KR101635126B1 - 기밀 밀봉식 캐비티를 제조하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 다양한 실시예들에서, 하나 이상의 ALD 전구체(302) 및/또는 하나 이상의 MLD 전구체(302)가 커버된 제 1 캐리어(102); 및 제 1 캐리어(102)의 ALD 전구체(302) 및/또는 MLD 전구체(302)에 상보적인 하나 이상의 ALD 전구체(304) 및/또는 하나 이상의 MLD 전구체(304)가 커버된 제 2 캐리어(104)를 포함하며, 제 1 캐리어(102)는 제 1 캐리어(102)의 ALD 전구체(302)와 제 2 캐리어(104)의 ALD 전구체(304) 사이에서 또는 제 1 캐리어(102)의 MLD 전구체(302)와 제 2 캐리어(104)의 MLD 전구체(304) 사이에서 원자 결합(118)에 의해 제 2 캐리어(104)에 적어도 부분적으로 결합되어 ALD 층(118) 또는 MLD 층(118)이 형성되는, 장치에 관한 것이다.

Description

기밀 밀봉식 캐비티를 제조하는 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING HERMETICALLY-SEALED CAVITIES}
다양한 작업 예시들은 기밀 밀봉식 캐비티(hermetically sealed cavity)들을 제조하는 장치들 및 장치를 제조하는 프로세스에 관한 것이다.
시트형(sheet-like) 유기 컴포넌트들, 예컨대, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode)들 또는 유기 광기전력 모듈(organic photovoltaic module)들은 손상 재료들의 침투에 대하여, 예컨대 산소와 물의 침투에 대하여 보호(캡슐화)되어야 하는데, 왜냐하면, 그렇지 않다면, 유기 층들의 재료들의 혼합물들 또는 유기 재료들의 제어되지 않은 시효(aging) 또는 열화(degradation)가 발생할 수 있기 때문이다.
시트형 컴포넌트들을 위한 기존의 캡슐화 프로세스는 게터(getter)를 갖는 캐비티 유리(cavity glass)가 시트형 컴포넌트에 접착식으로 접합되는 캐비티 캡슐화(cavity encapsulation)이다. 이러한 프로세스는 비교적 고가이며, 단지 기계적으로 강성인 시트형 컴포넌트들에 대해서만 적합하다.
게다가, 얇은 캡슐화 층이 시트형 컴포넌트(캡슐화) 상에 직접적으로 그리고 선택적으로 또한 기판 상에서 컴포넌트(배리어) 아래에 제조되는 인 시츄 박층 캡슐화가 또한 시트형 컴포넌트들에 대해 보편적이다. 캡슐화는 현장에서(in-situ) 실행되어야 하며 이에 의해 컴포넌트에 대한 제조의 복잡성(depth)을 증가시키고 프로세스 플로우를 확장시킨다.
게다가, 배리어 필름들에 의한 시트형 컴포넌트의 라미네이션이 또한 보편적이다. 여기서, 시트형 배리어 필름들은, 통상적으로 보호 둘레부(protective periphery)의 형성과 함께, 상부 배리어 필름 상에 하부 배리어 필름을 직접 접착식으로 접합함으로써, 시트형 컴포넌트 위 아래에 접착식으로 접합된다. 배리어 필름들은, 예컨대, 중합체 필름들이며, 이 필름들에는 예컨대 SiO2, SiN 또는 금속으로 구성된 배리어 층이 제공된다. 그러나, 배리어 필름들의 에지들에서 물과 산소의 침투는 단지 라미네이션 접착제에 의해 제한된다. 그러나, 지금까지 공지된 접착제는, 물과 산소에 대해 제한된 불투과성만을 갖는다. 그 결과, 라미네이트식 시트형 컴포넌트의 에지에서 라미네이트식 컴포넌트의 배리어 작용에 취약한 지점이 존재하며, 이는 에지에서 누설을 유도할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 물과 산소에 대해 기밀 밀봉되며, 그리고 이에 의해, 예컨대 종래의 접착제들 없이 기밀 밀봉식 방식으로 배리어 필름들에서 재료들 또는 컴포넌트들의 혼합물들, 물과 산소에 민감한 재료들을 캡슐화하는 것이 가능한, 캐비티들을 제조하는 장치들 및 프로세스가 제공된다.
본원의 설명을 목적으로, 유기 재료는 각각의 물질의 상태에 관계없이, 화학적으로 균일한 형태로 제공되며, 특유의(characteristic) 물리적 그리고 화학적 특성들을 특징으로 하는 탄소 화합물이다. 게다가, 본원의 설명을 목적으로, 무기 재료는 각각의 물질의 상태에 관계없이, 화학적으로 균일한 형태로 제공되며, 특유의 물리적 그리고 화학적 특성들을 특징으로 하는 탄소 또는 단순한 탄소 화합물이 없는 화합물이다. 본원의 설명을 목적으로, 유기-무기 재료(하이브리드 재료)는 각각의 물질의 상태에 관계없이, 화학적으로 균일한 형태로 제공되며, 특유의 물리적 그리고 화학적 특성들을 특징으로 하는 탄소를 함유하는 부분들과 탄소가 없는 부분들을 갖는 화합물이다. 본원의 설명을 목적으로, 용어"재료"는 상기 언급된 모든 재료들, 예컨대 유기 재료, 무기 재료 및/또는 하이브리드 재료를 포함한다. 게다가, 본원의 설명을 목적으로, 재료들의 혼합물은 2 또는 그 초과의 상이한 재료들로 구성된 성분(constituent)들로 구성되는 것이며, 재료들의 성분들은 예컨대, 매우 정교하게 분할된다. 재료들의 종류(class)는 하나 또는 그 초과의 유기 재료(들), 하나 또는 그 초과의 무기 재료(들) 또는 하나 또는 그 초과의 하이브리드 재료(들)로 구성된 재료 또는 재료들의 혼합물이다.
원자층 증착(ALD)의 프로세스는 다양한 기술분야들, 예컨대, 광학(optics), 반도체 제조 및 광전자공학(optoelectronics)에서 매우 얇은 기능성 층들을 재생가능하게 제조할 수 있게 한다.
코팅된 기판이 존재하는 코팅 챔버(또한 반응기(reactor)라 함) 내로 필수 시작 재료(전구체들)들을 동시(simultaneously)가 아니라 번갈아(alternately) 도입함으로써, 층을 제조하는 프로세스들은 용어 "원자층 증착"에 의해 공지된다. 시작 재료들은 코팅될 기판의 표면 상에 또는 이전에 증착된 시작 재료 상에 번갈아 증착되어, 이에 따라 화학 결합(chemical bonding)을 수행할 수 있다. 이는, 각각의 경우에, 반복되는 사이클마다 적용될 층의 하나의 단분자층(monolayer)을 최대로 성장하는 것, 즉 연속적인 서브단계들에서 필수의 시작 재료들의 도입을 가능케 한다. 층 두께의 양호한 제어는 사이클들의 횟수를 통해 성취될 수 있다. 먼저 도입되는 시작 재료는 코팅될 표면에만 부착되게 되며, 도입된 두 번째 시작 재료가 제 1 시작 재료와의 화학 반응들을 수행할 수 있다. 시작 재료들의 화학 반응들은 표면 상의 반응 파트너들의 개수에 의해 제한되는데, 즉 자가 제한된다(self-limiting).
유사한 자가 제한 표면 반응이 유기 필름들, 예컨대 중합체 필름들, 예컨대 폴리아미드의 포메이션을 위해 채용될 수 있다. 유기 필름들의 이러한 포메이션은, 분자층 증착(MLD: molecular layer deposition)으로 언급될 수 있는데, 이는 분자의 일부가 사이클마다 표면에 도포되기 때문이다. MLD 전구체들은 동종이관능성(homobifunctional) 반응물(reactant)들을 가질 수 있는데, 환언하면, 시작 재료들은 각각의 경우에, 2 개의 동일한 관능기(functional group)들을 가질 수 있다. 각각의 층의 자가 중단(self-terminating) MLD 반응은 이종이관능성(heterobifunctional) 반응물들에 의해 성취될 수 있는데, 즉 각각의 시작 재료는 2 개의 상이한 관능기들을 갖는다. 관능기들 중 하나는 표면의 화학기(chemical group)와 반응할 수 있으며, 다른 하나는 반응할 수 없다. 이종이관능성 반응물들은, 이렇게 함으로써 단지 단일작용기(monofunctional)로 될 수 있고, 이에 따라 이들 사이에서 이중 반응을 방지할 수 있으며, 이는 예컨대 고분자 사슬(polymer chain)의 중단을 유발할 수 있다.
이종이관능성 반응물들 이외에, 이중 반응은 또한 마스크식 또는 프로텍트식 기능(function)에 의해 실현될 수 있는데, 이들 마스크식 또는 프로텍트식 기능은 단지 반응에서만 자체로 나타난다.
히드록실(-OH), 아민(-NH2) 또는 카르복시산(-COOH)을 생성하는 많은 고리 열림 반응(ring-opening reaction)들이 존재한다. 예컨대, 에폭사이드 고리(epoxide ring)는 히드록실기(hydroxyl group)를 만들기 위해서 기판 표면 상에서 아민기(amine group)와 반응할 수 있다. 고리모양 아자실란(cyclic azasilane), 예컨대, 2,2-디메톡시-1,6-디아자-2-실라시클로옥탄이 기판 표면 상에서 히드록실기와 함께 아민기를 만들 수 있다. 고리모양 카보네이트(carbonate), 예컨대, 에틸렌 카보네이트는 기판 표면 상에서 아민기와 함께 히드록실기를 제공할 수 있다.
유기 중합체들 및 유기-무기 하이브리드 중합체들의 분자층 증착은, 또한 3단계 프로세스에 의해 수행될 수 있다. 3단계 프로세스는 분자층 증착의 유연성(flexibility)을 증가시키며 다양한 유기 조성물(organic composition)들을 포함할 수 있다. 게다가, MLD 프로세스를 규정하기 위해서 사용될 수 있는 가능한 이종이관능성 반응물들의 상이한 조합들의 개수는 3단계 프로세스에 의해 증가될 수 있다. 3단계 프로세스의 예는, 예컨대, 트리메틸 알루미늄(trimethylaluminum), 에탄올 아민(ethanolamine) 및 말레산 무수물(maleic anhydride)의 순차반응이다. 이러한 프로세스는 금속 알킬 반응물, 이종이관능성 반응물 및 고리 열림 반응물을 갖는다. 이러한 3단계 프로세스는 이중 반응들의 가능성을 회피하고 분자 층들의 매우 견고하고 그리고 선형 성장을 유발할 수 있다. 이종이관능성 반응물들, 고리 열림 반응물들 및 마스크식 또는 프로텍트식 기능들을 갖는 반응물들을 갖는 다른 가능한 3단계 프로세스들은, 유기 MLD 필름들 및 유기-무기 하이브리드 MLD 필름들의 분자층 증착에 대한 가능성들의 광대한 수법(broad palette)을 열 수 있을 것이다. 게다가, 일반적으로, 4 개 또는 그 초과의 단계들을 갖는 프로세스들이 또한 가능하다. 4단계 프로세스의 예는, 예컨대, 폴리디메틸실록산 필름(실리콘(silicone))을 제조하기 위해서 트리메틸 알루미늄/물/디메틸-메톡시클로로실란/물을 가질 수 있다.
매우 컨포멀한 층(conformal layer) 성장이 ALD 및 MLD에 의해 가능해질 수 있으며, 또한, 큰 종횡비를 갖는 표면들이 또한 균일하게 덮일 수 있다.
다양한 실시예들에서, 하나 이상의 ALD 전구체 및/또는 하나 이상의 MLD 전구체에 의해 커버되는 제 1 서포트; 및 제 1 서포트의 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체에 상보적인 하나 이상의 ALD 전구체 및/또는 하나 이상의 MLD 전구체에 의해 커버되는 제 2 서포트를 포함하는 장치가 제공되며; ALD 층 또는 MLD 층이 형성되도록, 제 1 서포트의 ALD 전구체와 제 2 서포트의 ALD 전구체 사이 또는 제 1 서포트의 MLD 전구체와 제 2 서포트의 MLD 전구체 사이에서 원자 결합에 의해 제 1 서포트가 제 2 서포트에 적어도 부분적으로 결합된다.
일 실시예에서, 제 1 서포트는 기계적으로 탄성(elastic)을 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는 시트형일 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는 기하학적으로 복잡한 3차원 형상을 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는 물 및/또는 산소와 같은 손상 재료들에 대한 확산 배리어(diffusion barrier)를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료 또는 재료들의 혼합물은 물 및/또는 산소와 같은 손상 재료들에 대한 고유의(intrinsic) 확산 배리어를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는 제 1 시스템 서포트 및 제 1 캡슐화 층을 갖거나 이에 의해 형성될 수 있고, 물 및/또는 산소와 같은 손상 재료들에 대한 제 1 서포트의 확산 배리어는 제 1 캡슐화 층에 의해 형성될 수 있다. 본원의 목적을 위해서, 시스템 서포트는 자립형(self-supporting) 기판, 예컨대 필름 또는 유리 기판일 수 있으며, 또한 시스템 서포트는 캡슐화 층에 의해서만 기밀 밀봉될 수 있고, 이에 따라 기밀 밀봉식 서포트가 될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는 유기 재료를 갖거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는, 철, 강, 알루미늄, 구리, 은, 금, 팔라듐, 마그네슘, 티타늄, 백금, 니켈, 주석, 아연으로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료 또는 합금을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는 유리, 용융 실리카, 사파이어, 탄화규소(silicon carbide), 그래핀, 다이아몬드로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는, 하기 반도체 재료들로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료 또는 재료들의 혼합물을 포함할 수 있다: 원소 반도체(elementary semiconductor)들: 규소, 게르마늄, α 주석, 탄소 화합물들, 예컨대 플러렌(fullerene)들, 붕소, 셀레늄, 텔루륨; 화합물(compound) 반도체들: 인듐, 갈륨, 비소, 인, 안티몬, 질소, 아연, 카드뮴, 베릴륨, 수은; 유기(organic) 반도체들:테트라센(tetracene), 펜타센(pentacene), 프탈로시아닌(phthalocyanine)들, 폴리티오펜(polythiophene), PTCDA, MePTCDI, 퀴나크리돈(quinacridone), 아크리돈(acridone), 인단트론(indanthrone), 플라반트론(flavanthrone), 페리논(perinone), Alq3; 그리고 또한 혼합된 시스템들: 폴리비닐카르바졸(polyvinylcarbazole), TCNQ 착화합물(complexe)들.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는 유기 재료를 포함하거나 유기 재료에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는 하기 재료들로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다: 폴리올레핀들(예컨대, 고밀도 또는 저밀도를 갖는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리에스테르, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 술폰(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리이미드(PI), 폴리에테르 케톤(PEEK)들.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는 유기-무기 하이브리드 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는 유기적으로 변형된(organically modified) 세라믹으로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는 재료들의 혼합물을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는 무기 재료, 유기 재료 및/또는 하이브리드 재료로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료들의 혼합물을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는, 서포트가 자립하면서, 약 0.1 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는, 약 5 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는, 약 200 ㎛ 내지 약 20 cm의 두께를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 표면은 구조화될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 표면은 현미경적으로 변경되는 표면 토포그래피(topography)를 가질 수 있다.
표면 토포그래피는, 주기적으로, 무작위로 또는 개별적으로 배열되며 약 100 nm 내지 약 5 cm의 높이 또는 깊이 그리고 약 100 nm 내지 약 1 m의 길이 및/또는 폭을 갖는, 상승된 구역들 및/또는 함몰부들을 가질 수 있다. 상승된 구역들 또는 함몰부들은 임의의 상정가능한 기하학적 형상, 예컨대, 구형 또는 구의 세그먼트, 예컨대 반구 또는 구의 2/3, 원통형, 정사각형(cubic), 피라미드형 또는 3 개 또는 그 초과의 측면들을 갖는 다각형을 갖거나 기하학적으로 복잡한 형상, 예컨대, 후크 또는 링의 형태, 예컨대 루프를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 표면은 상이한 ALD 전구체들 및/또는 상이한 MLD 전구체들을 가질 수 있다.
예컨대, 표면의 지형적으로 구조화된 구역들이 구조화되지 않은 구역들과 상이한 ALD 전구체들 및/또는 상이한 MLD 전구체들을 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는 기계적으로 탄성을 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는 시트형일 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는 기하학적으로 복잡한 3차원 형상, 예컨대, 캐니스터(canister), 드럼(drum), 호스(hose), 윙(wing), 보트 헐(boat hull)을 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는 물 및/또는 산소와 같은 손상 재료들에 대한 확산 배리어를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료 또는 재료들의 혼합물은 물 및/또는 산소와 같은 손상 재료들에 대한 고유의 확산 배리어를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는 제 2 시스템 서포트 및 제 2 캡슐화 층을 갖거나 이에 의해 형성될 수 있고, 물 및/또는 산소와 같은 손상 재료들에 대한 제 2 서포트의 확산 배리어는 제 2 캡슐화 층에 의해 형성될 수 있다. 본원의 목적을 위해서, 시스템 서포트는 자립형 기판, 예컨대 필름 또는 유리 기판일 수 있으며, 또한 시스템 서포트는 캡슐화 층에 의해서만 기밀 밀봉될 수 있고, 이에 따라 기밀 밀봉식 서포트가 될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는 유기 재료를 포함하거나 유기 재료에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는, 철, 강, 알루미늄, 구리, 은, 금, 팔라듐, 마그네슘, 티타늄, 백금, 니켈, 주석, 아연으로 구성된 군으로부터 재료 또는 합금을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는 유리, 용융 실리카, 사파이어, 탄화규소(silicon carbide), 그래핀, 다이아몬드로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는, 하기 반도체 재료들로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료 또는 재료들의 혼합물을 포함할 수 있다: 반도체 재료(semiconductor material)들: 규소, 게르마늄, α 주석, 탄소 화합물들, 예컨대 플러렌(fullerene)들, 붕소, 셀레늄, 텔루륨; 화합물(compound) 반도체들: 인듐, 갈륨, 비소, 인, 안티몬, 질소, 아연, 카드뮴, 베릴륨, 수은; 유기(organic) 반도체들:테트라센(tetracene), 펜타센(pentacene), 프탈로시아닌(phthalocyanine)들, 폴리티오펜(polythiophene), PTCDA, MePTCDI, 퀴나크리돈(quinacridone), 아크리돈(acridone), 인단트론(indanthrone), 플라반트론(flavanthrone), 페리논(perinone), Alq3; 그리고 또한 혼합된 시스템들: 폴리비닐카르바졸(polyvinylcarbazole), TCNQ 착화합물(complexe)들.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는 유기 재료를 포함하거나 유기 재료에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는 하기 재료들로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다: 폴리올레핀들(예컨대, 고밀도 또는 저밀도의 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리에스테르, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 술폰(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리이미드(PI), 폴리에테르 케톤(PEEK)들.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는 유기-무기 하이브리드 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는 유기적으로 변형된(organically modified) 세라믹으로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는 재료들의 혼합물을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는 무기 재료, 유기 재료 및 하이브리드 재료로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료들의 혼합물을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는, 서포트가 자립하면서, 약 1.0 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는, 약 5 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는, 약 200 ㎛ 내지 약 20 cm의 두께를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 표면은 구조화될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 표면은 현미경적으로 변경되는 표면 토포그래피(topography)를 가질 수 있다.
표면 토포그래피는, 주기적으로, 무작위로 또는 개별적으로 배열되며 약 100 nm 내지 약 5 cm의 높이 또는 깊이 그리고 약 100 nm 내지 약 100 m의 길이 및/또는 폭을 갖는, 상승된 구역들 및/또는 함몰부들을 가질 수 있다. 상승된 구역들 또는 함몰부들은 임의의 상정가능한 기하학적 형상, 예컨대, 구형 또는 구의 세그먼트, 예컨대 반구 또는 구의 2/3, 원통형, 정사각형(cubic), 피라미드형 또는 3 개 또는 그 초과의 측면들을 갖는 다각형을 갖거나 기하학적으로 복잡한 형상, 예컨대, 후크 또는 링의 형태, 예컨대 루프를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 표면은 상이한 ALD 전구체들 및/또는 상이한 MLD 전구체들을 가질 수 있다.
여기서, 표면의 지형적으로 구조화된 구역들이 구조화되지 않은 구역들과 상이한 ALD 전구체들 및/또는 상이한 MLD 전구체들을 가질 수 있다. 여기서, 구조화되거나 구조화되지 않은 구역들은 서포트의 표면의 주요 부분을 형성하는 표면 평면의 높이 레벨에 관한 것이다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 화학적으로 구조화되고/구조화되거나 지형적으로 구조화된 표면은, 제 2 서포트의 화학적으로 구조화되고/구조화되거나 지형적으로 구조화된 표면과 상보적인 구조를 가질 수 있으며, 즉 구조화된 표면들은 화학적으로 또는 지형적으로 열쇠-자물쇠 원리(key-lock principle)에 적합하다.
조이닝 층의 전단 강도 및/또는 인장 강도는 제 2 시스템 서포트에 대한 제 1 시스템 서포트의 현미경적으로 상보적인 구조화에 의해 물리적으로 증가될 수 있다. 캐비티의 기계적 내구성은, 이렇게 함으로써, 예컨대 과압 또는 감압이 캐비티에 작용할 때 증가될 수 있다. 상보적인 구조들은, 예컨대, 현미경적 후크들 및 루프들 또는 상승된 구역들 및 함몰부들일 수 있다.
시스템 서포트들의 표면 토포그래피는, 주기적으로, 무작위로 또는 개별적으로 배열되며 약 100 nm 내지 약 5 cm의 높이 또는 깊이 그리고 약 100 nm 내지 약 100 m의 길이 및/또는 폭을 갖는, 상승된 구역들 및/또는 함몰부들을 가질 수 있다. 상승된 구역들 또는 함몰부들은 임의의 상정가능한 기하학적 형상, 예컨대, 구형 또는 구의 세그먼트, 예컨대 반구 또는 구의 2/3, 원통형, 정사각형(cubic), 피라미드형 또는 3 개 또는 그 초과의 측면들을 갖는 다각형을 갖거나 기하학적으로 복잡한 형상, 예컨대, 후크 또는 링(루프)의 형태를 가질 수 있다. 그러나, 제 1 서포트만을 구조화하고 제 2 구조를 구조화하지 않는 것이 또한 유리할 수 있는데, 즉 제 2 서포트는 평활면(smooth surface)을 갖는다. 이후, 구조화는 예컨대 캡슐화 층을 통해 캐비티 내측의 광전자 컴포넌트의 전기 접촉을 위한 캡슐화된 리드 스루(lead-through)로서 사용될 수 있다.
추가의 실시예에서, 제 1 서포트의 지형적으로 상보적으로 구조화된 표면 구역들은 제 2 서포트의 전구체들을 가질 수 있고, 제 2 서포트의 지형적으로 상보적으로 구조화된 표면 구역들은 제 1 서포트의 전구체들을 가질 수 있다. 조이닝 층의 형성은, 서포트들이 화학적 그리고 지형적으로 상보적일 때만 영향을 받을 수 있다. 이는, 예컨대 캐비티의 전기적 기밀 밀봉식 접촉을 위해서 서로에 대한 서포트들의 정확한 정렬을 허용한다.
다른 실시예들에서, 제 1 서포트 및/또는 제 2 서포트의 구조화는, ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체의 결합 프로세스의 촉매들에 의해 또는 국부적 가열에 의해 영향을 받을 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트 및/또는 제 2 서포트의 ALD 전구체(들)는 유기, 무기 또는 유기-무기 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
ALD 전구체로서의 비제한적인 재료들의 선택이 하기 개관에서 예시의 방법으로 도시된다.

전구체

전구체 보충물

발생한 화합물
트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3 : TMA) H2O;
O3; O2 플라즈마, OH기들
Al2O3
BBr3 H2O B2O3
트리스(디메틸아미노)실란 H2O2 SiO2
Cd(CH3)2 H2S CdS
Hf[N(Me2)]4 H2O HfO2
Pd(hfac)2 H2; H2 플라즈마 Pd
MeCpPtMe3 O2 플라즈마 PtO2
MeCpPtMe3 O2 플라즈마; O2 플라즈마 + H2 Pt
Si(NCO)4; SiCl4 H2O SiO2
TDMASn H2O2 SnO2
C12H26N2Sn H2O2 SnOx
TaCl5 H2O Ta2O5
Ta[N(CH3)2]5 O2 플라즈마 Ta2O5
TaCl5 H 플라즈마 Ta
TiCl4 H 플라즈마 Ta
Ti[OCH(CH3)]4; TiCl4 H2O TiO2
VO(OC3H9)3 O2 V2O5
Zn(CH2CH3)2 H2O; H2O2 ZnO
Zr(N(CH3)2)4)2 H2O ZrO2
비스(에틸시클로펜타디에닐)
마그네슘
H2O MgO
트리스(디에틸아미노)(터트-부틸이미도)탄탈륨 N2H4 TaN
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트 및/또는 제 2 서포트의 MLD 전구체는 유기, 무기 또는 유기-무기 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
MLD 전구체로서의 비제한적인 재료들의 선택이 하기 개관에서 예시의 방법으로 도시된다.

전구체

전구체 보충물

발생한 화합물
p-페닐렌-디아민 테레프탈로일 클로라이드 폴리(p-페닐렌테레프탈아마이드)
트리메틸 알루미늄
(Al(CH3)3 -TMA)
에틸렌 글리콜; (-O-Al-O-C2H4 -)n
"알루콘" ;
폴리(알루미늄 메틸렌 글리콜)
트리메틸 알루미늄
(Al(CH3)3 -TMA)
에탄올아민 (-N-Al-O-C2H4-)n
트리메틸 알루미늄
(Al(CH3)3 -TMA)
글리세롤 "알루콘" 유형의
디에틸 아연
Zn(CH2CH3)2
디올들,예컨대
에틸렌 글리콜;
(O-ZN-O-C18H4)n
"진콘"
1,6-헥세인디아민 C6H8Cl2O2
(아디포일 클로라이드)
나일론 66
TiCl4 디올들,예컨대
에틸렌 글리콜
"티타니콘"
Zr[OC(CH3)3]4
지르코늄 테트라-t-부톡사이드
디올들,예컨대
에틸렌 글리콜
"지르콘"
금속-알킬 유도체:예컨대
트리에틸알루미늄,
트리이소부틸 알루미늄
디올들,예컨대
에틸렌 글리콜
금속-콘
트리메틸알루미늄
(Al(CH3)3 -TMA)
카르복시 유도체
(R-COOH)
R-COO-(Al(CH3)2 *
디메틸 알루미늄
R-COO- (Al(CH3)2*
디올들,예컨대
에틸렌 글리콜
Al-OCH2CH2NH2 *
Al-OCH2CH2NH2 말레산 무수물
C4H2O3
R-NH-
C(O)CHCHCOOH*
Zn(CH2CH3)2 하이드로퀴논 "진콘"
Mg(EtCp)2 디올들, 카르복시기들 "마그콘"
Mn(EtCp)2 디올들, 카르복시기 "망콘"
MLD 층들은 완전 무기(purely inorganic) 층들보다 큰 가요성을 갖는다. MLD 층들은 적절한 전구체들의 조합에 의해서 ALD 층들 및 MLD 층들의 다른 조합들 또는 폴리이미드들을 형성하는 것을 가능케 한다. 이러한 층들은, 특히, 표면 반응을 위한 베이스들로서 특히 적합할 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트 및 제 2 서포트의 표면들에 대한 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체의 도포는 제 1 서포트 및 제 2 서포트의 표면 상에 반응성 전구체를 도입할 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체의 화합물의 ALD 층 및/또는 MLD은, ALD 층 및/또는 MLD 층이 제 1 서포트와 제 2 서포트 사이에서 캐비티를 에워싸도록, 제 2 서포트에 갭들을 남겨두지 않으면서 제 2 서포트의 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체와 함께, 제 1 서포트에 연속으로 결합할 수 있다.
다른 실시예에서, ALD 층 또는 MLD 층을 형성하도록 제 2 서포트의 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체들에 제 1 서포트의 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체를 원자 결합하는 것은 온도 교번에 의해 그리고/또는 전자기 방사(electromagnetic radiation)에 의한 조사(irradiation)에 의해 영향을 받을 수 있다.
다른 실시예들에서, 온도 교번에 의한 ALD 전구체 및 MLD 전구체를 원자 결합하는 것은 온도를 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
다른 실시예들에서, 온도를 증가시킴으로써 ALD 전구체 및 MLD 전구체를 원자 결합하는 것은 약 150 ℃까지 실행될 수 있다.
다른 실시예에서, 전자기 방사에 의한 ALD 층들 및/또는 MLD 층들을 형성하도록 ALD 전구체 및 MLD 전구체를 결합하는 것은 X선들 또는 UV 방사의 작용에 의해 영향을 받을 수 있다.
다른 실시예에서, 전자기 방사에 의한 ALD 층들 및/또는 MLD 층들을 형성하도록 ALD 전구체 및 MLD 전구체를 결합하는 것 그리고 온도를 교번시키는 것은 전자파들에 의해 제 2 서포트로의 제 1 서포트의 조이닝의 위치의 조사 후에 온도를 증가시킴으로써 영향을 받을 수 있다.
다른 실시예에서, 캐비티는 물 및/또는 산소와 같은 손상 재료들에 대한 확산 배리어(diffusion barrier)에 대항하여 기밀 밀봉될 수 있다.
다른 실시예에서, 유기 컴포넌트는 캐비티 내에 캡슐화될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트 또는 제 2 서포트의 표면은 캡슐화될 컴포넌트의 팰러렐 서포트들 또는 캡슐화될 컴포넌트일 수 있다.
다른 실시예에서, 액체 또는 가스가 제 2 서포트로의 제 1 서포트의 기밀 밀봉식 조이닝에 의해 제 1 서포트와 제 2 서포트 사이에서 캐비티에 캡슐화될 수 있다.
확산 배리어를 갖는 서포트는 기밀 밀봉식 서포트와 같은 뜻으로 고려될 수 있다. 제 2 기밀 밀봉식 서포트로의 제 1 기밀 밀봉식 서포트의 갭들 없는 연속적인 조이닝은 제 1 캡슐화 층과 제 2 캡슐화 층 사이에 캐비티를 형성한다. 2 개의 서포트들의 확산 배리어들의 직접 조이닝이 여기에서 중요하다. 이러한 캐비티로부터 또는 개비티 내로의 물 및/또는 산소와 같은 기체 또는 액체 재료들의 어떠한 확산도 가능하지 않다. 이 캐비티는 제 1 서포트와 제 2 서포트 사이 공간이며, 이는 제 1 서포트와 제 2 서포트에 의해 스패닝된다(spanned). 가요적인 시트형 형상의 서포트들은, 필름들 및 예컨대 필름들의 폴딩에 의해 형성되는 기하학적으로 복잡한 형상들일 수 있다. 제 1 서포트 및 제 2 서포트는 조인트 시스템 서포트를 가질 수 있다. 본원의 목적을 위해서, 시스템 서포트는 자립형 기판, 예컨대 필름 또는 유리 기판일 수 있으며, 또한 시스템 서포트는 캡슐화 층에 의해서만 기밀 밀봉될 수 있고, 이에 따라 기밀 밀봉식 서포트가 될 수 있다. 제 1 서포트 및 제 2 서포트를 위한 조인트 시스템 서포트는, 시스템 서포트 상에서의 다양한 구역들, 예컨대, 시트형의 가요적인 시스템 서포트, 예컨대, 필름의 기하학적으로 마주하는 마진들로 이루어질 수 있다. 기하학적으로 복잡한 형상들은, 예컨대, 캐니스터, 드럼, 호스, 윙, 서포트 표면 또는 보트 헐의 형상을 가질 수 있다. 제 1 서포트 및/또는 제 2 서포트의 영역 확장, 즉, 길이 및 폭은, 약 1cm 내지 약 100 m일 수 있다. 서포트들의 영역 확장은, 사각형(square), 직사각형, 원형 또는 정확하게 들어맞는 형상을 가질 수 있다. 약 100 m의 시스템 서포트의 길이는, 예컨대, 롤-투-롤(roll-to-roll) 프로세스에서 롤 상에 필름이 있는 경우에 유리할 수 있다. 제 2 시스템 서포트의 영역 확장(예컨대, 몇(some) ㎠)은, 예컨대 제 2 서포트가 제 1 서포트의 리페어 패치로서 사용될 때, 제 1 서포트의 영역 확장(예컨대, 수(few) ㎡)보다 훨씬 더 작을 수 있다. 리페어 패치로서 사용될 때 제 2 서포트의 영역 확장은, 예컨대, 제 1 서포트에서, 제 1 서포트 상에서 또는 제 1 서포트 아래의 위치의 영역 확장에 정확하게 들어맞는 방식(조이닝 층에 대한 오버랩에 의함)으로 일치될 수 있다.
복잡한 형상을 갖는 시트형 서포트는, 이에 따라(in turn) 복잡한 방식으로 구조화된 소구역들을 가질 수 있고, 보트 헐(boat hull)의 예시, 예컨대 보트의 헐에서의 홀(hole)에서 서포트들이 될 수 있다. 이후, 제 1 서포트는 홀을 갖는 보트 헐의 구역이 될 수 있는 반면, 제 2 서포트는 리페어 패치로서 구성될 수 있다. 리페어 패치는 ALD 층 또는 MLD 층에 의한 물의 확산에 대항하여 보트 헐에서 홀을 밀봉할 수 있는데, 즉 보트 헐에서의 홀은 제 1 서포트와 제 2 서포트 사이의 캐비티에서 물의 확산에 대항하여 보호되는 물체일 수 있는데, 즉 제 1 서포트는 개방형 시트형 표면을 가질 수 있다.
캐비티는, 예컨대, 물 및/또는 산소의 침투에 대항하여 보호하기 위한 유기 컴포넌트들을 위한 보호 공간으로서 사용될 수 있다. 그러나, 캐비티는 또한 상하기 쉬운 액체(perishable liquid)들, 예컨대, 물, 와인, 약제(medicament)들을 위해서 산소의 침투와 동시에 물의 유출을, 예컨대 기밀 밀봉식(hermetically sealed), 예컨대 혐기성(anaerobic) 보호 공간으로서 방지할 수 있다. 물과 산소에 대한 확산 배리어로서의 특질 이외에, 캡슐화 층은 또한 예컨대 캡슐화 층의 재료들의 혼합물들 또는 은 함유 재료들인 경우에 소독 효과(disinfecting effect)를 가질 수 있다. 은(silver)은 그의 소독 특징들에 대해 공지되어 있으며, 예컨대 호스들 또는 튜브들로서 공지되어 있는 밀봉된 캐비티들에서 물, 와인 또는 약제들의 저장을 위해, 박테리아의 형성을 예컨대 방지 또는 감소시킬 수 있다.
다양한 실시예들에서, 장치를 제조하는 프로세스가 제공되며, 이 프로세스는 제 1 서포트에 하나 이상의 ALD 전구체 및/또는 하나 이상의 MLD 전구체를 도포하는 단계; 제 2 서포트에 하나 이상의 ALD 전구체 및/또는 하나 이상의 MLD 전구체를 도포하는 단계로서, 제 2 서포트에 도포된 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체는 제 1 서포트의 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체에 상보적이며; 제 1 서포트에 도포된 하나 이상의 ALD 전구체 및/또는 하나 이상의 ALD 전구체를 상보적인 제 2 서포트에 도포된 하나 이상의 ALD 전구체 및/또는 하나 이상의 MLD 전구체에 조이닝하는 단계를 포함하며, 제 1 서포트는, ALD 층 또는 MLD 층이 형성되는 방식으로 제 2 서포트에 도포된 MLD 전구체와 제 1 서포트에 도포된 MLD 전구체 사이에 또는 제 2 서포트에 도포된 ALD 전구체와 제 1 서포트에 도포된 ALD 전구체 사이에서 원자 결합에 의해 제 2 서포트에 적어도 부분적으로 결합된다.
프로세스의 일 실시예에서, 제 1 서포트는 기계적으로 탄성(elastic)을 가질 수 있으며, 또한 가요성으로 언급될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트는 시트형일 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트는 기하학적으로 복잡한 3차원 형상을 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트는 물 및/또는 산소에 대한 확산 배리어(diffusion barrier)를 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료 또는 재료들의 혼합물은 물 및/또는 산소에 대한 고유의(intrinsic) 확산 배리어를 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트는 제 1 시스템 서포트 및 제 1 캡슐화 층을 갖거나 이에 의해 형성될 수 있고, 물 및/또는 산소에 대한 제 1 서포트의 확산 배리어는 제 1 캡슐화 층에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트는 무기 재료를 갖거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는, 철, 강, 알루미늄, 구리, 은, 금, 팔라듐, 마그네슘, 티타늄, 백금, 니켈, 주석, 아연으로 구성된 군으로부터의 재료 또는 합금을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는 유리, 용융 실리카, 사파이어, 탄화규소(silicon carbide), 그래핀, 다이아몬드로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는, 하기 재료들로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함할 수 있다: 반도체 재료(semiconductor material)들: 규소, 게르마늄, α 주석, 탄소 화합물들, 예컨대 플러렌(fullerene)들, 붕소, 셀레늄, 텔루륨; 화합물(compound) 반도체들: 인듐, 갈륨, 비소, 인, 안티몬, 질소, 아연, 카드뮴, 베릴륨, 수은; 유기(organic) 반도체들:테트라센(tetracene), 펜타센(pentacene), 프탈로시아닌(phthalocyanine)들, 폴리티오펜(polythiophene), PTCDA, MePTCDI, 퀴나크리돈(quinacridone), 아크리돈(acridone), 인단트론(indanthrone), 플라반트론(flavanthrone), 페리논(perinone), Alq3; 그리고 또한 혼합된 시스템들: 폴리비닐카르바졸(polyvinylcarbazole), TCNQ 착화합물(complexe)들.
다른 실시예에서, 제 1 서포트는 유기 재료를 포함하거나 유기 재료에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는 하기 재료들로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다: 폴리올레핀들(예컨대, 고밀도 또는 저밀도의 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리에스테르, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 술폰(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리이미드(PI), 폴리에테르 케톤(PEEK)들.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트는 유기-무기 하이브리드 재료를 갖거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는 유기적으로 변형된(organically modified) 세라믹으로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트는 재료들의 혼합물을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트의 재료는 무기 재료, 유기 재료 및 하이브리드 재료로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료들의 혼합물을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트는, 서포트가 자립하면서, 약 0.1 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트는, 약 5 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트는, 약 200 ㎛ 내지 약 20 cm의 두께를 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트의 표면은 구조화될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트 또는 제 1 시스템 서포트의 표면 구조화는, ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체에 의한 제 1 서포트의 표면의 코팅 이전에 표면 토포그래피의 현미경적 교번일 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트의 표면은 상이한 ALD 전구체들 및/또는 상이한 MLD 전구체들을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는 기계적으로 탄성(elastic)을 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는 시트형일 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는 기하학적으로 복잡한 3차원 형상을 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는 물 및/또는 산소에 대한 확산 배리어(diffusion barrier)를 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료 또는 재료들의 혼합물은 물 및/또는 산소에 대한 고유의(intrinsic) 확산 배리어를 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는 제 2 시스템 서포트 및 제 2 캡슐화 층을 갖거나 이에 의해 형성될 수 있고, 물 및/또는 산소에 대한 제 2 서포트의 확산 배리어는 제 2 캡슐화 층에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는 무기 재료를 갖거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는, 철, 강, 알루미늄, 구리, 은, 금, 팔라듐, 마그네슘, 티타늄, 백금, 니켈, 주석, 아연으로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료 또는 합금을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는 유리, 용융 실리카, 사파이어, 탄화규소(silicon carbide), 그래핀, 다이아몬드로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는 하기 재료들로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함할 수 있다: 반도체 재료(semiconductor material)들: 규소, 게르마늄, α 주석, 탄소 화합물들, 예컨대 플러렌(fullerene)들, 붕소, 셀레늄, 텔루륨; 화합물(compound) 반도체들: 인듐, 갈륨, 비소, 인, 안티몬, 질소, 아연, 카드뮴, 베릴륨, 수은; 유기(organic) 반도체들:테트라센(tetracene), 펜타센(pentacene), 프탈로시아닌(phthalocyanine)들, 폴리티오펜(polythiophene), PTCDA, MePTCDI, 퀴나크리돈(quinacridone), 아크리돈(acridone), 인단트론(indanthrone), 플라반트론(flavanthrone), 페리논(perinone), Alq3; 그리고 또한 혼합된 시스템들: 폴리비닐카르바졸(polyvinylcarbazole), TCNQ 착화합물(complexe)들.
다른 실시예에서, 제 2 서포트는 유기 재료를 갖거나 이에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는 하기 재료들로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다: 폴리올레핀들(예컨대, 고밀도 또는 저밀도의 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리에스테르, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 술폰(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리이미드(PI), 폴리에테르 케톤(PEEK)들.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는 유기-무기 하이브리드 재료를 갖거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는 유기적으로 변형된(organically modified) 세라믹으로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는 재료들의 혼합물을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트의 재료는 무기 재료, 유기 재료 및 하이브리드 재료로 구성된 재료들의 군으로부터의 재료들의 혼합물을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는, 서포트가 자립하면서, 약 0.1 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는, 약 5 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트는, 약 200 ㎛ 내지 약 20 cm의 두께를 가질 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트의 표면은 구조화될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트 또는 제 2 시스템 서포트의 표면 구조화는, ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체에 의한 제 2 서포트의 표면 도포 이전에 또는 캡슐화 층을 갖는 제 2 시스템 서포트의 도포 이전에 표면 토포그래피의 현미경적 교번을 포함할 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 2 서포트의 표면은 상이한 ALD 전구체들 및/또는 상이한 MLD 전구체들을 갖거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트의 화학적으로 구조화되고/구조화된 표면은, 제 2 서포트의 화학적으로 구조화되고/구조화되거나 지형적으로 구조화된 표면에 상보적일 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트 및/또는 제 2 서포트의 구조화는, ALD 전구체 또는 MLD 전구체의 결합 프로세스의 촉매들에 의해 또는 국부적 가열에 의해 영향을 받을 수 있다.
서포트들의 구조화는 종래의 포토리소그래픽(photolithographic) 프로세스들(시스템 서포트들의 마스킹, 조명(illumination) 및 에칭)에 의해 또는 국부적으로 상이한 두께들을 갖는 조이너 층들의 도포, 전구체들의 화학적 촉매들 또는 국부적 가열에 의해 실행될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트 및/또는 제 2 서포트의 ALD 전구체들은 유기, 무기 또는 유기-무기 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트 및 제 2 서포트의 표면들에 대한 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체의 도포는 제 1 서포트 또는 제 2 서포트의 표면 상에 반응성 전구체를 도입할 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트의 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체의 화합물의 ALD 층 및/또는 MLD은, ALD 층 및/또는 MLD 층이 제 1 서포트와 제 2 서포트 사이에서 캐비티를 에워싸도록, 제 2 서포트에 갭들을 남겨두지 않으면서 제 2 서포트의 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체와 함께, 제 1 서포트에 연속으로 결합할 수 있다.
제 1 서포트에 대한 제 2 서포트의 정렬 이후에, 조이닝 층은 핫 엠보싱 프로세스(hot embossing process)에 의해 형성될 수 있는데, 핫 엠보싱 프로세스에서의 펀치는 조이너 층들을 갖는 서포트들의 기하학적 에지들에 일치하게 한다.
프로세스의 다른 실시예에서, ALD 층 또는 MLD 층을 형성하도록 제 2 서포트의 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체에 제 1 서포트의 ALD 전구체 및/또는 MLD 전구체를 원자 결합하는 것은 온도 교번에 의해 그리고/또는 전자기 방사(electromagnetic radiation)에 의한 조사에 의해 영향을 받을 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 온도를 교번시킴으로써 ALD 층들 및/또는 MLD 층들을 형성하도록 ALD 전구체 및 MLD 전구체를 원자 결합하는 것은 온도를 증가시킴으로써 영향을 받을 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 온도를 증가시킴으로써 원자 결합하는 것은 약 150℃까지 실행될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 전자기 방사에 의한 ALD 층들 및/또는 MLD 층들을 형성하도록 ALD 전구체 및 MLD 전구체를 원자 결합하는 것은 X선들 또는 UV 방사의 작용에 의해 실행될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 전자기 방사에 의한 ALD 층들 및/또는 MLD 층들을 형성하도록 ALD 전구체 및 MLD 전구체를 결합하는 것 그리고 온도를 증가시키는 것은 전자파들에 의해 제 2 서포트로의 제 1 서포트의 조이닝의 위치의 조사의 결과로서 실행될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 캐비티는 물과 산소의 확산 유동들에 대항하여 기밀 밀봉될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 유기 컴포넌트는 캐비티 내에 캡슐화될 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 제 1 서포트 또는 제 2 서포트의 표면은 캡슐화될 컴포넌트의 팰러렐 서포트들 또는 캡슐화될 컴포넌트일 수 있다.
프로세스의 다른 실시예에서, 기상 액체가 제 2 서포트로의 제 1 서포트의 기밀 밀봉식 조이닝에 의해 제 1 서포트와 제 2 서포트 사이에서 캐비티에 캡슐화될 수 있다.
본 발명의 예시들은 도면들에 도시되며 하기에서 보다 상세히 설명된다.
도 1은 기밀 밀봉된 캐비티의 개략적 횡단면도이다.
도 2는 구조화된 시스템 서포트들의 개략적 횡단면도이다.
도 3은 ALD 또는 MLD 접합의 원리의 개략적 횡단면도이다.
도 4는 캡슐화 장치를 사용하여 패킹되는 유기 컴포넌트의 개략적 횡단면도이다.
도 5는 캡슐화 장치를 사용하여 패킹되는 유기 컴포넌트의 개략적 횡단면도이다.
도 6은 배리어 필름들을 사용하는 종래의 캡슐화를 사용하여 패킹되는 유기 컴포넌트의 개략적 횡단면도이다.
도 7은 종래의 인시츄 박막(in-situ thin film) 캡슐화를 사용하여 패킹되는 유기 컴포넌트의 개략적 횡단면도이다.
하기 상세한 설명에는 첨부된 도면들이 참조되며, 도면은 이러한 설명의 일부를 형성하는 것이며 도면에는 발명이 구현될 수 있는 특정 실시예들이 예시적인 목적을 위해 나타나 있다. 이와 관련하여, 방향 용어, 예를 들어 "상", "하", "앞", "뒤", "전", "후" 등은 기재된 도면(들)의 배향과 관련되어 사용된다. 실시예들의 컴포넌트들이 다수의 상이한 배향들로 위치될 수 있기 때문에, 방향 용어는 예시를 위한 역할을 하며, 어떠한 방식으로든 이를 제한하는 것은 아니다. 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 구조적 또는 논리적 변화들이 본 발명의 보호 범주로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있음은 자명하다. 본원에 기재된 다양한 예시적인 실시예의 특징은 달리 특별히 명시되지 않는 한 서로 조합될 수 있음이 자명하다. 따라서, 하기 상세한 설명은 제한적인 방식으로 해석되지 않아야 하며, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 규정된다.
이러한 설명의 목적을 위해서, 용어 "결합된", "연결된" 및 "커플링"은 직접 및 간접적인 결합, 직접 또는 간접적인 연결 및 직접 또는 간접적인 커플링 둘 모두를 설명하는데 사용된다. 도면들에서, 동일하거나 유사한 요소들에는 이것이 유용한 한은, 동일한 참조 부호들이 제공된다.
도 1은 기밀 밀봉된 제 1 서포트(102)와 기밀 밀봉된 제 2 서포트(104) 사이에 기밀 밀봉된 캐비티(100)를 도시한다. 기밀 밀봉된 제 1 서포트(102)는 제 1 시스템 서포트(106), 제 1 캡슐화 층(108) 및 제 1 조이너(joiner) 층(110)을 가질 수 있다. 기밀 밀봉된 제 2 서포트(104)는 제 2 시스템 서포트(112), 제 2 캡슐화 층(114) 및 제 2 조이너 층(116)을 가질 수 있다. 조이닝(joining) 층(118)에서, 기밀 밀봉된 제 1 서포트(102)는 기밀 밀봉된 제 2 서포트(104)와 물리적 접촉(120)될 수 있고, 거기에 원자 결합될 수 있다.
제 1 캡슐화 층(108), 제 2 캡슐화 층(114) 및 조이닝 층(118)은 물과 산소에 불투과성인, 즉 물과 산소에 대해 기밀 밀봉식 것으로 고려될 수 있다. 시스템 서포트(106, 112)들은 캡슐화 층(108, 114)들에 의해 기밀 밀봉식 서포트(102, 104)들이 될 수 있다. 제 2 기밀 밀봉식 서포트(104)로의 제 1 기밀 밀봉식 서포트(102)의 갭들 없는 연속적인 조이닝은 제 1 캡슐화 층(108)과 제 2 캡슐화 층(114) 사이에 캐비티(100)를 형성할 수 있다. 캐비티(100), 즉 서포트(102, 104)들 사이에서 스패닝된 가시적인 공간은, 캡슐화 층(108, 114)과 조이닝 층(118)에 의해 캐비티(124, 126, 128, 130) 내로 물과 산소의 확산 또는 캐비티(122) 밖으로의 물과 산소의 확산에 대항하여 보호될 수 있다.
제 1 시스템 서포트(106) 및/또는 제 2 시스템 서포트(112)는 기계적으로 탄성을 갖는 시트형 및/또는 기하학적으로 복잡할 수 있다. 가요적인 시트형 형상들은, 예컨대, 필름들 및 필름들의 폴딩에 의해 형성된 기하학적으로 복잡한 형상들일 수 있다.
제 1 시스템 서포트(106) 및/또는 제 2 시스템 서포트(112)는, 하기 재료들에 의해 형성될 수 있다: 유기 재료 또는 재료들의 혼합물: 예컨대, 폴리올레핀들(예컨대, 고밀도 또는 저밀도의 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리에스테르, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 술폰(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리이미드(PI), 폴리에테르 케톤(PEEK); 무기 재료 또는 하기 재료로 구성된 군들로부터의 합금: 철, 강, 알루미늄, 구리, 은, 금, 팔라듐, 마그네슘, 티타늄, 백금, 니켈, 주석, 아연; 하기 재료로 구성된 재료들의 군: 유리, 용융 실리카, 사파이어, 탄화규소(silicon carbide), 그래핀, 다이아몬드로 ; 하기 반도체 재료들로 구성된 재료들의 군: 규소, 게르마늄, α 주석, 탄소 화합물들, 예컨대 플러렌(fullerene)들, 붕소, 셀레늄, 텔루륨; 화합물(compound) 반도체들: 인듐, 갈륨, 비소, 인, 안티몬, 질소, 아연, 카드뮴, 베릴륨, 수은; 유기(organic) 반도체들:테트라센(tetracene), 펜타센(pentacene), 프탈로시아닌(phthalocyanine)들, 폴리티오펜(polythiophene), PTCDA, MePTCDI, 퀴나크리돈(quinacridone), 아크리돈(acridone), 인단트론(indanthrone), 플라반트론(flavanthrone), 페리논(perinone), Alq3; 그리고 또한 혼합된 시스템들: 폴리비닐카르바졸(polyvinylcarbazole), TCNQ 착화합물(complexe)들, 또는 하이브리드 재료 예컨대, 유기적으로 변형된 세라믹.
제 1 시스템 서포트(106) 및/또는 제 2 시스템 서포트는 약 1 ㎛ 내지 약 20 cm의 두께, 예컨대 약 1 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께; 예컨대 약 200 ㎛ 내지 약 2 mm의 두께; 예컨대 약 2 mm 내지 약 1 cm의 두께; 예컨대 약 1 cm 내지 약 20 cm의 두께를 가질 수 있다.
제 1 시스템 서포트(106) 및/또는 제 2 시스템 서포트(112)의 영역 확장, 즉, 길이 및 폭은, 약 1cm 내지 약 100 m일 수 있다. 시스템 서포트(106, 112)들의 영역 확장은, 사각형(square), 직사각형, 원형 또는 정확하게 들어맞는 형상을 가질 수 있다. 약 100 m의 시스템 서포트(106, 112)의 길이는, 예컨대, 롤-투-롤(roll-to-roll) 프로세스에서 롤 상에 필름이 있는 경우에 유리할 수 있다. 제 2 시스템 서포트(112)의 영역 확장(예컨대, 몇 ㎠)은, 예컨대 제 2 서포트(104)가 제 1 서포트(102)의 리페어 패치로서 사용될 때, 제 1 서포트(106)의 영역 확장(예컨대, 수 ㎡)보다 훨씬 더 작을 수 있다. 리페어 패치로서 사용될 때 제 2 서포트(104)의 영역 확장은, 예컨대, 제 1 서포트(102)에서, 제 1 서포트 상에서 또는 제 1 서포트 아래의 위치의 영역 확장에 정확하게 들어맞는 방식(조이닝 층(118)에 대한 오버랩에 의함)으로 일치될 수 있다.
제 1 캡슐화 층(108), 제 2 캡슐화 층(114) 및 조이닝 층(118)은 제 1 시스템 서포트(106) 또는 제 2 시스템 서포트(112)의 시트형 측면(124, 128)을 통해 캐비티(100) 내로 또는 밖으로의 물 또는 산소의 확산을 방지할 수 있다. 캡슐화 층(108, 114)은 이들 각각의 시스템 서포트(106, 112)들과 물리적으로 접촉될 수 있고, 약 1 nm 내지 최대 약 1 mm의 층 두께, 예컨대 약 1 nm 내지 약 50 nm; 예컨대 약 50 nm 내지 약 200 nm; 예컨대 약 200 nm 내지 약 100 ㎛의 층 두께를 가질 수 있다. 캡슐화 층(108, 114)들을 위한 재료들로서, 예컨대, 산화 알루미늄, 산화 아연, 산화 지르코늄, 산화 티타늄, 산화 하프늄, 산화 탄탈륨, 산화 란타늄, 산화 규소, 질화 규소, 산질화 규소, 산화 인듐-주석(indium tin oxide), 산화 인듐-아연(indium-zinc oxide), 알루미늄이 도핑된 아연 산화물(aluminum-doped zinc oxide) 그리고 또한 재료로서 이의 혼합물들 및 합금들을 사용할 수 있다.
제 1 캡슐화 층(108) 및 제 2 캡슐화 층(114)은 동일하거나 상이한 화학 조성 및/또는 층 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 캐비티(100)가 일 측(124) 상에서 물 및/또는 산소에 더 노출된다면, 제 1 캡슐화 층(108)은 제 2 서포트(104)에 비해서 상이한 재료, 더 큰 밀도 및/또는 층 두께로 캡슐화될 수 있다.
시스템 서포트(106 또는 112)가 물과 산소에 대해 고유의 확산 배리어를 갖는다면, 추가의 캡슐화 층(108 또는 114)은, 예컨대 시스템 서포트가 유리 또는 금속에 의해 형성될 때 생략될 수 있다(dispensed with). 이 경우에, 시스템 서포트(106 또는 112)는 기밀 밀봉식 서포트(102 또는 104)가 될 수 있다.
캐비티(100)는 물 및/또는 산소의 침투에 대항하여 유기 컴포넌트((124, 126, 128, 130))들을 보호하기 위해서 유기 컴포넌트들을 위한 보호 공간으로서 사용될 수 있다. 그러나, 캐비티는 또한 상하기 쉬운 액체(perishable liquid)들, 예컨대, 물, 와인, 약제(medicament)들을 위해서 산소의 침투와 동시에 물의 유출을, 예컨대 기밀 밀봉식(hermetically sealed), 예컨대 혐기성(anaerobic) 보호 공간으로서 방지할 수 있다. 물과 산소에 대한 확산 배리어로서의 특질 이외에, 캡슐화 층(108 또는 114)은 또한 예컨대 캡슐화 층의 재료들의 혼합물들 또는 은 함유 재료인 경우에 소독 효과(disinfecting effect)를 가질 수 있다. 은(silver)은 그의 소독 특징들에 대해 공지되어 있으며, 예컨대 물, 와인 또는 약제들의 저장을 위해, 박테리아의 형성을 예컨대 방지 또는 감소시킬 수 있다.
도 2는 구조화된 시스템 서포트들의 개략적 횡단면도를 도시한다. 사용에 따라, 캡슐화 층(108, 114)들 및 조이너 층(110, 116)들의 도포 이전에 또는 조이너 층(110, 116)들의 도포 이전에 시스템 서포트(106 또는 112)의 고유의 캡슐화의 경우에, 제 1 시스템 서포트(106) 및/또는 제 2 시스템 서포트(112)를 지형적으로 국부적으로(202, 204, 208, 210, 212) 구조화하고 다른 구역들을 구조화되지 않게 되며(206), 제 1 서포트(102) 및 제 2 서포트(104)의 구조화되지 않은 평면(206)은 상승된 구역들 및 함몰부들을 위한 기준 레벨이 되는 것이 유리할 수 있다.
제 1 시스템 서포트(106) 및 제 2 시스템 서포트(112)의 구조들은, 서로 지형적으로 상보적일 수 있고(202 내지 204, 208 내지 210) , 또는 시스템 서포트들 중 단지 하나만이 구조화될 수 있고(212), 반면에 다른 시스템 서포트는 구조화되지 않게 된다(206).
조이닝 층(118)의 전단 강도 및/또는 인장 강도는 제 1 시스템 서포트(106) 및 제 2 시스템 서포트(112)의 현미경적으로 상보적인 구조(202, 204, 208, 212)들에 의해 물리적으로 증가될 수 있다. 이렇게 함으로써, 예컨대 과압 또는 감압(superatmospheric or subatmospheric pressure)이 캐비티(100)에 작용할 때, 캐비티(100)의 기계적 내구성이 증가될 수 있다. 상보적 구조들은, 예컨대, 현미경적 후크들 및 루프들 또는 상승된 구역(204, 210)들 및 함몰부(208, 202)들일 수 있다.
시스템 서포트(106, 112)들의 표면 토포그래피는, 주기적으로, 무작위로 또는 개별적으로 배열되며 약 100 nm 내지 약 5 cm의 높이 또는 깊이 그리고 약 100 nm 내지 약 100 m의 길이 및/또는 폭을 갖는, 상승된 구역(204, 210)들 및/또는 함몰부(202, 208, 212)들을 가질 수 있다. 상승된 구역(204, 210)들 또는 함몰부(202, 208, 212)들은 임의의 상정가능한 기하학적 형상, 예컨대, 구형 또는 구의 세그먼트, 예컨대 반구 또는 구의 2/3, 원통형, 정사각형(cubic), 피라미드형 또는 3 개 또는 그 초과의 측면들을 갖는 다각형을 갖거나 기하학적으로 복잡한 형상, 예컨대, 후크 또는 링(루프)의 형태를 가질 수 있다. 그러나, 제 1 서포트(106)만을 구조화하고(212) 그리고 제 2 구조(112)를 구조화하지 않는 것(206)이 또한 유리할 수 있는데, 즉 제 2 서포트(112)는 평활면(smooth surface)(206)을 가질 수 있다. 이후, 구조(212)는 예컨대 캡슐화 층(108, 114)을 통해 캐비티(100) 내측의 광전자 컴포넌트의 전기 접촉을 위한 캡슐화된 리드 스루(lead-through)로서 사용될 수 있다.
서포트(102, 104)들의 구조화는 종래의 포토리소그래픽(photolithographic) 프로세스들(시스템 서포트(106, 112)들의 마스킹, 조명(illumination) 및 에칭)에 의해 또는 국부적으로 상이한 두께들을 갖는 조이너 층(110, 116)들의 도포, 전구체들의 화학적 촉매들 또는 국부적 가열 또는 엠보싱에 의해 실행될 수 있다.
도 3은 조이닝 층(118)의 형성에 의한 제 1 기밀 밀봉식 서포트(104)의 제 2 기밀 밀봉식 서포트(104)로의 기밀 밀봉식 조이닝 또는 ALD 또는 MLD 본딩(300)의 원리의 개략적 횡단면도를 도시한다.
반응성 표면(302, 304)들을 갖는 조이너 층(110, 116)들은 제 1 서포트(102) 및 제 2 서포트(104) 상에 증착된다. 반응성 표면(302, 304)들은 반응성 ALD 전구체들 및/또는 MLD 전구체들을 갖는다. 제 1 서포트(302)의 전구체들은 제 2 서포트(304)의 전구체에 상보적일 수 있다.
ALD 전구체 또는 MLD 전구체로서의 비제한적인 재료들의 선택이 하기 개관에서 예시의 방법으로 도시된다.

전구체

전구체 보충물

발생한 화합물
트리메틸 알루미늄
(Al(CH3)3 -TMA)
H2O; 에틸렌 글리콜;
O3; O2 플라즈마, OH groups
Al2O3
BBr3 H2O B2O3
트리스(디메틸아미노)
실란
H2O2 SiO2
Cd(CH3)2 H2S CdS
Hf[N(Me2)]4 H2O HfO2
Pd(hfac)2 H2; H2 플라즈마 Pd
MeCpPtMe3 O2 플라즈마 PtO2
MeCpPtMe3 O2 플라즈마; O2 플라즈마 + H2 Pt
Si(NCO)4; SiCl4 H2O SiO2
TDMASn H2O2 SnO2
C12H26N2Sn H2O2 SnOx
TaCl5 H2O Ta2O5
Ta[N(CH3)2]5 O2 플라즈마 Ta2O5
TaCl5 H 플라즈마 Ta
TiCl4 H 플라즈마 Ta
Ti[OCH(CH3)]4; TiCl4 H2O TiO2
VO(OC3H9)3 O2 V2O5
Zn(CH2CH3)2 H2O; H2O2 ZnO
Zr(N(CH3)2)4)2 H2O ZrO2
비스(에틸시클로펜타디에닐)
마그네슘
H2O MgO
트리스(디에틸아미도)(터르트-부틸이미도)탄탈륨 N2H4 TaN
p-페닐렌-디아민 테레프탈로일 클로라이드 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)
1,6-헥세인디아민 C6H8Cl2O2
(아디포일 클로라이드)
나일론 66
트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3 -TMA) 에틸렌 글리콜; (-O-Al-O-C2H4-)n
"알루콘"
트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3 -TMA) 에탄올아민 (-N-Al-O-C2H4-)n
트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3 -TMA) 글리세롤 "알루콘" 유형의
Zn(CH2CH3)2 에틸렌 글리콜; (-O-Zn-O-C2H4-)n
"진콘"
TiCl4 디올들, 예컨대 에틸렌 글리콜 "티타니콘"
Zr(OC(CH3)3]4 지르코늄 테트라-t-부톡사이드 디올들, 예컨대 에틸렌 글리콜 "지르콘"
금속 알킬 유도체; 예컨대, 트리에틸 알루미늄, 트리이소부틸 알루미늄 디올들, 예컨대 에틸렌 글리콜 금속-콘
트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3 -TMA) 카르복시 유도체
(R-COOH)
R-COO-Al(CH3)2 *
디메틸 알루미늄R-COO- (Al(CH3)2 * 디올들, 예컨대 에틸렌 글리콜 Al-OCH2CH2NH2*
Al-OCH2CH2NH2 말레산 무수물 C4H2O3 R-NH-C(O)CHCHCOOH*
Zn(CH2CH3)2 하이드로퀴논 "진콘"
Mg(EtCp)2 디올들, 카르복시기들 "마그콘"
Mn(EtCp)2 디올들, 카르복시기들 "망콘"
기밀 밀봉된 서포트(102, 104)의 표면으로의 ALD 전구체 또는 MLD 전구체의 도포는, 예컨대 제 1 서포트(102)의 일반성을 제한하지 않으면서, 스케치된다.
기밀 밀봉된 서포트(102)의 표면으로의 전구체 도포 이전에, 표면은, 예컨대, 기밀 밀봉된 서포트(102)의 표면 상에서 히드록실기(hydroxyl group) 또는 금기(gold group)의 평활화(smoothing), 러프닝(roughening), 화학적 습식 형성(wet-chemical formation)에 의해 전처리될 수 있다(pretreated).
하나 또는 그 초과의 ALD 전구체들 및/또는 MLD 전구체들 중 하나 또는 그 초과의 층들은 기밀 밀봉된 서포트(102)의 표면 상에서 증착될 수 있다. 전구체의 도포는 전체 표면(202, 206, 208)에 걸쳐 또는 기밀 밀봉된 서포트(102)의 표면의 구역들에서 단지 부분적으로, 예컨대, 단지 표면(202, 208)에서만 또는 제 1 서포트(102)의 시트형 표면의 기하학적 에지들(도시 생략)에서 실행될 수 있다. 제 1 서포트(102)의 표면의 소영역(subregion)들로의 전구체 도포는 종래의 포토리소그래픽 프로세스들에 의해 제한될 수 있다.
반응성 표면(302)을 갖는 조이너 층(110)을 도포하기 위해서, 상보적인 반응성 전구체들은 기밀 밀봉된 서포트(102)의 표면에 걸쳐 기체 형태 또는 습식 화학적으로 순차적으로 통과될 수 있다. ALD 전구체들 또는 MLD 전구체들은, 각각의 표면이 각각의 전구체 보충물을 가질 때, 제 1 서포트(102)의 각각의 노출된 표면 또는 조이너 층(110)의 이전에 형성된 부분들과 반응하여 원자 결합을 형성할 수 있다. 이 반응은 각각의 전구체에 대해 자기 중단(self-terminating)될 수 있으며, 초과의 ALD 전구체 또는 MLD 전구체는 퍼내어질 수 있다(pumped away). 조이너 층(110)은 상보적인 전구체들의 연속적인 층상 증착(layer-wise deposition)(이에 따라, 용어 ALD(atomic layer deposition) 또는 MLD(molecular layer deposition))에 의해 기밀 밀봉된 서포트의 표면에 도포될 수 있다. 조이너 층(110)의 노출된 전구체 층은 반응성 전구체 표면(302)을 형성할 수 있다. 이는 제 2 서포트(104)의 전구체 보충물(304)과 조이닝 층(118)에서의 원자 결합의 형성을 위해 중요할 수 있다.
조이너 층(110, 116)들의 반응성 ALD 표면들 또는 MLD 전구체 표면들(302, 304)은, 물리적 접촉시(120), 조이닝 층(118)의 형성을 유도할 수 있으며, 즉, 반응성 표면(302, 304)들의 ALD 전구체들 및/또는 MLD 전구체들은, 물리적 접촉시(120), 원자 결합된 ALD 층 및/또는 MLD 층을 형성할 수 있다.
원자 결합의 형성은, 예컨대, 화학적 건식 프로세스에서 에너지의 도입에 의해 영향을 받을 수 있다. 에너지의 도입은, ALD 전구체 또는 MLD 전구체에 따라, 예컨대, 온도를 증가시키는 것, 전자기 방사, 예컨대 X선들 또는 UV 방사를 도입함으로써, 또는 전자기 방사, 예컨대 전자파들의 작용의 결과로서 온도를 증가시킴으로써 실행될 수 있다.
조이닝 층(118)은 서포트(102, 104)들 중 하나의 캡슐화 층의 적어도 기하학적 에지들에 갭들을 남겨두지 않고 연속으로 제 1 서포트(102)를 제 2 서포트(106)에 결합할 수 있다. 조이닝 층(118)은 물과 산소에 대해 불투과성을 가질 수 있다. 조이너 층(110, 116)들은, 제 1 서포트(102)의 제 2 서포트(104)로의 접촉 구역(120)에서, 전구체(302 내지 304)의 원자 결합 이후에 조이닝 층(118)이 될 수 있다.
제 1 서포트(102)로의 전구체의 층상 도포는, 또한 예컨대 제 2 서포트(104)의 반응성 표면(304)으로의 조이닝을 위해 평면식(206) 반응성 표면(302)을 제조함으로써 또는 지형적 구조(204, 210)들을 형성함으로써, 표면들의 구조화를 유발할 수 있다.
추가의 예시에서, 제 2 서포트(104)의 전구체들은 제 1 서포트(202, 208)의 지형적으로 상보적으로 구조화된 표면 영역들에 도포될 수 있고, 제 1 서포트(302)의 전구체들은 제 1 서포트(102)에 지형적으로 상보적으로 구조화된 제 2 서포트(204, 210)의 표면 영역들에 도포될 수 있다. 조이닝 층(118)의 형성은, 서포트(102, 104)들이 화학적 그리고 지형적으로 상보적일 때만 영향을 받을 수 있다. 이는, 예컨대 캐비티의 전기적 접촉을 위해서 서로에 대한 서포트(102, 104)들의 정렬을 도울 수 있다.
반응성 표면(302, 304)으로서의 상이한 전구체 구역의 제조는, 종래의 리소그래픽 프로세스들(마스크들)을 사용하여 실행될 수 있으며; 예컨대, 조이너 층(110 또는 116)으로의 전구체 층(302 또는 304)의 원자 결합을 방지하는 마스크가 반응성 표면(302, 304)의 형성 이전에 조이너 층(110, 116) 제조를 위한 마지막 단계에서 이전에 형성된 조이너 층(110 또는 116) 상에 배치될 수 있다.
도 4는 캡슐화 장치(400)에 의해 패킹되는 유기 컴포넌트의 개략적 횡단면도를 도시한다.
시트형 컴포넌트(402), 예컨대 광전자 컴포넌트, 예컨대, 유기 발광 다이오드(OLED)는 컴포넌트 서포트(406) 상에 유기적으로 기능하는 층 구조(404), 예컨대 약 0.1 내지 5 nm의 두께를 갖는 유리 서포트를 가질 수 있고, 기계적 보호층(408), 예컨대 에폭사이드(epoxide)를 가질 수 있다. 전기적 접촉(410)은 유기적으로 기능하는 층 구조(404) 상에 또는 위에 배치되거나 고정될 수 있다. 컴포넌트 서포트(406)는, 기밀 밀봉된 제 1 서포트(102) 상에 또는 위에 배치되거나 고정될 수 있다. 제 1 서포트(102)의 영역 치수(areal dimension)는, 컴포넌트 서포트(406)만큼 크거나 서포트 보다 더 크다. 제 1 서포트(102)는 기계적으로 강성, 예컨대 2 nm의 두께를 갖는 유리일 수 있으며, 약 15 x 15 ㎠의 시트형 표면을 가질 수 있다. 유리는 물과 산소에 대한 고유의 확산 배리어를 가질 수 있어, 제 1 서포트(102) 상에 추가의 캡슐화 층(108)이 제거될 수 있다. 반응성 표면(302)은, 예컨대, 트리메틸 알루미늄(TMA)을 포함할 수 있다. 조이너 층(110)은, TMA 전구체 또는 TMA 전구체 보충물로부터 유발하는 재료 알루콘(material alucone) 및/또는 Al2O3를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
기밀 밀봉된 제 2 서포트(104)는 기계식 보호층(408) 상에 또는 위에 배치되거나 고정된다. 제 2 서포트(104)의 영역 치수는, 적어도 기계적 보호층(408)만큼 크거나 보호층 보다 더 크며, 추가로 제 1 서포트(102)에 대한 갭없는(gap-free) 원주방향 접촉 구역(120)을 갖는다. 제 2 서포트(104)는, 예컨대 약 0.1 mm의 두께 및 약 15 x 15 ㎠의 시트형 표면을 갖는 시스템 서포트(112)로서 기계적으로 가요적인 PET 필름을 포함할 수 있다. 캡슐화 층(114)으로서, 하나 또는 그 초과의 산화물 및/또는 질화물 층들이 예컨대, PECVD 및/또는 ALD 프로세스들에 의해 제 2 시스템 서포트(112) 상에서 0.5 ㎛의 두께로 증착될 수 있다. 캡슐화 층(114) 상에 또는 위에, 제 2 서포트(104)는 약 0.1 ㎛의 층 두께를 갖는 알루콘의 조이너 층(114)을 가질 수 있다. 조이너 층(114)의 반응성 표면(304)은, 히드록실을 함유하는 TMA 보충물, 예컨대 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)을 포함할 수 있다. 다른 예시들에서, 치수들은 또한 용이하게 다르게 선택될 수 있고, 예시의 방법으로 상기에 나타낸 치수들은 어떠한 제한적 특징(restrictive character)도 갖지 않는다.
제 1 서포트(102) 및 제 2 서포트(104)는 일시적인(provisory) 캐비티를 형성한다. 컴포넌트 서포트(406), 제 1 서포트(102) 및 제 2 서포트(104)는 서로에 대해 정렬되어, 전기 접촉(410)이 전기적 리드 스루(212)에 위치된다. 컴포넌트 서포트(406), 제 1 서포트(102) 및 제 2 서포트(104)의 서로에 대한 정렬은, 지형적 구조화(202, 204, 208, 210)에 의해 도움을 받을 수 있다.
정렬 후에, 제 1 서포트(102) 및 제 2 서포트(104)는 접촉 구역(120)에서 화학적, 지형적으로 상보적인 반응성 표면(302, 304)들을 갖는다. 서포트(102, 104)들 및 컴포넌트(402)의 정렬 후에, 기밀 밀봉된 조이닝 층(108)은 접촉 구역(120)에서 온도를 국부적으로 증가시킴으로써 반응성 표면(302, 304)들로부터 형성될 수 있다. 이렇게 함으로써, 일시적인 캐비티가 기밀 밀봉된 캐비티(100)가 될 수 있다.
구조(400)는 감소된 압력 하(under reduced pressure)에서 형성될 수 있다. 지형적 구조(202, 204, 208, 210 및 212)들의 제조는 110 및 116의 구조화에 의해 영향을 받을 수 있다.
추가의 예시에서, 기계적 보호층(408)을 갖는 광전자 층 구조(404)는, 예컨대 유리 판(102) 상에서 직접 제조될 수 있는데, 즉, 컴포넌트 서포트(406)는, 예컨대 컴포넌트 서포트(406)가 유리, 예컨대 2000 ㎛의 두께 및 15 x 15 ㎠의 시트형 표면을 갖는 유리판일 때, 제 1 시스템 서포트(106) 및 기밀 밀봉된 제 1 서포트(102)에 대응한다. 기계적 보호층(408)을 갖는 시트형 광전자 컴포넌트(402)는 제 1 서포트(102)보다 더 작은 영역 치수, 예컨대, 14.5 x 14.5 ㎠의 시트형 표면 및 약 20 ㎛의 두께를 갖는다. 기계적 보호층(408)을 갖는 컴포넌트(402)는 제 1 서포트(102) 상에서 중심에, 즉 축방향으로 대칭으로 정렬될 수 있다. 알루콘으로 구성되고 약 0.1 ㎛의 층 두께를 갖는 조이너 층(110) 및 반응성 TMA 표면(302)이 광전자 층 구조(404) 및 기계적 보호층(408) 없이 제 1 서포트(102)의 시트형 둘레(periphery)에 도포될 수 있다. 기밀 밀봉된 제 2 서포트(104)로서, 예컨대, 시스템 서포트(112)로서 500 ㎛의 두께 및 약 15 x 15 ㎠의 시트형 표면을 갖는 PET 필름 및 캡슐화 층(114)으로서 대략 0.5 ㎛ 두께의 산화물 및/또는 질화물 층을 함께 사용할 수 있다. 알루콘으로 구성되고 약 0.1 ㎛의 층 두께를 갖는 조이너 층(116)이 캡슐화 층(114)의 두께 상에 증착될 수 있다. 조이너 층(116)의 반응성 표면(304)은, 조이너 층에 원자 결합되는 TMA 보충물로서 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)의 층을 가질 수 있다. 제 1 서포트(102)에 대한 제 2 서포트(104)의 정렬 이후에, 조이닝 층(118)은 핫 엠보싱 프로세스(hot embossing process)에 의해 형성될 수 있는데, 핫 엠보싱 프로세스에서의 펀치는 조이너 층(110, 116)들을 갖는 서포트(102, 104)들의 기하학적 에지들에 일치하게 한다.
도 5는 캡슐화 장치(500)를 사용하여 패킹되는 유기 컴포넌트의 개략적 횡단면도를 도시한다.
기계적으로 가요적인 서포트(102, 104)들은, 가요적인 시트형 컴포넌트(402)가 캐비티(100) 내에 리테이닝될 때 유리할 수 있는데; 예컨대, 컴포넌트 서포트(406)는 중합체 필름, 예컨대 100 ㎛의 층 두께를 갖는 PET, PEN, PC, PI에 의해 형성될 수 있다.
제 1 서포트(102) 및 제 2 서포트(104)는 양자 모두가 기계적으로 탄성이 있을 수 있으며, 예컨대 100 ㎛의 두께를 가지며, 약 15 x 15 ㎠의 시트형 표면을 갖는 PET 필름(106, 112)들일 수 있다. 캡슐화 층(108, 114)들을 위한 재료로서, SiN은 필름(106, 112)들에 0.5 ㎛의 층 두께에 도포될 수 있다. 제 1 서포트의 반응성 표면(302)은, 예컨대, 테레프탈로일 클로라이드(terephthaloyl chloride)를 포함할 수 있다. 제 2 서포트의 반응성 표면(304)은, 테레프탈로일 클로라이드(terephthaloyl chloride) 보충물, 예컨대 p-페닐렌디아민(phenylenediamine)을 가질 수 있다. 조이너 층(110, 116)은 0.1 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 테레프탈로일 클로라이드 및 p-페닐렌디아민의 원자 결합으로부터 형성된 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드(phenyleneterephthalamide))재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
도 6은 배리어 필름들을 사용하는 종래의 캡슐화(600)를 사용하여 패킹되는 유기 컴포넌트의 개략적 횡단면도이다. 라미네이트식 배리어 필름(102, 104)들을 갖는 유기 광전자 컴포넌트(402)의 캡슐화 장치에서, 배리어 필름(102, 104)들은 전통적으로 라미네이션 접착제(602)를 사용하여 서로 결합된다. 라미네이션 접착제(602)는 컴포넌트(402)를 둘러싸며, 배리어 필름(102, 104)들 사이 공간을 채운다. 광전자 컴포넌트는 배리어 필름(124, 126)들의 방향으로부터 물과 산소로부터 배리어 필름들에 의해 보호된다. 그러나, 물과 산소는 측면(방향 화살표(604)에 의해 나타냄)으로부터 라미네이션 접착제(602) 및 유기 광전자 컴포넌트(402) 내로 침투할 수 있다.
도 7은 종래의 인시츄 박막(in-situ thin film) 캡슐화(700)를 사용하여 패킹되는 유기 컴포넌트(402)의 개략적 횡단면도이다.
인시츄 박막 캡슐화(700)에 의한 유기 광전자 컴포넌트(402)의 캡슐화 장치에서, 유기 광전자 컴포넌트(402)는 기밀 밀봉된 서포트 상에 도포, 예컨대 제조 또는 고정될 수 있다. 얇은 캡슐화 층(702)은 유기 광전자 컴포넌트(402)(인시츄)의 제조 중 유기 광전자 컴포넌트(402) 상에 또는 위에 도포될 수 있다. 이러한 인시츄 방법은 프로세스 흐름을 연장해야하고, 캡슐화될 컴포넌트 제조 프로세스에 관계없이 실행될 수 없다는 문제점을 갖는다.
다양한 실시예들에서, 물과 산소에 대해 기밀 밀봉되며, 그리고 이에 의해, 접착제들 없이 기밀 밀봉식 방식으로 배리어 필름들과 재료들 또는 컴포넌트들의 혼합물들, 물과 산소에 민감한 재료들을 캡슐화하는 것이 가능한, 캐비티들을 제조하는 장치들 및 프로세스가 제공된다. 이렇게 함으로써, 서포트들을 위한 임의의 재료를 사용하는 것에 관계없이 재료들 또는 컴포넌트들의 인시츄 캡슐화 코팅이 아주 많이 생략될 수 있다. 컴포넌트 서포트가 시스템 서포트로서 추가로 사용되면, 배리어 필름은 또한 절약될 수 있다.

Claims (15)

  1. 하나 이상의 ALD 전구체 및 하나 이상의 MLD 전구체 중 적어도 하나에 의해 커버된 제 1 서포트;
    상기 제 1 서포트의 ALD 전구체 및 MLD 전구체 중 적어도 하나에 상보적인(complementary) 하나 이상의 ALD 전구체 및 하나 이상의 MLD 전구체 중 적어도 하나에 의해 커버된 제 2 서포트를 포함하고,
    상기 제 1 서포트는 제 1 서포트의 ALD 전구체와 제 2 서포트의 ALD 전구체 사이에서 또는 제 1 서포트의 MLD 전구체와 제 2 서포트의 MLD 전구체 사이에서 원자 결합(atomic bond)에 의해 제 2 서포트에 적어도 부분적으로 결합되어(joined) ALD 층 또는 MLD 층이 형성되고,
    제 2 서포트의 ALD 전구체 및 MLD 전구체 중 적어도 하나와 상기 제 1 서포트의 ALD 전구체 및 MLD 전구체 중 적어도 하나의 화합물의 ALD 층 및 MLD 층 중 적어도 하나는, 제 1 서포트를 제 2 서포트에 갭들(gaps)을 남겨두지 않으면서 인접하게 결합하여, ALD 층 및 MLD 층 중 적어도 하나가 제 1 서포트와 제 2 서포트 사이에서 캐비티(cavity)를 에워싸고,
    유기 컴포넌트(organic component)가 상기 캐비티 내에 캡슐화되는(encapsulated),
    기밀 밀봉식 캐비티를 제조하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서포트 및 제 2 서포트는 물 및 산소 중 적어도 하나에 대한 확산 배리어(diffusion barrier)를 갖는,
    기밀 밀봉식 캐비티를 제조하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐비티는 물과 산소의 확산 유동들(diffusion flows)에 대항하여 기밀 밀봉되는(hermetically sealed),
    기밀 밀봉식 캐비티를 제조하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 컴포넌트는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)인,
    기밀 밀봉식 캐비티를 제조하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서포트의 표면 또는 제 2 서포트의 표면은 캡슐화될 컴포넌트의 컴포넌트 서포트(component support)이거나 캡슐화될 컴포넌트를 포함하는,
    기밀 밀봉식 캐비티를 제조하는 장치.
  6. 기밀 밀봉식 캐비티 제조용 장치를 제조하는 방법으로서,
    하나 이상의 ALD 전구체 및 하나 이상의 MLD 전구체 중 적어도 하나를 제 1 서포트에 도포하는 단계;
    하나 이상의 ALD 전구체 및 하나 이상의 MLD 전구체 중 적어도 하나를 제 2 서포트에 도포하는 단계 - 상기 제 2 서포트에 도포되는 ALD 전구체 및 MLD 전구체 중 적어도 하나는 제 1 서포트에 도포된 ALD 전구체 및 MLD 전구체 중 적어도 하나에 상보적임 - ; 및
    제 1 서포트에 도포된 하나 이상의 ALD 전구체 및 하나 이상의 MLD 전구체 중 적어도 하나를 제 2 서포트에 도포된 상보적인 하나 이상의 ALD 전구체 및 상보적인 하나 이상의 MLD 전구체 중 적어도 하나에 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 서포트는 제 1 서포트에 도포된 ALD 전구체와 제 2 서포트에 도포된 ALD 전구체 사이에서 또는 제 1 서포트에 도포된 MLD 전구체와 제 2 서포트에 도포된 MLD 전구체 사이에서 원자 결합에 의해 제 2 서포트에 적어도 부분적으로 결합되어 ALD 층 또는 MLD 층이 형성되고,
    제 2 서포트의 ALD 전구체 및 MLD 전구체 중 적어도 하나와 상기 제 1 서포트의 ALD 전구체 및 MLD 전구체 중 적어도 하나의 화합물의 ALD 층 및 MLD 층 중 적어도 하나는, 제 1 서포트를 제 2 서포트에 갭들이 없이 인접하게 결합하여, ALD 층 및 MLD 층 중 적어도 하나가 제 1 서포트와 제 2 서포트 사이에서 캐비티를 에워싸고,
    유기 컴포넌트가 상기 캐비티 내에 캡슐화되는,
    기밀 밀봉식 캐비티 제조용 장치를 제조하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 서포트 및 제 2 서포트 중 적어도 하나의 표면은 구조화되는(structured),
    기밀 밀봉식 캐비티 제조용 장치를 제조하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 서포트의 표면 및 제 2 서포트의 표면 중 적어도 하나는 복수 개의 상이한 ALD 전구체들에 의해 코팅되고/코팅되거나 복수 개의 상이한 MLD 전구체들에 의해 코팅되는,
    기밀 밀봉식 캐비티 제조용 장치를 제조하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 서포트의 화학적으로 구조화되고(chemically structured)/구조화되거나 지형적으로 구조화된(topographically structured) 표면은, 제 2 서포트의 화학적으로 구조화되고/구조화되거나 지형적으로 구조화된 표면에 상보적인,
    기밀 밀봉식 캐비티 제조용 장치를 제조하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 서포트 및 제 2 서포트 중 적어도 하나의 구조화(structuring)는, ALD 전구체 또는 MLD 전구체의 접합 프로세스(bonding process)의 촉매들에 의해 또는 국부적 가열에 의해 형성되는,
    기밀 밀봉식 캐비티 제조용 장치를 제조하는 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    ALD 전구체 및 MLD 전구체 중 적어도 하나에 의한 상기 제 1 서포트 또는 제 2 서포트의 표면들의 코팅은 제 1 서포트 또는 제 2 서포트의 표면 상에 반응성 ALD 전구체들 및 반응성 MLD 전구체들 중 적어도 하나를 형성하는,
    기밀 밀봉식 캐비티 제조용 장치를 제조하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 유기 컴포넌트는 유기 발광 다이오드인,
    기밀 밀봉식 캐비티 제조용 장치를 제조하는 방법.
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