KR101891534B1 - 유기 광전소자 및 그 봉지방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박형 층을 포함하는 밀봉 봉지체에 의해 주변 공기로부터 보호되는, 디스플레이 장치와 같은 유기 광전소자 및 그 봉지방법에 관한 것이다. 상기 소자는 다층 봉지 구조체(201)로 커버된 적어도 하나의 활성존(5) 및 상기 활성존에 인접한 전기접속존을 포함하는 전계발광 유닛을 포함한다. 상기 봉지 구조체는 내부 스택 F1/C1을 포함하는 무기막 F1, ..., Fn 및 감광층 C1, ..., Cn을 포함하는 n개(n≥1)의 스택을 포함한다. 여기서, F1은 활성존을 커버하고, 액상으로 증착된 C1이 그 위에 위치한다. 본 발명에 의하면, 층 C1, ..., Cn은 에칭되며, 인접한 접속존을 초과하여 끝나는 적어도 하나의 구조화 포위부(210, 211, 212)에서 활성존의 주변 단부(5a) 주위로 연장됨으로써 막 F1, ..., Fn을 커버한다. 만약 n≥2이면, 층 C2, ..., Cn은 바로 아래의 스택의 층 C1, ..., Cn-1을 둘러싸서, 층 C1, ..., Cn이 막 F1, ..., Fn을 패시베이트하고 상기 층 C1, ..., Cn을 에칭하는데 사용된 현상액 및 용매로부터 하부의 활성존을 측면으로 보호하게 된다.
Description
본 발명은 박막을 포함하는 밀봉 봉지체에 의해 주변 공기로부터 보호되는 디스플레이, 조명 또는 신호장치와 같은 유기 광전소자 및 그 봉지방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 마이크로디스플레이와 같은 유기발광다이오드(OLED)를 포함하는 소자에 적용된다.
OLED와 같은 유기 광전소자, 유기 광전지를 포함하는 소자 및 유기 TFT를 포함하는 소자는 그 민감한 부품이 대기의 가스 종(주로 산소 및 수증기)으로부터 보호되게 하기 위하여 봉지되어야 한다. 이는 왜냐하면, 만약 적절한 보호가 제공되지 않는다면, 소자의 질이 저하될 위험이 있기 때문이다. 상기 질 저하는 OLED의 경우 주로 비방출성 블랫 스팟의 출현으로 나타나는데, 이 스팟은 사실 수증기가 다이오드에 침투하여 캐소드 (또는 애노드)/유기막 인터페이스의 질을 저하시킨 결과이다.
이 봉지는 전형적으로 특히 낮은 투수성을 갖는 특정 접착제를 사용하여 유기 소자에 접착으로 접합되는 유리 캡을 이용하여 달성될 수 있다. 일반적으로, 소자의 수명을 늘리기 위하여 고체 수분 게터를 기판과 캡 사이에 삽입한다.
어떤 적용에서는, 비용을 절감하기 위하여, 배리어 역할을 하고 캡/게터 어셈블리에 견줄 만한 역할을 하는 박막, 즉, 수분의 공격으로부터 아래의 소자를 보호하는 박막을 개발하였다. 일반적으로, 이 배리어막은 산화물, 질화물 또는 옥시나이트라이드이거나, 또는 어떤 경우에는 발광 유닛이 배리어막이 투명이어야 하는 전면 발광구조가 아니라면 박형 금속 막일 수 있다.
상기 박형 막은 선택적으로 플라즈마 강화 화학적 기상 증착법(PECVD)인 화학 증착법(CVD), 원자층 화학적 기상 증착법(ALCVD)이라고도 불리는 원자층 증착법(ALD)과 같은 표준 진공 증착법 또는 증발법 및 스퍼터링(sputtering)을 포함하는 물리적 기상 증착법(PVD)에 의해 증착된다. 배리어를 제조하기 위하여, CVD 및 특히 ALD 기술이 특히 선호되는데, 그 이유는 저온 기술이기 때문에 대부분의 경우 110℃ 미만인 온도에서 조밀하고, 핀홀이 거의 없으며 100% 등각이며(conformal), OLED와 양립가능한 배리어막을 제공하기 때문이다. 따라서 ALD에 의해 저온에서 증착된 Al2O3 막은 38/cm2만큼 낮은 핀홀 밀도와 함께 수득되었다. 마이크로디스플레이 적용에서, 이 핀홀 밀도는 그럼에도 불구하고 너무 높다. 왜냐하면, 45 mm2의 면적을 갖는 마이크로디스플레이가 고려된다면, 상기 밀도는 마이크로디스플레이 당 17개의 핀홀을, 즉 OLED 디스플레이 상에 잠재적으로 17개의 다크 스팟을 야기하기 때문이다. 사실은, 제조방법에 내재하는 상기 다크 스팟은 미세하지만, 그 존재는 그 이미지가 적절한 광학에 의해 확대되는 OLED 소자에서는 용납되지 않으며, 박막 봉지 동안의 소자 표면 상의 원치않는 입자의 존재에 의한 추가의 "외적인" 다크 스팟 또한 반드시 고려되어야 한다.
또한, ALD에 의해 증착된 Al2O3는 Al(OH)x로 가수분해되는 경향이 있기 때문에 ALD에 의해 증착된 Al2O3를 물로부터 장기간 보호해야 한다. 따라서, 저온 PECVD에 의해 증착된 SiO2, Si3N4 또는 SiOxNy와 같은 화학적으로 보다 비활성이고 보다 안정적인 무기 물질을 이용하여 Al2O3 막이 형성되는, 그리고 상기 Al2O3 막의 잔여 핀홀이 충진되게 하는, 배리어를 내구적으로 패시베이트(passivate)하는 방법을 찾아왔다.
대안으로서, Vitex사의 BarixTM 다층과 같은 유기막 및 무기막의 교번 다층으로 Al2O3 막을 코팅함으로써 상술한 입자의 원치않는 단점을 경감시키는 "평탄화" 폴리머 기반의 비교적 두꺼운 유기막의 ALD-증착 Al2O3 막을 패시베이트하는 노력이 있어왔다. 이 해법의 단점은 시간 면에서 상대적으로 비싼 기체상 "플래쉬" 증발법(즉, 모노머의 증발, 기판 상의 응축에 이은 UV 경화)의 사용에 있다.
액상 증착법과 같은, 시간 면에서 덜 비싼 다른 증착법을 이용하여 실현하기는 어렵다. 왜냐하면 액상 증착법은 아래의 발광 유닛의 막을 용해시키기 쉬운 용매를 함유하는 폴리머 용액을 요구하기 때문이다.
본 발명의 한 목적은 상술한 단점을 줄이고, 저비용에 발광 유닛의 신뢰성 있고 내구적인 보호를 제공하는 OLED 디스플레이, 조명 또는 신호장치와 같은 유기 광전소자를 제공하는 것이다. 상기 소자는 밀봉 봉지 다층 구조체로 코팅된 적어도 하나의 활성 발광존 및 상기 활성 발광존에 인접한 전기 접속존을 갖는 발광 유닛을 포함하며, 상기 봉지 구조체는 내부 다층 F1/C1을 포함하는 n개(n≥1)의 무기막 F1, .... Fn/감광 폴리머층 C1, ..., Cn의 다층을 포함한다. 여기서, 막 F1은 활성존을 커버하며, 액상 증착된 층 C1에 의해 덮인다.
상기 목적을 위하여, 본 발명에 따른 소자에서, 층 C1, ..., Cn은 패턴화(포토리소그래피에 의해)되며, 인접한 접속존에 미치지 않게 끝나는 적어도 하나의 구조화된 포위부에서 활성존의 주변 단부 주위에 연장함으로써 막 F1, ..., Fn을 커버한다. 여기서, n≥2면, 층 C2, ..., Cn은 바로 아래의 다층의 층 C1, ..., Cn-1을 포위하도록 구조화되어, 층 C1, ..., Cn이 막 F1, ..., Fn을 패시베이트하고, 상기 층 C1, ..., Cn을 패턴화하는 데 사용되는 현상액 및 용매로부터 아래의 활성존의 측면을 보호한다.
하기에 설명되듯이, 발광 유닛의 활성존의 감광층을 완전히 봉지하는 이 패턴화된 구조체(즉, 이 구조체는 활성존의 외면뿐만 아니라 측면도 봉지한다)는 포토리소그래피를 이용하여 (즉, 상기 감광층의 현상 및 마스크를 이용한 감광층의 국지적 노출을 통하여) 정확하게 수득될 수 있다. 상기 패턴은 상기 각 활성존을 포위하는 적어도 하나의 부분이 구조화되게 하고, 따라서 자유로운 상태로 남아 있어야(left free)하는 인접한 전기 접속존 및 또한 인접한 활성존의 포위부에 대하여 정확하게 국지화되게 한다.
유익하게는, 감광층 C1, ..., Cn은 포지티브 포토리소그래피 레지스트에 기반할 수 있다. "포지티브 레지스트"라는 표현은 알려진 바와 같이, 증착시 중합되고, 현상하는 동안 마스크가 해중합되고 용해됨으로써 일부가 선택적으로 UV 방사에 노출되는 레지스트를 의미한다. 변형으로서, 상기 레지스트는 네가티브 레지스트일 수 있다 (즉, 정의상 그 노출된 존은 중합되고, 이로 인해 현상하는 동안 불용성이 된다).
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 막 F1, ..., Fn은 원자층 증착법(ALD) 또는 플라즈마 강화 화학적 기상 증착법(PECVD)에 의해 활성존 상에 증착될 수 있으며, 화학식 AlxOy, SiOx, SixNy, SiOxNy, ZnSe, Sb2O3의 화합물 및 알루미늄과 같은 금속과 선택적으로 결합된 투명 전도성 산화물(TCO)의 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 무기 화합물에 기반한다.
본 발명의 제 1실시예에 따르면, 막 F1, ..., Fn은 ALD에 의해 증착되며 화학식 SiOx, SixNy 또는 SiOxNy의 화합물과 선택적으로 결합된 적어도 하나의 알루미늄 산화물 AlxOy에 기반하고, 상기 층 C1, ..., Cn의 적어도 하나의 포위부는 상기 막의 주변부 너머로 발광 유닛상에 연장할 수 있다.
본 발명의 제 2실시예에 따르면, 막 F1, ..., Fn은 ALD에 의해 증착되며 화학식 ZnO의 징크 옥사이드 또는 ZnO:Al 박막과 같은 금속과 선택적으로 결합된 적어도 하나의 투명 전도성 산화물(TCO)에 기반하고, 상기 층 C1, ..., Cn의 적어도 하나의 포위부는 상기 막의 주변부와 접촉하여 연장할 수 있다.
제 1 및 제 2실시예에 관하여, 감광층 C1, ..., Cn의 습식 증착은 이익적으로 알루미늄 옥사이드 또는 징크 옥사이드에 기반하는, 예비 봉지를 제공하는 막 F1, ..., Fn의 우수한 패시베이트 특성에 의해 가능하다.
유익하게는, 활성존을 분리시키는 층 C1, ..., Cn은 활성존을 덮고 그 당해 마지막 층 C1, ..., Cn 및 그 인접한 접속존을 커버하는 외부 무기 유전체 배리어막으로 커버될 수 있다. 이는 외부로부터 상기 층의 적어도 하나의 포위부를 분리시키기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 소자에 또한 보호 플레이트 (가능하면 유리 또는 플라스틱처럼 발광 유닛에 의해 방출되는 빛에 투명한 물질로 이루어짐)가 제공될 수 있다. 상기 플레이트는 압력 하에 접착제에 의하여 활성존을 덮는봉지 구조체에 접합된다. 그리고 활성존을 포위하는 상기 포위부는 움푹 들어가있는데, 예를 들어 규칙적으로 톱날형이다. 이는 두개의 인접 포위부가 발광 유닛에 접착하는 데에 불리하게 영향을 끼치지 않고, 두개의 인접한 포위부 사이에 위치한 발광 유닛의 영역과 접착제 간의 접촉을 최대화하기 위한 것이다.
본 발명의 변형 실시예에 따르면, 층 C1, ..., Cn은, 활성존을 봉지하기 위하여 연속적으로 활성존의 단부를 초과하는 돌출 주변부, 및 상기 돌출 주변부로부터 이격하여 위치하고 그를 둘러싸는 적어도 하나의 보조 주변 포위부(보조부가 복수인 경우, 서로가 서로를 둘러쌈)를 포함하도록, 그리고 서로 평행으로 위치하고 기판의 평면에 수직이며 활성존을 향한 수증기의 측면 침투와 같은 수의 장애물을 형성하는 복수의 표면을 형성하기 위하여 상기 외부 유전체 배리어막은 상기 보조부를 커버하도록 패턴화될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 광전소자는 마이크로디스플레이와 같은 많은 활성존을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 존은 모두 상기 아래의 단부를 초과하고 각 이웃 활성존의 인접 포위부로부터 이격해 있는 층 C1, ..., Cn 및 막 F1, ..., Fn에 의해 덮인다. 그리고 외부 무기 유전체 막이 선택적으로 활성존의 층 또는 각 마지막 층을 덮고 그의 인접한 접속 존을 커버한다.
유익하게는, 상기 소자는 활성존에 의해 한정되며 마이크로디스플레이의 각 픽셀에 대응하는 컬러 도트에 대항되는 컬러 필터 또는 컬러 변경 수단을 포함하는, 적어도 하나의 컬러 마이크로디스플레이를 형성할 수 있다.
훨씬 더 유익하게는, 상기 소자는 그 면 중 적어도 하나에 발광 유닛으로 코팅된 기판을 포함할 수 있다. 상기 발광 유닛은 적어도 두개의 전극, 즉 내부 및 외부 전극을 포함하는 OLED 유닛이다. 상기 전극 사이에 발광 구조체가 샌드위치되어 있고 그 중 적어도 하나는 방출된 빛에 투명하며, 봉지 구조체는 외부 전극을 커버할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상술한 소자를 봉지하는 방법은
a) 내부 무기막(F1)을 적어도 하나의 활성존에, 예를 들어 상기 발광 유닛의 외부 전극 상에 원자층 증착법(ALD) 또는 플라즈마 강화 화학적 기상 증착법(PECVD)에 의해 증착하는 단계로서, 상기 막(F1)은 바람직하게는 화학식 AlxOy, SiOx, SixNy, SiOxNy, ZnSe, Sb2O3 및 금속과 선택적으로 결합된 투명 전도성 산화물(TCO)의 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 무기 화합물 기반인 것을 특징으로 하는 단계;
b) 발광 유닛을 액상으로 증착된 내부의 감광 폴리머층(C1)으로 커버하여 상기 층이 막(F1) 및 인접한 접속존을 연속적으로 커버하도록 하는 단계로서, 접착 촉진제, 예를 들어 실란을 선택적으로 상기 막(F1)에 미리 증착하는 것을 특징으로 하는 단계;
c) 상기 층(C1)을 방사 노출로부터 선택적으로 마스킹함으로써 발광 유닛의 프리셋 영역에서 노출시킴으로써, 한편으로는 상기 노출에 이어 상기 층(C1)이 막 (F1)으로 커버된 활성존 위로 그리고 인접한 활성존의 포위부에서 이격해 있는 적어도 하나의 포위부에서 중합되고, 다른 한편으로는 접속존을 포함하는 유닛의 나머지 영역은 해중합되어, 중합된 층(C1)이 막(F1) 및 활성존을 봉지하여 d)단계에서 막(F1) 및 활성존을 보호하게 되도록 하는 단계;
d) 중합된 층(C1)을 수조, 예를 들어 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH) 수조에 침지하여 현상하고, 뒤이어 선택적으로 층(C1)의 추가적 노출을 하는 단계;
e) 상기 a)단계 내지 d)단계를 선택적으로 적어도 한번 반복하는 단계로서, 적어도 하나의 다른 무기막 F2, ..., Fn/감광 폴리머층 C2, ..., Cn 다층을 증착하고, 막 F2, ..., Fn 을 층 C1, ..., Cn-1에 증착하고 중합된 층 C2, .., Cn이 층 C1, ..., Cn-1을 포위하는 것을 특징으로 하는 단계
를 포함한다.
a)단계는 바람직하게는 ALD에 의해 수행되는데, 저온 증착은 가능한 한 가장 가깝게 아래의 표면에 마이크로-릴리프 또는 나노-릴리프와 같은 고밀도의 매우 낮은 침투성 막을 수득할 수 있게 한다.
또한, ALD에 의해 증착된 상기 막은 예를 들어 에탄올, 물, 아세톤과 같은 극성 또는 비극성 용매 및 TMAH 및 ROR과 같은 포토레지스트 현상액/제거제의 사용을 가능하게 한다.
b)단계는 어떤 코팅 방법, 예를 들어 스핀 코팅 또는 딥 코팅과 같은 방법을 이용하여 수행될 수 있다.
바람직하게는, 층(C1, ..., Cn)의 감광 폴리머로서, 포지티브 포토리소그래피 레지스트가 사용되며, c)단계에서, 활성존을 덮는 감광층은 상기 주변 단부를 면하고 이를 초과하는 마스크에 의해 선택적으로 마스킹된다. 이로 인하여 상기 층이 노출로부터 보호되고 적어도 하나의 당해 포위부를 포함한 영역에서 중합된 상태로 남게 된다. 반대로, 상기 층의 나머지는 용해를 목적으로 노출에 의해 해중합된다.
상술한 본 발명의 제 1실시예에 따르면, a)단계에서 증착될 막 F1, ..., Fn에 화학식 AlxOy, SiOx, SixNy, SiOxNy, ZnSe, Sb2O3의 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 유전체 무기 화합물이 사용되며, d)단계 후에, 층 C1, ..., Cn의 적어도 하나의 포위부는 발광 유닛 상에서 상기 막의 주변부를 너머 연장한다.
상술한 본 발명의 제 2실시예에 따르면, 화학식 ZnO의 징크 옥사이드 또는 ZnO:Al의 박막과 같은 금속과 선택적으로 결합되는 적어도 하나의 투명 전도성 산화물(TCO)이 a)단계에서 증착될 막 F1, ..., Fn을 위해 사용된다. 그리고 d)단계에 이어서, 상기 막은 상기 층의 적어도 하나의 포위부가 상기 막의 주변부와 접촉하여 연장되고 상기 막이 유닛으로부터 다른 어느 곳에서도 제거되도록, 활성존을 덮는 돌출 중합층 C1, ..., Cn을 마스크로서 이용하여 ? 에칭된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, d)단계에 이어서, 중합된 층 C1, ..., Cn의 두께를 줄이고 픽셀 간 크로스-토크의 문제 관련 마이크로디스플레이 사양을 만족시키기 위하여, 반응 이온 에칭(RIE) 공법 또는 산소 플라즈마와 같은 드라이 에칭 공법을 이용하여 중합된 층 C1, ..., Cn을 에칭할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, d)단계에 이어서, 그리고 선택적으로 상기 드라이 에칭 공법에 이어서, 저온에서 외부 무기 배리어막을 등각으로 증착하는 것이 가능하다. 여기서, 상기 막은 당해 층 C1, ..., Cn의 적어도 하나의 포위부를 외부로부터 분리시키기 위하여, 활성존을 덮고 상기 당해 층 C1, ..., Cn 및 그 인접 접촉 존을 커버하며, 이 등각 증착은 바람직하게는 적어도 하나의 유전체 화합물의 원자층 증착(ALD) 또는 플라즈마 강화 화학적 기상 증착법(PECVD)에 의해 제조된다.
상기 방법으로 수득된 봉지 구조체는 로버스트(robust)한 모놀리식(monolithic) 봉지를 형성하며, 배리어 다층의 두께가 특히 중요한 특정 경우에 (특히 픽셀 간 크로스-토크를 방지하기 위하여 다층이 충분히 박형이어야 하는 마이크로디스플레이의 경우), 상술한 드라이 에칭 공법에 의한 층 C1, ..., Cn의 시닝(thinning)은 마이크로디스플레이의 각 픽셀을 분리하는 거리 및 당해 컬러 필터가 적어도 배리어 다층에서 완벽하게 제어되도록 한다.
본 발명의 다른 장점, 특징 및 상세사항은 수반하는 도면을 참고로 하기의 설명에 의해 분명해질 것이다. 수반하는 도면은 단지 예시를 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 마이크로디스플레이를 포함하는 소자의 제조 중에, 포지티브 레지스트 층(C1)으로 발광 유닛을 코팅하는 b)단계 후의, 상기 층이 특히 유전체막(F1)을 커버하는 것을 나타내는, 도식적 단면도이다.
도 2는 도 1의 소자의 층(C1)을 노출시키는 c)단계를 나타내는 도식적 단면도이다.
도 3은 층(C1)을 현상하는 d)단계 후의 도 2의 소자를 나타내는 도식적 단면도이다.
도 4는 도 3의 소자에서 노출되고 현상된 층(C1)을 드라이 에칭하는 단계를 나타낸 도식적 단면도이다.
도 5는 도 4의 소자의 상기 드라이 에칭 단계에 이은, 층(C1) 상에 무기 배리어막을 증착하는 단계의 결과를 나타내는 도식적 단면도이다.
도 6은 도 5의 소자에 컬러 필터가 구비된 투명 보호캡을 접착으로 접합하는 마지막 단계 후의, 본 발명의 제 1실시예에 따른 제조방법의 마지막에서의 도 4의 소자의 도식적 단면도이다.
도 7은 네개의 마이크로디스플레이를 포함하는 소자의 두 필드의 부분적 도식적 평면도이다. 본 발명의 하나의 본보기 실시예에 따른 패턴화된 감광층(C1)의 포위부를, 이웃하는 마이크로디스플레이에 대하여 상기 마이크로디스플레이 중 하나로 나타냈다.
도 8은 도 7에 도시한 본 발명의 본보기 실시예에 따른 소자의 마이크로디스플레이의 도식적 평면도이다. 상기 마이크로디스플레이의 활성존에 대하여, 패턴화된 감광층의 본보기 돌출 가장자리를 나타낸다.
도 9는 도 8에 도시한 본 발명의 실시예의 변형에 따른 소자의 마이크로디스플레이의 부분적 도식적 평면도이다. 상기 마이크로디스플레이의 활성존에 대하여, 패턴화된 감광층의 톱날형 포위 가장자리 부분을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 마이크로디스플레이 포함 소자의 제조 중, 전체 유닛에 증착된 전도성 막(F1')을 커버하는 노출된 포지티브 레지스트 층(C1)을 현상하는 d)단계 후를 나타낸 도식적 단면도이다.
도 11은 상기 층(C1)으로부터 막(F1')을 선택적으로 제거하기 위하여 막 (F1')을 ? 에칭하는 단계 후의 도 10의 소자의 도식적 단면도를 나타낸다.
도 12는 상기 에칭 단계 후에 상기 층(C1)에 무기 배리어막을 증착하는 단계후의 도 11의 소자의 도식적 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전도성 무기막(F1')의 광학적 성질에 관한 그래프이다. 방출된 파장의 함수로서 각각 광학상수 n 및 광학상수 k의 커브를 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 본보기 실시예에 따른 소자의 마이크로디스플레이의 도식적 평면도이다. 무기막(F1)으로 덮인 상기 마이크로디스플레이를 커버하는 감광층(C1)에, 두개의 보조 포위부가 연속적으로 활성존을 초과하는 포위부로부터 이격하여 그 주위에 위치하는 것을 나타낸다.
도 15는 도 14의 마이크로디스플레이의 도식적 단면도이다. 상기 층(C1)을 덮는 외부 무기 배리어막에 접착으로 접합된 투명 보호캡을 더 나타낸다.
도 2는 도 1의 소자의 층(C1)을 노출시키는 c)단계를 나타내는 도식적 단면도이다.
도 3은 층(C1)을 현상하는 d)단계 후의 도 2의 소자를 나타내는 도식적 단면도이다.
도 4는 도 3의 소자에서 노출되고 현상된 층(C1)을 드라이 에칭하는 단계를 나타낸 도식적 단면도이다.
도 5는 도 4의 소자의 상기 드라이 에칭 단계에 이은, 층(C1) 상에 무기 배리어막을 증착하는 단계의 결과를 나타내는 도식적 단면도이다.
도 6은 도 5의 소자에 컬러 필터가 구비된 투명 보호캡을 접착으로 접합하는 마지막 단계 후의, 본 발명의 제 1실시예에 따른 제조방법의 마지막에서의 도 4의 소자의 도식적 단면도이다.
도 7은 네개의 마이크로디스플레이를 포함하는 소자의 두 필드의 부분적 도식적 평면도이다. 본 발명의 하나의 본보기 실시예에 따른 패턴화된 감광층(C1)의 포위부를, 이웃하는 마이크로디스플레이에 대하여 상기 마이크로디스플레이 중 하나로 나타냈다.
도 8은 도 7에 도시한 본 발명의 본보기 실시예에 따른 소자의 마이크로디스플레이의 도식적 평면도이다. 상기 마이크로디스플레이의 활성존에 대하여, 패턴화된 감광층의 본보기 돌출 가장자리를 나타낸다.
도 9는 도 8에 도시한 본 발명의 실시예의 변형에 따른 소자의 마이크로디스플레이의 부분적 도식적 평면도이다. 상기 마이크로디스플레이의 활성존에 대하여, 패턴화된 감광층의 톱날형 포위 가장자리 부분을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 마이크로디스플레이 포함 소자의 제조 중, 전체 유닛에 증착된 전도성 막(F1')을 커버하는 노출된 포지티브 레지스트 층(C1)을 현상하는 d)단계 후를 나타낸 도식적 단면도이다.
도 11은 상기 층(C1)으로부터 막(F1')을 선택적으로 제거하기 위하여 막 (F1')을 ? 에칭하는 단계 후의 도 10의 소자의 도식적 단면도를 나타낸다.
도 12는 상기 에칭 단계 후에 상기 층(C1)에 무기 배리어막을 증착하는 단계후의 도 11의 소자의 도식적 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전도성 무기막(F1')의 광학적 성질에 관한 그래프이다. 방출된 파장의 함수로서 각각 광학상수 n 및 광학상수 k의 커브를 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 본보기 실시예에 따른 소자의 마이크로디스플레이의 도식적 평면도이다. 무기막(F1)으로 덮인 상기 마이크로디스플레이를 커버하는 감광층(C1)에, 두개의 보조 포위부가 연속적으로 활성존을 초과하는 포위부로부터 이격하여 그 주위에 위치하는 것을 나타낸다.
도 15는 도 14의 마이크로디스플레이의 도식적 단면도이다. 상기 층(C1)을 덮는 외부 무기 배리어막에 접착으로 접합된 투명 보호캡을 더 나타낸다.
상기 도면에서 도시한 다층 봉지 구조체(1, 101, 201)는 예를 들어 발광 광전소자(2)의 민감한 부품이 주변 공기의 수분 및 산소로부터 보호되도록 발광 광전소자(2)의 외부 방출 표면을 커버한다.
도시된 광전소자(2)는 예를 들어, 알려져있듯이, 보통 활성존(5) 및 전기접속존(6)을 포함하는 발광 유닛(4)으로 코팅된 실리콘으로 형성된 기판(3)을 포함하는 OLED 마이크로디스플레이이다. 발광 유닛(4)은 두개의 전극, 즉 내부 및 외부 전극(도시하지 않음)을 갖는데, 그 사이에 발광 구조체(도시하지 않음)가 샌드위치되어있고, 그 중 적어도 하나는 (이 예에서는 캐소드와 같은 외부 전극) 빛이 활성존(5)을 통하여 소자(2)의 외부를 향해 방사되게 하기 위하여, 방출된 빛에 투명하거나 반투명하다.
외부 전극은 바람직하게는 은, 알루미늄 또는 사마륨과 같은 금속으로 이루어진다. 이는 상기 금속의 가시영역에서의 투명성 및 작은 두께(외부 전극의 두께는 예를 들어 10nm 내지 30nm이다)에서의 그들의 전기 전도성 때문이다. 흔히 캡핑층이라고 불리는 추가 층이 외부 전극 상에 이익적으로 배치될 수 있다: 이 인덱스-브레이킹 층(index-breaking layer)은 OLED 발광 구조체의 빛 추출 계수를 높이는 역할을 한다. 상기 층은 예를 들어 외부 전극에서와 같은 방식으로 디스플레이의 차원을 갖는 마스크를 통하여 증발된 SiOx 층일 수 있다. OLED 방출 구조체는 예를 들어 전극으로부터 도착하는 전자 및 홀을 이송하도록 디자인된 유기막 다층으로 이루어진다. 상기 전자 및 홀은 생성 엑시톤을 재결합하여 빛을 방출한다.
특히 도 6에서 도시하듯이, 봉지 구조체(1)는 본 발명의 제 1실시예에 따르면:
- 바람직하게는 OLED 유닛의 각 활성존(5)에 ALD에 의해 증착된 "예비 봉지" 내부 무기 유전체막(F1). 여기서, 상기 막은 OLED 구조체가 악화되는 것을 방지하기 위하여 이익적으로 110℃ 미만의 온도에서 (10nm 내지 30nm의 두께, 예를 들어 25nm에서는 전형적으로 85℃에서) 증착된 옥사이드 Al2O3에 기반하며, 상기 막은 선택적으로 PEVCD Si3N4 또는 SiO2 (예를 들어 ALD Al2O3/Si3N4 또는 ALD Al2O3/SiO2)와 결합되거나, 하나 이상의 Al2O3/ZnO 다층의 다층에 기반한다 (모든 다층은 가능한 대로 ALD에 의해 제조된다);
- 예를 들어 "TELR-P002" 또는 "JSR420"과 같은 포지티브 포토레지스트에 기반하며, 막(F1)으로 커버된 각 활성존(5)을 포위하고, 막 F1의 주변부를 연속적으로 초과하고 인접한 접속존(6) 및 이웃 활성존(5)을 포위하는 다른 폴리머층(C1)으로부터 이격해 있는 폴리머층(C1);
- 전체 OLED 유닛 (접속존(6) 포함)을 연속적으로 커버하며, 예를 들어 바람직하게는 Al2O3, Si3N4, Al2O3/Si3N4 또는 SiO2 (110℃ 미만의 온도에서 증착됨, 10nm 내지 30nm의 두께, 예를 들어 25nm에서는 전형적으로 85℃에서 증착됨)로 이루어지는 외부 무기 유전체 배리어막(Fe);
- 각 마이크로디스플레이 픽셀의 대응 컬러 도트에 면하게 배치된 R, G, B 광학 컬러 필터가 내부 면에 제공되고, UV-경화 접착제(8)(바람직하게는 아크릴레이트 또는 에폭시)를 사용하여 압력 하에 마이크로디스플레이에 접합되는 보호캡(7)
을 포함할 수 있다.
도 1은 접속존(6)을 포함하는 OLED 유닛(전형적으로 300nm 내지 약 1㎛의 두께임) 전체에 포지티브 레지스트 층(C1)을 스핀 코팅에 의해 증착한 것을 도시한다. 마이크로디스플레이 활성존(5)은 무기막 (F1)으로 미리 코팅되었다. 선택적으로 스핀 코팅 전에, HMDS 접착 촉진제 (오븐에서 100℃, 30초 이상의 조건에서 수득된, 두께 약 1 nm의 접착 촉진제)를 증착한다. 레지스트는 유기 OLED 소자와 양립가능한 베이킹 온도에서 베이킹될 수 있으며, 상기 온도는 소분자 OLED의 경우 110℃ 미만이어야 하고 폴리머 OLED의 경우 140℃ 미만이어야 한다 (폴리머 발광 다이오드는 PLED라고도 불린다).
도 2는 활성존(5)을 덮고 초과하는 포토리소그래피 마스크(9) 때문에 백엔드의 차후 접속을 위해 접속존이 자유로운 상태로 남아있게 하고, UV 방사에의 노출에 의한 레지스트의 해중합을 방지하기 위하여, 층(C1)이 마이크로디스플레이의 활성존(5) 너머이되 인접한 접촉패드 포함 접속존(6)에 못 미치는 지점까지 노출된 것을 나타낸다.
도 7에 도시하듯이, 노출된 층(C1)의 각 구조화된 돌출부(10)에 허용된 최대 영역이 한정되는 것을 보장하기 위해 주의를 기울인다. 상기 돌출부는 각 마이크로디스플레이 활성존(5)의 주변 단부(5a)와 마스크(9)의 주변 단부(이는 또한 상기 돌출부(10)의 가장 끝부분을 한정함) 사이의 거리 (xi, i=0, ..., 3)로 나타낸다. 특히, 거리 xi는 확산에 의하여 수증기가 소자로 측면 침투하는 것을 방지하는 중요한 역할을 하며, 상기 거리는 침투를 지연시키기 위하여 가능한 한 가장 커야 한다. 또한, 상기 거리 xi는 같은 스테퍼 필드 및 인접 필드에 포함된 다른 마이크로디스플레이의 위치에 따라 선택되어야 한다. 따라서, 다양한 거리 xi는 다를 수 있다. 또한, 주어진 필드는 톱으로 도 7의 실시예에서와 같이 절단될 수 있다. 이 절단은 네 개의 마이크로디스플레이 간에 수행될 수 있다. 즉, 이 경우, 거리 xi는 톱 절단의 폭을 고려해야 한다는 뜻이다.
유리하게는, 필드 당 네 개의 디스플레이를 포함하는 디자인의 경우, 거리 xi에 하기의 차원의 제약이 준수될 수 있다:
~ x0 ≤ L0
~ x1 < (L1)/2
~ x2 < (L2)/2
~ x3 < (L3)/2.
도 3은 층(C1)의 현상(예를 들어 TMAH 현상액을 넣은 수조에 침지시킴으로써)단계의 결과, 활성존(5)의 부품을 현상액 수조로부터 보호하기 위하여, 선택적으로 층(C1)이 활성존(5)으로부터 미리 결정된 거리만큼 이격한 곳에서 용해되고, 활성존 위에서 중합된 상태로 보존되고 활성존을 포위하는 것을 나타낸다. 이 현상액은 특히 접속존(6)의 접촉 패드를 자유롭게 하는 효과를 갖는다. 이 현상 단계 후에, 층(C1)은 베이킹될 수 있고, 선택적으로, 어떤 상태에서 레지스트의 장기 안정성에 따라 층의 추가 노출이 수행될 수 있다.
이 단계에서, 또는 뒤에 설명할 에칭 단계 후에, 모든 잔여 포지티브 레지스트를 노출시키는 (UV 램프를 이용하여, 예를 들어 365 nm에서) 새 단계를 수행할 수 있다. 노출 양은 예를 들어 60 mW 내지 100 mW일 수 있으며 레지스트의 두께에 따라 조정될 수 있다. 이는 이러한 단계가 표피상의 기포의 출현을 제한함으로써 소자의 내구성을 향상시킬 수 있는 것으로 관찰되었기 때문이다.
도 4는 잔여 층(C1)의 전체 두께를 감소시키고 이 층의 전체 두께가 마이크로디스플레이의 사양과 양립가능하게 하기 위하여, 반응 이온 에칭(RIE) 또는 이익적으로 산소 (O2) 플라즈마를 이용하여 잔여 층(C1)을 드라이 에칭하는 단계를 보여준다. 이 단계는, 처음 두께가 1㎛ 이상 (예를 들어 "JSR420" 레지스트에 1.3㎛) 인 경우와 같이, 감광층(C1)이 처음에 상기 사양에 너무 두껍게 선택되었다면, 이 드라이 에칭 단계를 통하여, 마이크로디스플레이의 전류 생성을 위하여 감광층(C1)의 두께가 약 0.5㎛까지 감소되게 한다. 상기 드라이 에칭 단계를 이용하여 수득된 봉지의 두께를 제어하는 것은 흡수 제어 또한 가능하게 한다.
두께 300 nm 내지 400 nm의 "TELF-P002" 레지스트를 스핀 코팅함으로써 상기 층을 에칭에 의하여 150 nm 내지 250 nm의 두께로 얇게할 수 있다는 것이 입증되었다. 폴리머 두께를 감소시키는 것은 뒤에 설명할, 상기 레지스트를 베이킹하는 선택적 단계에서 보다 쉽게 가스제거되게 함으로써 소자의 내구성을 향상시킬 수 있게 한다. 따라서, 두개의 무기막 및 중간 폴리머층에 의해 형성된 배리어 어셈블리 는 매우 효과적으로 유지하면서 전체 두께 400 nm 미만, 또는 300 nm 미만, 또는 200 nm 미만으로 제조될 수 있다. 상기 두께는 방출 구조체와 컬러 필터 간 거리를 최소화되게 하고, 이로 인해 다른 컬러의 인접한 픽셀 간 크로스-토크를 방지한다.
에칭 단계는 보다 등방성인(isotropic) 에치를 수득하여 보다 균일한 폴리머층을 수득하기 위하여 선택적으로 두개의 별도의 에칭 단계를 포함할 수 있다.
이 시점에서, 폴리머층의 적어도 부분적 가스제거를 가능하게 함으로써 소자의 내구성을 향상시키기 위한 베이킹 단계를 수행할 수 있다. 상기 베이킹의 온도는 상술하였듯이 OLED 구조와 양립가능해야 한다. 베이킹은 예를 들어 1분 내지 24시간의 기간 동안, 예를 들어 2시간 동안에 80℃ 내지 100℃의 온도에서 수행될 수 있다.
도 5는 외부 유전체 배리어막(Fe)의 층(C1)에의 저온 등각 증착 (바람직하게는 ALD 또는 PECVD에 의한) 단계의 결과, 층(C1)의 돌출부(10)를 밀봉하고 층(C1)을 통하여 물이 측면 확산되는 것을 방지하는 것을 보여준다.
도 6은 상술하였듯이 R, G, B의 컬러 필터가 구비된 캡(7)을 갖는 마이크로디스플레이의 보호 패키징의 예를 보여준다.
도 8은 본 발명에 따른 마이크로디스플레이를 포위하는 감광층(C1)의 돌출 주변부(10)의 가능한 기하학을 보여준다. 상기 돌출 주변부(10)는, 일정한 폭의 직사각형 윤곽을 갖는 반면, 도 9에서 도시하는 변형은 톱날형인, 예를 들어 우표 모양과 같은 직사각형 포위부(110)를 갖는다. 이는 절단함으로써 분리될 개별 마이크로디스플레이 사이의 영역에서 캡(7)의 접착제(8)의 차후 접착을 최적화하기 위한 것이다. 여기서, 마이크로디스플레이의 활성존(5)을 포위하는 층(C1)에 충분한 폭의 돌출을 보존하여 수증기의 확산을 충분히 지연시키고 OLED 유닛(4)에 충분히 접착하게 하면서 층(C1)이 제거된다.
제조방법을 도 10 내지 12에 도시한 본 발명의 제 2실시예에 따른 마이크로디스플레이 봉지 구조체(101)와 도 1 내지 6에 도시한 구조체의 중요한 차이점은 제 2실시예에 따른 마이크로디스플레이 봉지 구조체(101)는 무기 유전체막(F1) 대신에 투명한 다른 무기막(F1')을 ALD에 의해 증착한다는 것이다. 그러나, 상기 막은 바람직하게는 ZnO 또는 ZnO:Al로 이루어지기 때문에 전기적으로 전도성이 있다.
ALD-증착 투명 전도성 산화물 기반인 상기 막(F1')은 특히 하기 세 장점을 갖는다:
- OLED 유닛의 부품의 질이 저하되게 하지 않기 위하여 100℃ 미만의 온도에서 증착될 수 있다;
- 광학 상수 n 및 k(Woollam 시스템을 이용하여 측정되는 Savannah 200 막)의 그래프인 도 13에서 도시하듯이, 상기 막(F1')은 특히 상수 n이 가시영역에서 높기 (그 평균값은 주로 2이다) 때문에 우수한 하층을 형성한다;
- ALD 증착법은 고질의 봉지 제조를 가능하게 한다.
도 10에서 도시하듯이, 상기 막(F1')은 감광층(C1)의 코팅, 노출 및 현상 전에 우선 OLED 유닛(4)의 전체 표면(접속존(6) 포함)에 증착된다. 상기 층(C1)은 본 발명의 제 1실시예에서 층(C1)과 비슷한 방법으로 활성존(5)에 대하여 돌출한다. 상기 초기 전도성 막(F1') 코팅은 필드 및 접속존(6)을 단락하는(short-circuiting) 효과가 있다.
다음으로, 도 11에서 볼 수 있듯이, 중합층(C1) 너머 영역으로부터(그러므로 특히 접속존(6)으로부터) 막(F1')을 선택적으로 제거하기 위하여, 막(F1')을 ? 에칭하는 (예를 들어 산용액, 예를 들어 탈이온수에 희석시킨 HCl 기반 산용액으로) 다음 단계를 수행한다. 여기서, ? 에칭은 상기 층(C1)을 마스크로 사용한다.
다음으로, 도 12에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 제 1실시예와 비슷하게, 무기 배리어막(Fe)을 층(C1) 상에 전체 OLED 유닛(4)에 증착한다 (예를 들어 ALD에 의해 증착된 Al2O3 막).
도 14 및 도 15에서 도시하는 본 발명의 변형에 따른 봉지 구조체(201)의 감광층(C1)은 마이크로디스플레이의 활성존(5)을 커버하고(활성존(5)은 외부 전극을 형성하는 캐소드 링(5b)에 의해 둘러싸이며, 예를 들어 도 1 내지 도 6에 도시한 것과 비슷하게 무기막(F1)에 의해 덮인다), 적절한 포토리소그래피 마스크에 의해, 활성존(5)을 연속적으로 초과하는 중앙 포위부(210)로부터 이격하여 그 주위에 위치하는 두개의 보조 포위부 (211 및 212)를 갖는다. 보다 정확하게, 도 15에서, 상기 보조 포위부(211 및 212)는 중앙 포위부(210)와 같은 높이이고 서로 같은 높이인 릴리프(도 15의 예에서 직사각형 단면을 갖는)를 형성하며, 상기 보조 포위부(211 및 212)가 그들의 상부 (211a, 212a) 및 측벽(211b, 212b)을 코팅하는 외부 유전체 배리어막(Fe)(제한하지 않는 예로서 ALD에 의해 증착된 Al2O3 기반)에 의해 그 베이스가 함께 연결된다는 것을 볼 수 있다.
또한, 도 15에서 도시하듯이, 투명 보호캡(7)은 층(C1)을 덮는 외부 무기 배리어막(Fe)에 접착으로 접합된다. 보조 포위부(211 및 212)의 측벽(211b 및 212b)을 커버하는 외부 유전체 배리어막(Fe)의 배리어 인터페이스의 증가한 수에 의해 (도 15의 예에서 4개의 측벽) 포토리소그래피에 의해 수득된 상기 두개의 보조 포위부(211 및 212)는 확산에 의한 외부 수증기의 측면 침투를 최소화한다.
Claims (17)
- 유기발광다이오드(OLED)를 이용하는 디스플레이, 조명 또는 신호장치와 같은 유기 광전소자(2)로서,
상기 소자(2)는 밀봉 봉지 다층 구조체(1, 101, 201)로 코팅되는 적어도 하나의 활성 발광존(5)을 갖는 발광 유닛(4) 및 상기 활성 발광존에 인접한 전기 접속 존(6)을 포함하고,
상기 밀봉 봉지 다층 구조체(1, 101, 201)는 내부 다층 F1/C1을 포함하는 n개(n≥1)의 무기막 F1, ..., Fn/감광 폴리머층 C1, ..., Cn의 다층을 포함하며,
여기서, 상기 막(F1)은 활성존을 커버하고 액상으로 증착된 층(C1)에 의해 덮이고,
상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn은 인접한 접속 존에 미치지 않게 끝나는 적어도 하나의 구조화된 포위부(10, 110, 210, 211, 212)의 활성존의 주변 단부(5a) 주위로 연장됨으로써 무기막 F1, ..., Fn을 커버하는 유기 광전소자(2)에 있어서,
만약 n≥2면, 상기 감광 폴리머층 C2, ..., Cn은 바로 아래의 상기 밀봉 봉지 다층 구조체(1, 101, 201)의 상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn-1을 포위하도록 패턴화되고 구조화되어, 상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn이 상기 무기막 F1, ..., Fn을 패시베이트하고, 상기 감광 폴리머층 C1, .., Cn을 패턴화하는데 사용된 용매 및 현상액으로부터 하부의 각 활성존의 면을 보호하고,
상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn은 포토리소그래피 레지스트에 기반하는 것을 특징으로 하는 소자(2). - 제 1항에 있어서, 상기 층 C1, ..., Cn은 포지티브 포토리소그래피 레지스트에 기반하는 것을 특징으로 하는 소자(2).
- 제 1항에 있어서, 상기 무기막 F1, ..., Fn은 원자층 증착법(ALD) 또는 플라즈마 강화 화학적 기상 증착법(PECVD)에 의해 증착되며, 화학식 AlxOy, SiOx, SixNy, SiOxNy, ZnSe, Sb2O3의 화합물 및 금속과 선택적으로 결합된 투명전도성 산화물(TCO)로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 무기 화합물에 기반하는 것을 특징으로 하는 소자(2).
- 제 3항에 있어서, 상기 무기막 F1, ..., Fn은 ALD에 의해 증착되고, 화학식 SiOx, SixNy, 또는 SiOxNy의 화합물과 선택적으로 결합된 적어도 하나의 알루미늄 산화물 AlxOy에 기반하며, 상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn 중 적어도 하나의 포위부(10, 110, 210, 211, 212)는 발광 유닛(4) 상에서 상기 무기막 주변부를 초과하여 연장되는 것을 특징으로 하는 소자(2).
- 제 3항에 있어서, 무기막(F1')은 ALD에 의해 증착되고, 화학식 ZnO의 징크 옥사이드 또는 ZnO:Al 박막과 같은 금속과 선택적으로 결합된 적어도 하나의 투명 전도성 산화물(TCO)에 기반하며, 상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn 중 적어도 하나의 포위부(10)는 상기 무기막의 주변부와 접촉하여 연장되는 것을 특징으로 하는 소자(2).
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 활성존(5)을 분리시키는 상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn 자체는, 상기 감광 폴리머층 중 적어도 하나의 포위부(10, 110, 210, 211, 212)를 외부로부터 분리시키기 위하여 활성존(5)을 덮으며, 그 당해 마지막 상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn 및 인접 접속 존(6)을 커버하는 외부 무기 유전체 배리어막(Fe)으로 덮이는 것을 특징으로 하는 소자(2).
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 보호판(7)이 또한 제공되며, 상기 보호판은 활성존(5)을 덮는 밀봉 봉지 다층 구조체(1, 201)에 접착제(8)에 의해 압력 하에 접합되고, 두개의 인접한 포위부가 발광 유닛(4)에 접착되는 것에 불리하게 영향을 주지 않으면서, 접착제와, 두개의 인접한 포위부 사이에 위치한 상기 발광 유닛(4) 영역 간의 접촉을 최대화하기 위하여, 활성존을 포위하는 상기 포위부(110)는 움푹 들어가는 것을 특징으로 하는 소자(2).
- 제 6항에 있어서,
상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn은, 상기 감광 폴리머층이 포함하는 상기 적어도 하나의 포위부가, 활성존(5)을 봉지함으로써 활성존(5)의 단부(5a)를 연속적으로 초과하는 돌출된 주변 포위부(210), 및 상기 돌출된 주변 포위부와 이격되어 있으며 상기 돌출된 주변 포위부를 둘러싸는 (보조 주변 포위부가 복수인 경우, 서로가 서로를 둘러쌈) 적어도 하나의 보조 주변 포위부(211, 212)를 포함하도록 패턴화되며,
상기 외부 무기 유전체 배리어막(Fe)은, 서로에 평행하며 기판(3)의 평면에 수직이고, 활성존을 향한 수증기의 측면 침투와 같은 수의 장애물을 형성하는 복수의 표면을 형성하기 위하여, 상기 보조 주변 포위부를 커버하는 것을 특징으로 하는 소자(2). - 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 아래의 단부를 초과하지만 각 이웃 활성존의 인접한 포위부(10, 110, 212)로부터 이격해 있는 감광 폴리머층 C1, ..., Cn 및 무기막 F1, ..., Fn에 의해 덮이는, 마이크로디스플레이와 같은 다수의 활성존(5)을 포함하며,
외부 무기 유전체 막(Fe)은 선택적으로 활성존의 층 또는 각 마지막 층(C1)을 덮으며, 인접한 접속 존(6)을 커버하는 것을 특징으로 하는 소자(2). - 제 9항에 있어서, 활성존(5)에 의해 한정되고, 마이크로디스플레이의 각 픽셀에 대응하는 컬러 도트에 대향되는 컬러 필터(R, G, B) 또는 컬러변경 수단을 포함하는 적어도 하나의 컬러 마이크로디스플레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 소자(2).
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 면 상에 상기 발광 유닛(4)으로 코팅된 기판(3)을 포함하고,
상기 발광 유닛(4)은, 사이에 발광 구조체가 샌드위치 되어있고 그 중 적어도 하나는 방출된 빛에 투명한 적어도 두개의 전극(내부 및 외부 전극)을 포함하며,
상기 밀봉 봉지 다층 구조체(1, 101, 201)는 상기 외부 전극을 커버하는 것을 특징으로 하는 소자(2). - a) 내부 무기막(F1)을 적어도 하나의 활성존(5)에, 원자층 증착법(ALD) 또는 플라즈마 강화 화학적 기상 증착법(PECVD)에 의해 증착하는 단계로서, 상기 내부 무기막(F1)은 화학식 AlxOy, SiOx, SixNy, SiOxNy, ZnSe, Sb2O3의 화합물 및 금속과 선택적으로 결합된 투명전도성 산화물(TCOs)로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 무기 화합물에 기반하는 단계;
b) 발광 유닛(4)을 액상으로 증착된 내부 감광 폴리머층(C1)으로 커버하여 상기 내부 감광 폴리머층이 내부 무기막(F1) 및 인접한 접속존(6)을 연속적으로 커버하도록 하는 단계로서, 선택적으로 접착 촉진제를 상기 내부 무기막(F1)에 미리 증착하는 단계;
c) 상기 내부 감광 폴리머층(C1)을 선택적으로 방사 노출로부터 마스킹함으로써, 발광 유닛(4)의 프리셋 영역에서 상기 내부 감광 폴리머층(C1)을 노출시켜 중합층을 형성하는 단계로서,
한편으로는, 상기 노출에 이어 상기 내부 감광 폴리머층(C1)이 상기 내부 무기막(F1)으로 커버된 활성존 위에서, 그리고 인접 활성존(5)의 포위부로부터 이격해 있는 적어도 하나의 포위부(10, 110, 210, 211, 212)에서 중합되고,
다른 한편으로는, 상기 내부 감광 폴리머층(C1)이 접속존을 포함하는 유닛의 나머지 부분 위에서 해중합되어, d) 단계 동안 상기 내부 무기막(F1) 및 활성존을 보호하기 위하여, 상기 중합된 층(C1)이 상기 내부 무기막(F1) 및 활성존을 봉지하는 단계;
d) 중합된 층(C1)을 수조에 침지함으로써 현상하는 단계로서, 이어서 선택적으로 층(C1)의 추가적 노출을 하는 단계; 및
e) 상기 a) 내지 d) 단계를 선택적으로 적어도 한번 반복하고, 적어도 하나의 다른 무기막(F2, ..., Fn)/감광 폴리머층(C2, ..., Cn) 다층을 증착하고, 상기 막(F2, ..., Fn)를 층 C1, ..., Cn-1 상에 증착시키고, 중합된 층 C2, ..., Cn이 층 C1, ..., Cn-1을 포위하게 하는 단계를 포함하는, 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 유기 광전소자(2)를 봉지하는 방법에 있어서,
상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn으로서 포토리소그래피 레지스트에 기반한 층을 사용하고,
상기 c) 단계에서, 활성존을 덮는 상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn을 선택적으로 상기 주변 단부(5a)에 면하고 이를 초과하는 마스크(9)로 마스킹함으로써, 용해시킬 목적으로 노출에 의해 해중합된 상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn의 나머지와 반대로 상기 층이 노출로부터 보호되고 상기 적어도 하나의 당해 포위부(10, 110, 210, 211, 212)를 포함하는 영역이 중합된 상태로 남아있게 하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 12항에 있어서, 상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn으로 사용되는 상기 층은 포지티브 포토리소그래피 레지스트에 기반하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항에 있어서, a) 단계에서 증착될 무기막 F1, ..., Fn에 화학식 AlxOy, SiOx, SixNy, SiOxNy, ZnSe, Sb2O3의 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 유전체 무기 화합물이 사용되며,
d) 단계 이후에, 상기 감광 폴리머층 C1, ..., Cn의 적어도 하나의 포위부(10, 110, 210, 211, 212)는 발광 유닛(4) 상에서 상기 무기막 주변부를 초과하여 연장되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 12항에 있어서, a) 단계에서 증착될 무기막(F1')에, 화학식 ZnO의 징크 옥사이드 또는 ZnO:Al의 박막과 같은 금속과 선택적으로 결합되는 적어도 하나의 투명 전도성 산화물(TCO)이 사용되며,
d) 단계 이후에, 활성존(5)을 덮는 돌출 중합층 C1, ..., Cn을 마스크로 이용하여 상기 막을 ?에칭하여 상기 층의 적어도 하나의 포위부(10)가 상기 막의 주변부와 접촉하여 연장되게 하고, 상기 막이 유닛(4)으로부터 다른 어느 곳에서도 제거되게 하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 12항에 있어서, d) 단계 후에, 중합된 층 C1, ..., Cn의 두께를 줄이기 위하여 반응 이온 에칭법(RIE) 또는 산소 플라즈마와 같은 드라이 에칭 공법을 이용하여 중합된 층C1, ..., Cn을 에칭하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항에 있어서, 상기 감광 폴리머층의 적어도 하나의 포위부(10, 110, 210, 211, 212)를 외부로부터 분리시키기 위하여, d)단계 후에, 외부 무기 배리어막(Fe)을 저온에서 등각으로 증착하며, 상기 막은 활성존(5)을 덮고 당해 감광 폴리머층 C1, ..., Cn 및 그 인접한 접속존(6)을 커버하고, 상기 등각 증착은 적어도 하나의 유전체 화합물의 원자층 증착(ALD) 또는 플라즈마 강화 화학적 기상 증착(PECVD)에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
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