리드층 중 최상단의 유무기 하이브리드층 상에 배치된 제2 금속 산화물층을 구비하되,
상기 유무기 하이브리드층은 금속 원자층 및 유기 분자층을 구비하는 단위층을 적어도 한 층 포함하고,
상기 유기 분자층은 탄소수 2 내지 21의 알킬기를 몸체로 하고, 상기 알킬기 중 어느 하나의 탄소원자를 중심으로 하는 사면체의 4개의 꼭지점들 중 두 개에 상기 금속 산화물층의 금속과 결합하는 황들을 구비하고, 상기 사면체의 4개의 꼭지점들 중 하나에 상기 금속 원자층과 결합하는 산소를 구비하거나 또는 상기 사면체의 4개의 꼭지점들 중 두 개에 상기 금속 원자층과 결합하는 산소들을 구비하는 유무기 적층체. - 제9항에 있어서,
상기 유기 분자층은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 나타내어지는 유무기 적층체:
[화학식 1]
(-XaRa)(Xb1Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
[화학식 2]
(-XaRa)(-Xb2Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, -Xa 및 -Xb2는 상기 금속 원자층과 결합한 산소들이고, -Xc 및 -Xd는 상기 금속 산화물층의 금속과 결합한 황들이고, Xb1는 수소이고, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 직접결합 또는 C1 내지 C3의 알킬렌기이되, Ra, Rb, Rc, 및 Rd를 구성하는 탄소의 총수는 1 내지 9이다. - 제10항에 있어서,
상기 유기 분자층은 (-OCH2)HC(S-)(CH2S-)인 유무기 적층체. - 제9항에 있어서,
상기 금속 산화물층은 Al 원자층과 산소 원자층이 교호적층된 Al2O3층인 유무기 적층체. - 제9항에 있어서,
상기 유무기 하이브리드층의 금속 원자층은 Al층인 유무기 적층체. - 제1 금속 원자층 및 상기 제1 금속 원자층 상에 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 유기 분자층을 구비하는 단위층; 및 상기 단위층 상에 위치하는 제2 금속 원자층을 적어도 한 층 포함하는 유무기 하이브리드층:
[화학식 1]
(-XaRa)(Xb1Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
[화학식 2]
(-XaRa)(-Xb2Rb)C(RcXc-)(RdXd-)
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, -들 중 일부는 상기 유기 분자층의 하부에 위치한 상기 제 1 금속 원자층 내의 금속과의 결합이고 - 들 중 나머지 일부는 상기 유기 분자층의 상부에 위치한 상기 제2 금속 원자층 내의 금속과의 결합이고, Xa, Xb2, Xc, 및 Xd는 서로에 관계없이 O, S, Se 또는 NH이고, Xb1은 수소이고, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 직접결합 또는 C1 내지 C5의 알킬렌기이다. - 제14항에 있어서,
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, Xa 및 Xb2는 산소들이고, Xc 및 Xd는 황들이고, Xb1는 수소이고, Ra, Rb, Rc, 및 Rd는 서로에 관계없이 직접결합 또는 C1 내지 C3의 알킬렌기이되, Ra, Rb, Rc, 및 Rd를 구성하는 탄소의 총수는 1 내지 9이다. - 제14항에 있어서,
상기 유기 분자층은 (-OCH2)HC(S-)(CH2S-)인 유무기 하이브리드층. - 제14항에 있어서,
상기 금속 원자층은 Al층인 유무기 하이브리드층. - 제1항 또는 제9항의 유무기 적층체를 가스 배리어층으로 구비하는 유기전자소자.
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- 2020-07-13 EP EP20836678.1A patent/EP3998648A4/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017529572A (ja) * | 2014-08-24 | 2017-10-05 | ロイヨール コーポレーション | 基板レスフレキシブルディスプレイおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210007381A (ko) | 2021-01-20 |
| WO2021006712A1 (ko) | 2021-01-14 |
| EP3998648A4 (en) | 2023-11-15 |
| EP3998648A1 (en) | 2022-05-18 |
| US20220293867A1 (en) | 2022-09-15 |
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