KR101288127B1 - 환경 민감성 소자들을 봉지하는 방법 - Google Patents
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Abstract
환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법이 개시된다. 한 방법은, 제1 및 제2기판(110, 115)을 제공하는 단계; 제1 및 제2기판들 사이에 환경 민감성 소자(120)를 위치시키는 단계; 노출된 부분을 포함하는 접착제(125)로 제1 및 제2기판을 함께 밀봉 하는 단계; 및 배리어 층(130)에 의해, 또는, 적어도 하나의 디커플링 층 및 적어도 하나의 배리어 층을 포함한 배리어 스택에 의해, 상기 접착제의 노출된 부분을 커버하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 환경 민감성 소자들을 봉지하는 방법에 관한 것이다.
여러 다양한 종류의 전자 제품들에 있어서 다용도의 시각적 디스플레이 소자들이 필요로 된다. 유기 발광 소자(OLED, organic light emitting device), 액정 디스플레이(LCD, liquid crystal display), 발광 다이오드(LED, light emitting diode), 발광 폴리머(light emitting polymer), 전기 영동 잉크(electrophoretic ink)를 이용한 전자 사인 (electronic signage), 전계 발광성 소자 (ED, electroluminescent device) 및 인광성 소자 (phosphorescent device)를 포함한 각양 각색의 디스플레이 장치들이 현재 사용되고 있다. 이 디스플레이 장치들 중 다수가 환경적으로 영향받기 쉬운 것들이다. 또한, 집적 회로, 전하결합소자, 메탈 센서 패드, 마이크로-디스크 레이저, 일렉트로크로믹 (electrochromic) 소자, 포토크로믹 (photochromic) 소자, 미세전자기계시스템 (MEMS, microelectromechanical systems), 유기 및 무기 광전지 소자, 박막 필름 배터리, 비아(via)들이 있는 박막 소자, 전기-광학 폴리머 모듈레이터 (Electro-Optic Polymer Modulator) 등등을 포함하는 미세전자장치들 같은 다른 전자 장치들 또한 환경에 영향받기 쉽다. 여기서 사용되는 환경 민감성 소자라는 용어의 뜻은, 전자 제품 공정에 사용되는 분위기 또는 화학물질에서 산소 및 수증기와 같은 주변 가스들이나 액체들의 침투로 야기되는 손상에 쉽게 노출되는 소자들을 말한다.
결과적으로, 이러한 소자들은 보통 소자 위로 덮여지고 가장자리가 접착제로 밀봉된 유리, 금속 또는 세라믹 커버들을 구비한 유리 기판 위에서 제조된다. 그러나, 상기 접착제 자체는 수분 및/또는 산소 침투가 가능하다는 것이 잘 알려져 있다. 따라서, 시간이 지나면서 수분 및/또는 산소 (또는 다른 오염원들)가 접착제를 통과해 침투하여 소자를 손상시킬 수 있다.
진공 절연 (vacuum insulation) 패널들 역시 주변 환경으로부터의 보호를 요한다. 진공 절연 패널들은 진공의 우월한 절연 특성들을 활용한다. 코어 물질이 압력을 버티면서 열은 전달하지 않는 구조를 제공해야 한다. 상기 코어가 가스 불침투성 (gas impermeable) "멤브레인(membrane)" 배리어 엔벨로프 (barrier envelope) 안에 캡슐화되고, 그런 다음 진공 및 밀봉이 이뤄져 진공 절연 패널 또는 다른 형태를 형성하게 된다. 이러한 패널들은 건조제 (desiccants) 및/또는 게터 (getter) 물질을 포함해 멤브레인을 통해 스며드는 공기와 수분을 흡수할 수 있다. 다층 플라스틱 코팅들 (laminates, 박편들)은 더 많은 건조제 및 게터 물질을 필요로 한다. 진공 절연 패널들의 장기적 성능은 봉지 물질의 성능에 크게 좌우된다.
따라서, 주변 공기 및 액체들로부터 접착제를 보호해 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법을 제공할 필요가 있다.
본 발명은 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법을 제공함으로써 상기 수요를 충족시킨다.
일 실시예에서, 본 발명의 방법은 제1 및 제2기판을 제공하는 단계; 제1 및 제2기판들 사이에 환경 민감성 소자를 위치시키는 단계; 노출된 부분을 포함하는 접착제로 제1 및 제2기판을 함께 밀봉하는 단계; 및 배리어 층에 의해 또는, 적어도 하나의 디커플링층 및 적어도 하나의 배리어층을 포함하는 배리어 스택에 의해, 상기 접착제의 노출된 부분을 커버하는 단계를 포함한다.
인접하다는 말은 옆에 있다는 뜻으로, 반드시 바로 옆에 있다는 의미일 필요는 없다. 기판과 배리어 스택들 사이, 및 배리어 스택들과 환경 민감성 소자 사이에 개입되는 추가 층들이 더 있을 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명의 방법은, 제1 및 제2기판들을 제공하는 단계; 제1 및 제2기판들 사이에 코어(core) 물질을 위치시키는 단계; 제1 및 제2기판들을 한 쪽에 개구 (opening)가 있는 엔벨로프(envelope)로 형성하는 단계; 엔벨로프로부터 공기를 제거해 진공을 만드는 단계; 노출된 부분을 포함하는 접착제 로 상기 엔벨로프의 개구를 밀봉하는 단계; 및 배리어 층에 의해 또는, 적어도 하나의 디커플링층 및 적어도 하나의 배리어층을 포함하는 배리어 스택에 의해, 상기 접착제의 노출된 부분을 커버하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명의 방법은, 기판을 제공하는 단계; 상기 기판에 인접하여 환경 민감성 소자를 위치시키는 단계; 상기 기판과 환경 민감성 소자를, 노출된 부분을 포함하는 접착제로 커버하는 단계; 및 배리어층에 의해 또는, 적어도 하나의 디커플링층 및 적어도 하나의 배리어층을 포함하는 배리어 스택에 의해, 상기 접착제의 노출부분을 커버하는 단계를 포함한다.
접착제가 주변 환경에 노출될 때마다 보호함으로써 환경 민감성 소자를 주변 환경으로부터 잘 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 일 실시예를 보인 것이다.
도 2는 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 3은 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 4a는 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 4b는 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 5는 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 6은 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 7은 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 8은 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 9는 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 진공 절연 패널의 일 실시예를 보인 것이다.
도 2는 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 3은 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 4a는 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 4b는 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 5는 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 6은 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 7은 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 8은 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인 것이다.
도 9는 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 진공 절연 패널의 일 실시예를 보인 것이다.
도 1은 본 발명의 방법을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 일 실시예를 도시한 것이다. 제1기판(110)과 제2기판(115)이 존재한다. 이 기판들은 애플리케이션(application)에 유용한 어떤 종류의 기판들이라도 될 수 있다. 기판들은 딱딱하거나 플렉시블할 수 있다. 애플리케이션에 따라, 기판들이 투명한 것이거나, 반투명한 것이거나, 불투명한 것일 수 있다. 통상적으로 기판들 중 적어도 하나는 투명하며, 바람직한 경우 두 기판 모두 투명할 수도 있다. 알맞은 기판들로는, 메탈 및 메탈 호일 (metal foils); 얇고 유연한 유리 시트 (예를 들어, 글라스 코드 0211 분류하의 Corning 사에서 입수할 수 있는 유연성 있는 유리 시트로서, 이렇게, 특별히 얇고 유연성을 가진 유리 시트는 0.6 mm 미만의 두께를 가지며, 약 8 인치 반경으로 굽어질 수 있다)를 포함하는 유리; 세라믹; 반도체; 실리콘; 배리어 (barrier) 코팅된 플라스틱 필름; 및 이들의 조합들이 포함되나, 이들에 국한되는 것은 아니다.
환경 민감성 소자(environmentally sensitive device, 120)가 제1기판(110)에 인접해 놓여 진다. 상기 환경 민감성 소자(120)는, 수분, 공기, 또는 기타 오염원들로부터의 보호를 필요로 하는 임의의 소자일 수 있다. 환경 민감성 소자에는 유기 발광 다이오드 소자, 액정 크리스탈 디스플레이, 전기영동(electrophoretic) 잉크, 발광 다이오드, 발광 폴리머, 초절전 자기발광 (electroluminescent) 소자, 인광성 (phosphorescent) 소자, 유기 및 무기 광전지 (organic photovoltaic) 소자, 박막 배터리, 및 비아들 (vias)을 가준 박막 소자, 전하 결합 소자, 메탈 센서 패드, 마이크로-디스크 레이저, 일렉트로크로믹 (electrochromic) 소자, 포토크로믹 (photochromic) 소자, 미세전자기계 시스템 (MEMS, microelectromechanical systems), 전기-광학적 폴리머 모듈레이터들 및 이들의 조합들이 포함되나, 그러한 것에 국한되는 것은 아니다.
본 발명의 방법은 접착제 위에 배리어 스택이나 단일 배리어층을 도포하는데 사용될 수 있다. 그러나, 설명의 용이성을 위해, 배리어 스택에 대해 본 발명의 방법이 기술될 것이다.
제2기판(115)이 상기 환경 민감성 소자(120)와 인접해 놓여 진다. 제1기판(110)과 제2기판(115)은 접착제(125)를 통해 함께 밀봉되며, 그들 사이의 환경 민감성 소자(120)를 밀봉한다. 상기 접착제(125)는 제2기판(115) 너머로 연장되어 나오고, 접착제(125)의 일부가 주변 환경에 노출된다. 그런 다음 상기 접착제(125)는 배리어 스택(130)에 의해 커버된다. 상기 배리어 스택(130)은 적어도 하나의 디커플링 층 및 적어도 하나의 배리어 층을 포함한다.
도 1은 제2기판 너머로 연장되어 나온 접착제를 도시하고 있지만 다른 상황들도 있을 수 있다. 접착제가 주변 환경에 노출될 때마다 보호를 필요로 하게 될 것이다.
상기 디커플링층은 인접하는 층들 및/또는 기판 사이의 결함들을 완화시킨다. 상기 배리어 층들을 증착하는 데 사용되는 공정들은 증착이 이뤄지는 층 안에 어떠한 결함들이든 재현하려는 경향이 있다. 따라서, 기판 또는 이전 층의 안이나 위에 있는 결함들은 증착된 배리어 층에서 재현될 수 있고, 이것이 필름들의 배리어 성능을 심각하게 제한할 수 있다. 디커플링 층은 한 층의 결함들이 다른 층으로 전파하는 것을 방해한다. 이러한 것은, 기판이나 이전 층의 표면 결함들을 줄이게 되어, 이어서 증착되는 배리어 층이나, 유기 발광 소자 같은 다른 층이 더 적은 결함들을 가지게 됨으로써 달성된다. 따라서, 이전 층과 비교할 때 디커플링 층은 개선된 표면 평탄성 (planarity)을 가지게 된다. 또, 디커플링 층들은 배리어 층들에서의 결함들을 완화한다. 디커플링 층이 배리어 층들 사이에 개재되어, 한 층 내 결함들이 다음 층의 결함들과 나란히 이어지지 못하도록 한다. 이것은 기체 확산과 관련해 구불구불한 통로를 만듦으로써, 배리어 특성의 개선을 돕는다. 배리어 층 위에 증착되는 디커플링 층 역시, 공정이나 추가 처리 중의 손상으로부터 배리어 층을 보호하도록 도울 수 있다.
상기 디커플링 층들은 진공 상태에서의 인 시투 중합법 (in-situ polymerization)을 통한 플래시(flash) 증발이나 플라즈마 증착 및 중합화 같은 진공 공정이나, 스핀 코팅 (spin coating), 잉크 젯 인쇄, 스크린 인쇄, 또는 스프레잉 (spraying) 같은 분위기 (atmospheric) 공정을 이용해 증착될 수 있다. 상기 디커플링 층은 비한정적 예들로서, 유기 폴리머, 무기 폴리머, 유기금속 폴리머, 하이브리드 유기/무기 폴리머 시스템, 및 이들의 조합들을 포함하는 임의의 적절한 디커플링 물질로 만들어질 수 있다. 유기 폴리머들로는, 우레탄, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리부틸렌(polybutylenes), 이소부틸렌이소프렌, 폴리올레핀(polyolefins), 에폭시, 파릴렌(parylenes), 벤조시클로부타딘(benzocyclobutadiene), 폴리노보넨(polynorbornenes), 폴리아릴레이트(polyarylethers), 폴리카보네이트(polycarbonates), 알키드(alkyds), 폴리아닐린(polyaniline), 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate), 에틸렌 아크릴산(ethylene acrylic acid), 및 이들의 조합들이 포함되나, 이러한 것들에 국한되는 것은 아니다. 무기 폴리머들로는 실리콘, 폴리포스파진(polyphosphazenes), 폴리실라제인(polysilazanes), 폴리카르보실란(polycarbosilanes), 폴리카르보란(polycarborane), 카르보란 실록산(carboranes siloxanes), 폴리실란(polysilanes), 포스포니트릴(phosphonitriles), 설퍼 나이트라이드 폴리머(sulfur nitride polymers), 실록산, 및 이들의 조합들이 포함되나, 이러한 것들에 국한되는 것은 아니다. 유기금속 폴리머들로는 비한정적인 것으로서 주요족 메탈, 전이족 메탈, 및 란탄족/악티늄족 메탈 및 이들의 조합들로 된 유기메탈 폴리머들이 포함된다. 하이브리드 유기/무기 폴리머 시스템들에는 비한정적인 것들로서, 유기적으로 변형된 규산염(silicates), 프리세라믹(preceramic) 폴리머, 폴리이미드-실리카 하이브리드, (메타)아크릴레이트-실리카 하이브리드, 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane)-실리카 하이브리드, 및 이들의 조합들이 포함된다.
상기 배리어 층들은, 스퍼터링 (sputtering), 물리적 증기 증착 (PVD), 화학적 증기 증착 (CVD), 금속유기화학 증기 증착 (MOCVD), 플라즈마 개선형 화학적 증기 증착 (PEVCD), 원자 층 증착 (ALD), 증발(evaporation), 승화 (sublimation), 전자 사이클로트론 공진-플라즈마 개선형 증기 증착 (electron cyclotron resonance-plasma enhanced vapor deposition, ECR-PECVD), 및 이들의 조합들 같은 진공 프로세스를 이용해 증착될 수 있다. 상기 배리어 층들은 임의의 적절한 배리어 물질로 만들어질 수 있다. 메탈에 기반하는 알맞은 무기 물질들로는, 비한정적인 것으로서, 개별 메탈, 혼합물 같은 둘 이상의 메탈, 금속간화합물 (inter-metalics) 또는 합금, 메탈 및 믹스드 메탈 산화물 (mixed metal oxide), 메탈 및 믹스드 메탈 플로르화물 (mixed metal flourides), 메탈 및 믹스드 메탈 나이트라이드 (mixed metal nitrides), 메탈 및 믹스트 메탈 카바이드 (mixed metal carbides), 메탈 및 믹스드 메탈 카르보나이트라이드 (mixed metal carbonitrides), 메탈 및 믹스드 메탈 옥시나이트라이드 (mixed metal oxynitrides) , 메탈 및 믹스드 메탈 보라이드 (mixed metal borides), 메탈 및 믹스드 메탈 옥시보라이드 (mixed metal oxyborides), 메탈 및 믹스드 메탈 실리사이드 (mixed metal silicides), 혹은 이들의 조합들이 포함된다. 메탈은 비한정적인 것으로, 전이족 ("d" 족) 메탈, 란탄족 ("f" 족) 메탈, 알루미늄, 인듐, 게르마늄, 주석, 안티몬, 비스무트, 및 이들의 조합들을 포함한다. 그 결과로 이뤄진 메탈 기반의 재료들 중 다수는 전도체이거나 반도체가 될 것이다. 플로르화물 및 산화물로는 유전체(절연체), 반도체 및 금속 전도체들이 포함될 것이다. 전도성 산화물의 비한정적 예들로, 알루미늄 도핑 된 아연 산화물, 인듐-틴 산화물 (ITO), 안티몬-틴 산화물, 티타늄 산화물(TiOx, 여기서 0.8≤x≤1), 및 텅스텐 산화물(WOx, 여기서 2.7≤x≤3.0)이 포함될 것이다. p 블록 반도체 및 비금속 기반의 알맞은 무기 재료들로는, 비한정적인 것으로서, 실리콘, 실리콘 화합물, 붕소, 붕소 화합물, 비결정 탄소 및 다이아몬드형 탄소를 포함하는 탄소 화합물, 및 이들의 조합들이 포함된다. 실리콘 화합물에는 비한정적인 것들로서, 실리콘 산화물 (SiOx, 여기서 1≤x≤2), 폴리실리킥 산 (polysilicic acids), 알칼리 (alkali) 및 알칼리토 실리케이트 (alkaline earth silicate), 알루미노실리케이트 (AlxSiOy), 실리콘 나이트라이드 (SNxHy, 여기서 0≤y<1), 실리콘 옥시나이트라이드 (SiNxOyHz, 여기서 0≤z<1), 실리콘 카바이드 (SiCxHy, 여기서 0≤y<1), 및 실리콘 알루미늄 옥시나이트라이드 (SIALONs)가 포함된다. 붕소 화합물은 비한정적인 것들로서 붕소 카바이드, 붕소 나이트라이드, 붕소 옥시나이트라이드, 붕소 카르보나이트라이드, 및 실리콘과 이들의 조합을 포함한다.
적절한 디커플링 층들 및 배리어 층들, 그리고 이들을 만드는 방법들이, 2001년 7월 31일 공표된 "Envrionmental Barrier Material for Organic Light Emitting Device and Method of Making"이라는 제목의 미국 특허 6,268,695; 2003년 2월 18일 공표된 "Envrionmental Barrier Material for Organic Light Emitting Device and Method of Making"이라는 제목의 미국 특허 6,522,067; 2003년 5월 27일 공표된 "Envrionmental Barrier Material for Organic Light Emitting Device and Method of Making"이라는 제목의 미국 특허 6,570,325; 2008년 10월 7일 발행된 Ultrabarrier Substrates라는 제목의 RE40531; 2005년 3월 15일 발행된 Method for Edge Sealing Barrier Films라는 제목의 6,866,901; 2007년 4월 3일 발행된 Method for Edge Sealing Barrier Films라는 제목의 7,198,832; 2005년 2월 28일 출원된 Method for Edge Sealing Barrier Films라는 제목의 일련 출원번호 11/068,356; 2007년 3월 29일 출원된 Method for Edge Sealing Barrier Films라는 제목의 일련 출원번호 11/693,020; 및 2007년 3월 29일 출원된 Method for Edge Sealing Barrier Films라는 제목의 일련 출원번호 11/693,022에 개시되어 있으며, 이들 각자는 본 명세서에 참고 형식으로 포함된다.
배리어 스택들의 수는 제한이 없다. 필요한 배리어 스택들의 개수는 특정 애플리케이션에 필요한 침투 저항 수준에 달려있다. 일부 애플리케이션에 있어 하나나 두 개의 배리어 스택들이 충분한 배리어 특성들을 제공할 수 있다. 가장 엄격한 애플리케이션들은 다섯 개 혹은 그 이상의 배리어 스택들을 필요로 할 것이다.
배리어 스택들은 하나 이상의 디커플링 층들 및 하나 이상의 배리어 층들을 포함할 수 있다. 하나의 디커플링 층과 하나의 배리어 층들이 있을 수도 있고, 하나 이상의 배리어 층들 한 쪽에 하나 이상의 디커플링 층들이 있을 수도 있고, 하나 이상의 배리어 층들 양쪽에 하나 이상의 디커플링 층들이 있을 수도 있고, 아니면 하나 이상의 디커플링 층들 양쪽에 하나 이상의 배리어 층들이 있을 수도 있다. 중요한 특징은, 배리어 스택이 적어도 하나의 디커플링층과 적어도 하나의 배리어층을 포함한다는 데 있다. 배리어 스택들 안에서 배리어 층들은 같은 재료로 만들어질 수도 있고, 다른 재료로 만들어질 수도 있으며, 디커플링 층들 역시 그럴 수 있다.
다층 스택 구조에서, 배리어 층들은 통상적으로 약 100Å 내지 약 2000Å 두께를 가진다. 원하는 경우 초기 배리어 층이 나중의 배리어 층들보다 더 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 최초 배리어층이 약 1000Å 내지 약 1500Å의 범위에 있을 수 있고, 나중의 배리어 층은 약 400Å 내지 약 500 Å일 수 있을 것이다. 다른 상황에서는, 최초 층이 나중의 배리어 층들보다 얇을 수도 있다. 예를 들어, 최초 배리어 층은 약 100Å 내지 400Å의 범위에 있을 수 있고, 나중의 배리어 층들은 약 400Å 내지 500Å이 될 수 있을 것이다. 일부의 경우, 예를 들어 배리어 층이 PECVD에 의해 증착될 때, 보통 훨씬 두꺼운 층들, 이를테면 최대 약 1-2 ㎛까지의 층들이 사용된다. 어떤 경우, 보다 두꺼운 층들은 플렉시블 기판과는 함께 사용될 수 없다. 그러나, 딱딱한 기판들과 함께라면, 배리어 층의 유연성은 요구되지 않는다.
상기 디커플링 층들은 보통 약 0.1㎛ 내지 10㎛ 두께다. 원하는 경우 최초 디커플링 층이 나중의 디커플링 층들보다 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 최초 디커플링 층이 약 3㎛ 내지 5㎛의 범위에 있을 수 있고, 나중의 디커플링 층은 약 0.1㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다.
상기 배리어 스택들은 같거나 상이한 층들을 포함할 수 있으며, 그 층들은 같거나 상이한 순서로 되어 있을 수 있다.
상기 배리어 스택은 위에서 기술한 공정들을 이용해 접착제와 인접해 증착될 수 있다. 다른 대안으로서, 상기 배리어 스택이 기판 위에 증착된 후 접착제와 인접해 라미네이팅될 수도 있다. 상기 배리어 스택은 가열, 납땜에 의하거나, 접착제를 이용하거나, 초음파 용접에 의하거나, 압력을 가하거나, 다른 기존의 방식을 통해 라미네이팅될 수 있다.
다른 대안으로서, 어떤 상황들 하에서는 접착제를 보호하기 위해 단일 배리어 층이 사용될 수도 있다. 단일 배리어층은 보통 사용하는 공정에 따라, 그 두께가 약 100 Å에서 1-2 ㎛ 사이의 범위 안에 있다.
도면들에서는 접착제가 볼록한 모양을 이루는 것으로 보여지고 있으나, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 접착제의 양과 종류, 및 사용하는 애플리케이션 방식에 따라, 오목한 모양을 이루거나, 평평한 모양으로 되거나, 어떤 다른 모양을 형성할 수도 있을 것이다.
진공에 알맞은 접착제로는, 비한정적인 예들로서, 투 파트 (two part) 시스템; 이를테면 에폭시와 우레탄, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 기능성 전구체들에 기초해 UV (ultraviolet, 자외선)나 EB (electron beam 전자 빔)으로 경화 가능한(curable), 보통 핫 멜츠 (hot melts) 혹은 열 활성 (heat activated)으로 불리는 열가소성 플라스틱 접착체, 및 압력 반응성 접착체들을 포함하나, 이들에 국한되지 않는다. 이들은 통상적으로 추가 메커니즘들을 통해 경화하고 그에 따라 진공 환경에서 휘발성 반응 부산물들과 관련된 문제들을 피하는 100% 솔리드 시스템들로서 적용된다. 알맞은 접착제들 또한 일상적인 분위기 공정, 즉 보통 나중에 제거되는 (건조되는) 솔벤트나 물 같은 캐리어들로부터 층들을 주조 (casting) 함으로써 도포 될 수 있다. 결과적으로 "건조된" 접착제는 압력에 반응하는 것일 수 있으며, 열 가역성 결합 (thermally reversible bonding)이 적절할 때 열에 의해 활성화되는 열 가소성 플라스틱이나 비가역적 결합이 요구될 때 열에 의해, 즉 높은 동작 온도 환경하에서의 사용을 통해 역시 활성화되는 열경화성 수지 (thermoset)와 접촉하여 접착된다. 열가소성 플라스틱 접착제들은 높은 온도에서 유체로 도포되어, 실내 온도에서 고체 상태로 냉각되고 이후 재가열 (reheating)을 통해 활성화될 수 있다. 기체 환경에 유용한 수분 경화(수분 노출 활성화) 접착제들로는 비한정적 예들로서 수분 경화 우레탄, RTV 실리콘 및 시아노아크릴레이트 (cyanoacrylates)가 포함된다. 알맞은 접착제 도포 방법들에는 상술한 주조 (casting), 압출코팅 (extrusion coating), 잉크 젯 인쇄, 임시적인 지지(릴리스 라이너, release liner)로부터의 전사(라미네이션), 및 주입이 포함되나, 이들에 국한되지 않는다. 마지막에 언급된 것은 보다 반응성이 큰 투 파트 시스템들이나 높은 반응성 촉매 시스템에 유용하며, 각각의 성분이 도포 직전에 개개의 소스들에서 공통 혼합 챔버로 주어지도록 계획된다.
도 2는 제1기판(210) 및 제2기판(215) 사이에 환경 민감성 소자(220)가 위치하는 비슷한 실시예를 보인 것이다. 접착제(225)가 배리어 스택(230)을 통해 커버된다. 제2기판(215)의 에지는, 도 1에 보인 것과 같은 90°보다 작은 각을 이룬다. 상기 작은 각은 증착 중에 보다 우수한 접착제 커버 범위의 파생을 가능하게 한다.
도 3은 본 발명의 공정을 이용해 만들어질 수 있는 소자의 또 다른 실시예를 보인다. 이 실시예에서, 환경 민감성 소자(320)는 평평한 제1기판(310)에 인접해 위치한다. 제2기판(315)은 C자 모양으로 되어 있다. 제2기판(315)은 접착제(325)로 채워진다. 그런 다음 접착제가 배리어 스택(330)에 의해 커버된다. 이와 달리, 환경 민감성 소자가 C자 모양 기판에 인접할 수 있고, 이후 그것이 접착제로 채워지고, 나머지 기판이 거기에 접착될 수 있다.
도 4a는 제1기판(410) 및 제1기판보다 짧은 제2기판(415)이 존재하는 실시예를 보인다. 환경 민감성 소자(420)는 제1기판(410)에 인접해 있다. 접착제(425)가 제1 및 제2기판(410, 415) 사이의 공간을 채우고, 환경 민감성 소자(420)를 커버한다. 접착제(425)의 에지가 제2기판(415)의 단부 너머로 노출된다. 배리어 스택(430)이 양단에서 그 노출된 접착제를 커버한다.
도 4b는 제1기판(410)이 있고 그 제1기판(410)에 인접해 환경 민감성 소자(420)가 놓여진 실시예를 도시한 것이다. 접착제(425)가 환경 민감성 소자(420)를 커버한다. 상기 접착제(425)의 윗면이 노출된다. 배리어 스택(430)이 그 노출된 접착제(425)를 커버한다. 상기 배리어 스택(430)은, 상기 접착제가 환경 민감성 소자(420)를 커버하기 위해 도포되기 전이나 후에 상기 접착제(425)로 제공될 수 있다. 접착제가 환경 민감성 소자에 도포되기 전에 배리어 스택이 접착제(425)로 제공되면, 접착제(425)는 그 배리어 스택(430)의 캐리어 필름으로서 작용할 수 있다.
도 5는 환경 민감성 소자(520)가 편평한 제1 및 제2기판들(510, 515) 사이에 위치하고 있는 일 실시예를 도시한 것이다. 제1 및 제2기판(510, 515)은 이 실시예에서 길이가 거의 동일하다. 접착제(525)가 제1 및 제2기판들 사이의 공간을 채우고, 환경 민감성 소자(520)를 커버한다. 접착제(525)가 기판들 양 끝에서 노출된다. 이 접착제(525)는 배리어 스택(530)에 의해 커버된다.
도 6은 환경 민감성 소자(620)가 제1 및 제2기판들(610, 615) 사이에 위치하는 실시예를 도시한 것이다. 접착제(625)가 제1 및 제2기판들 사이의 공간을 채우고 제2기판(615)의 윗면을 커버한다. 제1 및 제2기판들(610, 615) 양단 주위로 연장되어 제2기판(615)의 윗면을 커버 하는 노출된 접착제(625)를 배리어 기판(630)이 커버한다.
도 7 및 도 8은 OLED 같은 디스플레이의 예를 보인 것이다. OLED(720)는 제1기판(710) 및 제2기판(715) 사이에 놓이고 접착제(725)로 밀봉된다.
그러한 여러 유닛들이 모여 하나의 디스플레이로 조립될 수 있다. 이 유닛들은 서로 인접해 위치될 수 있다. 그런 다음, 도 8에 도시된 것처럼, 모든 유닛들에 대한 접착제가 배리어 스택에 의해 동시에 커버될 수 있다. 이것이 픽셀들/디스플레이들의 타일링(tiling)을 허용해 보다 큰 디스플레이가 만들어지게 할 수 있다.
그러한 유닛들 각각에 사용되는 접착제는 동일한 것일 수도 있고, 바람직한 경우 상이한 것일 수도 있다.
상기 제1 및 제2기판들은 접혀진 단일 물질이거나, 두 개의 분리된 물질들일 수 있다. 상기 단일 물질은 접혀져서 두 쪽(또는 한 쪽과 바닥)을 따라 밀봉될 수 있다. 상기 두 개의 분리된 물질들은 양쪽과 바닥을 따라 밀봉될 수 있다. 상기 밀봉은 열(heat) 밀봉 또는 접착제를 통한 밀봉을 통해 형성될 수 있다. 접착제가 사용될 때, 바람직한 경우 그 접착제는 배리어 스택에 의해 커버될 수 있다. 개구 (opening) 및 측면들을 밀봉하는데 사용되는 접착제는 동일한 것이거나, 바람직한 경우 서로 상이한 것일 수 있다.
액정 디스플레이나 전기영동 잉크 같은 액체 소자가 사용될 때, 기판들의 에지들은 그 사이에 공간을 남기면서 밀봉되고, 밀봉 부분 안에서 개구가 남겨진다. 유체가 밀봉부분 내의 개구 안으로 들어간 후 그 개구가 밀봉됨으로써, 소자가 만들어진다. 기판들은 상술한 바와 같이 단일 물질이거나 두 개의 분리된 물질들일 수 있다. 위에서 기술된 바와 같이 측면들 중 적어도 한쪽이 밀봉되고, 그 측면들 중 한쪽의 밀봉부분 안에 개구가 유지되었다가 그 안으로 액체가 들어온다. 그런 다음 그 측면의 개구는 접착제로 밀봉되고, 접착제는 상술한 것처럼 배리어 스택으로 커버된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 진공 절연 패널을 밀봉하는 방법을 포함한다. 도 9에 도시된 것과 같이, 제1 및 제2기판들(910, 915)이 존재한다. 제1 및 제2기판들(910, 915)은 코어 물질(920)을 에워싸는 엔벨로프를 형성한다. 상기 엔벨로프는 일측에 개구를 포함한다. 상기 개구가 그 측면의 일부 혹은 그 전체 측면을 커버할 수 있다. 상기 엔벨로프로부터 공기가 빠져 나와 진공을 형성하고, 그런 다음 엔벨로프의 개구는 접착제(925)로 밀봉된다. 접착제(925)는 상술한 것과 같이 배리어 스택(930)으로 커버된다.
상기 엠벨로프는, 양측 (또는 일측과 바닥)을 따라 접혀지는 단일 물질을 밀봉하거나, 양측과 바닥을 따라 두 개의 분리된 물질들을 밀봉함으로써 형성될 수 있다. 상기 엔벨로프를 만드는데 사용되는 밀봉(seal)은 열 밀봉(heat sealing)을 통하거나 접착제를 이용한 밀봉을 통해 만들어질 수 있다. 접착제를 사용해 엔벨로프가 형성될 때, 바람직한 경우 그 접착제는 배리어 스택에 의해 커버될 수 있다.
진공 절연 패널들에 알맞은 기판들로는, 폴리에틸렌 (PE), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리이미드(PI), 하나 이상의 배리어 스택들이 위에 놓인 기판들, 혹은 이들의 조합이 포함되나, 이들에 국한되는 것은 아니다.
상기 엔벨로프 내의 개구를 밀봉 하는데 사용되는 접착제와 엔벨로프를 형성하는데 사용되는 접착제는 동일한 것이거나, 바람직한 경우 상이한 것일 수 있다.
상기 배리어 층이나 배리어 스택이 증착되어, 바람직한 경우 그것이 한 기판이나 두 기판들 모두의 표면 전체 혹은 그 일부를 커버하도록 한다. 이것이 진공 절연 패널에 대한 추가 보호를 제공한다.
상기 엔벨로프는 코어 물질이 기판들 사이에 위치하기 전이나 후에 상기 기판들로부터 형성될 수 있다.
소정의 대표적 실시예들 및 세부 내용들이 본 발명의 예시를 목적으로 보여졌으나, 이 분야의 숙련자들이라면 이하의 청구항들에 규정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않은 채 명세서에 개시된 구성들과 방법들에 대한 다양한 변경이 이뤄질 수 있다는 것을 잘 알 수 있을 것이다.
Claims (23)
- 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계;
상기 제1기판 및 제2기판 사이에 환경 민감성 소자를 위치시키는 단계;
노출된 부분을 갖는 접착제로 상기 제1기판 및 제2기판을 함께 밀봉하는 단계; 및
적어도 하나의 디커플링 층 및 적어도 하나의 배리어 층을 포함한 배리어 스택에 의해, 상기 접착제의 노출된 부분을 커버하는 단계;를 포함하고,
상기 제1기판 또는 상기 제2기판 또는 상기 제1기판 및 제2기판 모두를 상기 배리어 스택으로 커버하는 단계를 더 포함하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법 - 제1항에 있어서,
상기 제1기판 또는 제2기판의 에지는 평면과 측면이 90°미만의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1기판 또는 제2기판 중 적어도 하나는 편평한 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계;
상기 제1기판 및 제2기판 사이에 환경 민감성 소자를 위치시키는 단계;
노출된 부분을 갖는 접착제로 상기 제1기판 및 제2기판을 함께 밀봉하는 단계; 및
적어도 하나의 디커플링 층 및 적어도 하나의 배리어 층을 포함한 배리어 스택에 의해, 상기 접착제의 노출된 부분을 커버하는 단계;를 포함하고,
상기 제1기판 또는 제2기판 중 적어도 하나는 C 모양인 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 제4항에 있어서,
상기 적어도 하나의 C 모양의 제1기판 또는 제2기판을 접착제로 채우는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 배리어 스택으로 상기 접착제의 노출된 부분을 커버하는 단계는, 상기 접착제와 인접해 상기 배리어 스택을 진공 증착하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 접착제의 노출된 부분은 상기 배리어 스택으로 커버되고, 상기 배리어 스택의 디커플링층은 분위기 공정 (atmospheric process)을 이용해 증착되는 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 배리어 스택으로 상기 접착제의 노출부분을 커버하는 단계는, 플렉시블 기판 위에 상기 배리어 스택을 증착하는 단계, 및 상기 플렉시블 기판을 상기 접착제와 인접해 상기 배리어 스택으로 라미네이팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 삭제
- 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계;
상기 제1기판 및 제2기판 사이에 환경 민감성 소자를 위치시키는 단계;
노출된 부분을 갖는 접착제로 상기 제1기판 및 제2기판을 함께 밀봉하는 단계; 및
적어도 하나의 디커플링 층 및 적어도 하나의 배리어 층을 포함한 배리어 스택에 의해, 상기 접착제의 노출된 부분을 커버하는 단계;를 포함하고,
제3기판을 제공하는 단계;
상기 제3기판에 인접해 제2환경 민감성 소자를 위치시키는 단계;
상기 제2환경 민감성 소자와 인접하여 제4기판을 위치시키는 단계;
노출된 부분을 갖는 제2접착제로 상기 제3기판 및 제4기판을 함께 밀봉하는 단계;
상기 배리어 스택으로 상기 접착제 및 제2접착제를 커버하기 전에, 상기 접착제로 커버된 제1기판, 상기 환경 민감성 소자, 및 제2기판에 인접해, 상기 제2접착제로 커버된 상기 제3기판, 상기 제2환경 민감성 소자, 및 상기 제4기판을 위치시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판들을 제공하는 단계는, 단일 물질을 제공하는 단계, 및 상기 단일 물질을 접는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판들을 제공하는 단계는, 두 개의 분리된 물질들을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계;
상기 제1기판 및 제2기판 사이에 환경 민감성 소자를 위치시키는 단계;
노출된 부분을 갖는 접착제로 상기 제1기판 및 제2기판을 함께 밀봉하는 단계; 및
적어도 하나의 디커플링 층 및 적어도 하나의 배리어 층을 포함한 배리어 스택에 의해, 상기 접착제의 노출된 부분을 커버하는 단계;를 포함하고,
상기 제1기판 및 제2기판은, 적어도 일측에서 밀봉되고, 일측에 개구가 존재한 것이고, 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 환경 민감성 소자를 위치시키는 단계는, 상기 제1기판 및 제2기판이 적어도 일측에서 밀봉된 뒤에 상기 환경 민감성 소자가 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 위치되도록 하는 단계이며, 상기 접착제로 상기 제1기판 및 제2기판을 함께 밀봉하는 단계는, 상기 환경 민감성 소자가 상기 제1 및 제2기판들 사이에 위치된 뒤에 상기 일측의 개구를 상기 접착제를 이용해 밀봉하는 단계인 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 제13항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판들은 제2접착제를 이용해 적어도 일측에서 밀봉되고, 상기 제2접착제는 노출된 부분을 가지며,
상기 방법은, 상기 제2접착제의 노출된 부분을 적어도 하나의 배리어 층과 적어도 하나의 디커플링 층을 구비한 배리어 스택에 의해 커버하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법. - 제1 및 제2기판들을 제공하는 단계;
상기 제1 및 제2기판들 사이에 코어 물질을 위치시키는 단계;
상기 제1 및 제2기판들을, 일측에 개구를 포함하는 엔벨로프로 형성하는 단계;
상기 엔벨로프로부터 공기를 제거해 진공을 만드는 단계;
상기 엔벨로프의 상기 개구를, 노출된 부분을 포함한 접착제로 밀봉하는 단계; 및
상기 접착제의 노출된 부분을, 적어도 하나의 배리어 층과 적어도 하나의 디커플링 층을 구비한 배리어 스택에 의해 커버하는 단계;를 포함하는 진공 절연 패널을 밀봉하는 방법. - 제15항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판들을 제공하는 단계는, 단일 물질을 제공하는 단계, 및 상기 단일 물질을 접는 단계를 포함하고,
상기 엔벨로프는, 노출된 부분을 포함하는 제2접착제로 상기 기판의 단일 물질을 밀봉함으로써 형성되고,
상기 제2접착제의 노출된 부분을 제2배리어 층에 의해, 또는 적어도 하나의 디커플링 층과 적어도 하나의 배리어 층을 포함하는 제2배리어 스택에 의해 커버하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 절연 패널을 밀봉하는 방법. - 제15항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판들을 제공하는 단계는, 두 개의 분리된 물질들을 제공하는 단계를 포함하고,
상기 엔벨로프는, 노출된 부분을 포함하는 제2접착제로 상기 두 기판들을 밀봉함으로써 형성되고,
상기 제2접착제의 노출된 부분을 제2배리어 층에 의해, 또는 적어도 하나의 디커플링 층과 적어도 하나의 배리어 층을 포함하는 제2배리어 스택에 의해 커버하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 절연 패널을 밀봉하는 방법. - 제15항에 있어서,
상기 엔벨로프는, 상기 코어 물질이 제1 및 제2기판들 사이에 위치되기 전에 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 절연 패널을 밀봉하는 방법. - 제15항에 있어서,
상기 엔벨로프는, 상기 코어 물질이 제1 및 제2기판들 사이에 위치된 후에 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 절연 패널을 밀봉하는 방법. - 제15항에 있어서,
상기 제1기판이나, 상기 제2기판, 혹은 두 기판들 모두를 상기 배리어 스택으로 커버하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 절연 패널을 밀봉하는 방법. - 제1기판;
상기 제1기판에 인접한 환경 민감성 소자;
상기 환경 민감성 소자에 인접한 제2기판;
상기 제1기판 및 제2기판을 함께 밀봉하고 상기 환경 민감성 소자가 상기 제1기판 및 제2기판 사이에서 밀봉되게 하는 것으로, 노출된 부분을 포함하는 접착제; 및
상기 접착제의 노출된 부분을 커버하는 적어도 하나의 디커플링 층 및 적어도 하나의 배리어 층을 구비하는 배리어 스택;을 포함하고,
상기 배리어 스택은, 상기 제1기판, 또는 상기 제2기판, 또는 상기 제1기판 및 제2기판 모두를 커버하는 것을 특징으로 하는 봉지된 디스플레이 소자. - 삭제
- 기판을 제공하는 단계;
상기 기판에 인접해 환경 민감성 소자를 위치시키는 단계;
노출된 부분을 포함하는 접착제로 상기 기판 및 환경 민감성 소자를 커버하는 단계; 및
상기 접착제의 노출된 부분을 적어도 하나의 디커플링 층 및 적어도 하나의 배리어 층을 구비하는 배리어 스택에 의해 커버하는 단계;를 포함하고,
상기 기판을 상기 배리어 스택으로 커버하는 단계를 더 포함하는 환경 민감성 소자를 밀봉하는 방법.
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