KR102158305B1 - 유기 발광 다이오드의 하이브리드 캡슐화를 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
하이브리드 물질 층을 이용하여, 기판 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED) 구조들을 캡슐화하기 위한 방법들 및 장치가 제공된다. 캡슐화 방법들은 단일 또는 다중 챔버 프로세스들로서 수행될 수 있다. 하이브리드 물질 층의 증착 동안 사용되는 프로세싱 파라미터들은, 증착되는 하이브리드 층의 특징들의 제어를 가능하게 한다. 하이브리드 층은, 층이 하이브리드 층의 일부 서브 층들에서는 무기 물질의 특징들을 갖도록 그리고 하이브리드 층의 다른 서브 층들에서는 유기 물질의 특징을 갖도록, 증착될 수 있다. 하이브리드 물질의 사용은 종래의 프로세스들에 존재하는 정렬 문제들 없이 저가로 완성되는 캡슐화 프로세스를 위해 단일 하드 마스크를 이용한 OLED 캡슐화를 가능하게 한다.
Description
[0001] 본 발명의 실시예들은 일반적으로 유기 발광 다이오드를 캡슐화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
[0002] 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들은, 예를 들면, 액정 디스플레이들(LCD)과 비교하여, 그들의 더 빠른 반응 시간, 더 큰 시야각들, 더 높은 명암비(contrast), 더 경량의 무게, 더 낮은 전력 및 가요성 기판들에 대한 순응성(amenability)에 기인하여 디스플레이 애플리케이션들에서 최근 상당한 관심을 얻어왔다. 그러나, OLED 구조들은 한정된 수명을 가질 수 있고, 전계발광 효율(electroluminescence efficiency)의 감소 및 구동 전압의 증가를 특징으로 한다. OLED 구조들의 성능저하(degradation)에 대한 주요 이유는 수분 또는 산소 침입(ingress)에 기인한 비-방사 암점(non-emissive dark spots)들의 형성이다. 이러한 이유 때문에, OLED 구조들은 전형적으로, 무기 층들 사이에 끼워진(sandwich) 유기 층에 의해 캡슐화된다(encapsulated). 유기 층은, 제 2 무기 층이 실질적으로 균일한 표면 또는 증착을 갖도록 제 1 무기 층 내의 임의의 보이드들 또는 결함들을 충진하도록 이용된다.
[0003] 도 1a 내지 도 1c는 캡슐화 층들을 증착하기 위한 종래의 프로세스를 도시하는데, 이러한 캡슐화 층들은 전형적으로, 제 1 무기 층(106)(106a 및 106b로 도시됨), 유기 층(108)(108a 및 108b로 도시됨), 및 제 2 무기 층(116)(116a 및 116b로 도시됨)을 포함한다. 프로세스는, 도 1a에 도시된 바와 같이, OLED 구조(104)가, 마스크(109)에 의해 보호되지 않는 개구(107)를 통하여 노출되도록 제 1 마스크(109)를 기판(100) 위에 정렬함으로써 개시된다. 제 1 마스크(109)는, OLED 구조(104)로부터 제 1 마스크(109)의 에지까지 거리(110)를 갖는 개구(107)를 정의한다. 제 1 마스크(109)는 전형적으로, INVAR®와 같은 금속 물질로 이루어진다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 제 1 마스크(109)는 실리콘 질화물 또는 알루미늄 산화물과 같은 제 1 무기 층(106)(106a, 106b로 도시됨)을 OLED 구조(104) 위에 패터닝하도록 이용된다. 제 1 마스크(109)는, OLED 구조(104) 근처의 콘택 층(contact layer)(102)의 부분(105)이 제 1 마스크(109)에 의해 덮여져서 무기 층(106)이 그 부분(105) 상에 증착되지 않도록, 위치된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 제 1 마스크(109)는 제거되고, 제 1 마스크(109)의 개구(107)보다 작은 개구(111)를 갖는 제 2 마스크(114)로 대체된다. 제 2 마스크(114)는, OLED 구조(104)로부터 제 2 마스크(114)의 에지까지, 제 1 마스크(109)에 의해 정의되는 거리(110)보다 짧은 거리(112)를 갖는 개구(111)를 정의한다. 제 2 마스크(114)를 이용함으로써, 유기 층(108)(108a, 108b로 도시됨)이 제 1 무기 층(106) 위에 증착된다. 제 2 마스크(114)가 제 1 마스크(109)보다 작은 개구(111)를 갖기 때문에, 유기 층(108)은 그 아래의 무기 층(106)을 완전히 덮지 않는다. OLED 구조(104)의 캡슐화는, 도 1c에 도시된 바와 같이, 제 1 마스크(109)를 이용하여, 적어도 제 2 무기 층(116)(116a 및 116b로 도시됨)을 유기 층(108) 및 제 1 무기 층(106)의 노출된 부분의 상부 위에 증착함으로써 완료된다. 제 2 무기 층(116)은 제 1 무기 층(106)과 함께 유기 층(108)을 완전히 캡슐화하고, 그에 의해, 콘택 층(102)의 부분(105)을 노출된 채로 남겨두면서 OLED 구조(104)를 캡슐화한다.
[0004] 위에서 설명된 종래의 프로세스 흐름은, 약 1,500 평방 센티미터보다 큰 상부 평면 면적(top plan area)을 갖는 기판들과 같은 더 큰 면적의 기판들과 함께 사용하기 위해 상업적으로 실행가능하게 스케일링(scaling)하는 것을 막는 상당한 문제점들을 갖는다. 예를 들면, 이러한 대면적 기판들에 대하여 위에서 설명된 프로세스를 구현하기 위해 필요한 두 개의 금속 마스크들(109, 114)은 매우 고가이고, 가격이 각각 $40,000.00를 초과할 수 있다. 게다가, OLED 구조(104)에 대한 각각의 금속 마스크(109, 114)의 매우 타이트한(tight) 정렬 공차가 요구되는데, 일반적으로 100㎛ 이내의 정렬 공차가 요구된다. 이들 마스크들(109, 114)은 길이가 종종 1 미터를 초과하기 때문에, 마스크들(109, 114)은, 주위 온도들로부터 약 섭씨 80도의 프로세싱 온도들로 가열되는 경우 상당한 열팽창을 겪는다. 이러한 상당한 열팽창은, 마스크들(109, 114)을 통하여 형성된 개구들(107, 111)과 OLED 구조(104) 사이의 정렬 손실을 어떻게 방지할지에 관하여 OLED 제조업자들에게 중대한 난제를 제공한다. 정렬 손실은 OLED 구조(104)의 불완전한 캡슐화를 초래할 수 있는데, 이는 결국, OLED 디바이스(104)의 짧아진 수명 및 감소된 성능을 초래한다.
[0005] 따라서, OLED 구조의 박막 캡슐화를 위한 개선된 방법 및 장치가 필요하다.
[0006] 본 발명의 일 실시예에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상에 캡슐화(encapsulating) 층을 형성하기 위한 방법은, 프로세싱 챔버에서, OLED 구조가 위에 배치된 기판의 영역 상에 제 1 무기 층을 형성하는 단계, 프로세싱 챔버에서, 상기 제 1 무기 층 상에 하이브리드 무기/유기 층을 형성하는 단계, 및 프로세싱 챔버에서, 상기 하이브리드 무기/유기 층 상에 제 2 무기 층을 형성하는 단계를 포함한다.
[0007] 다른 실시예에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상에 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법은, 제 1 프로세싱 챔버에서, OLED 구조가 위에 배치된 기판의 영역 상에 제 1 무기 층을 형성하는 단계, 기판을 제 2 프로세싱 챔버로 이송하는 단계, 제 2 프로세싱 챔버에서, 상기 제 1 무기 층 상에 하이브리드 무기/유기 층을 형성하는 단계, 기판을 제 1 프로세싱 챔버로 이송하는 단계 및 제 1 프로세싱 챔버에서, 상기 하이브리드 무기/유기 층 상에 제 2 무기 층을 형성하는 단계를 포함한다.
[0008] 본 개시물의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시물의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시물의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 개시물의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시물이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1a 내지 도 1c는 본 기술분야에서 공지된 종래의 캡슐화 시퀀스의 상이한 단계들 동안의 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다.
[0010] 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, OLED 구조를 캡슐화하기 위한 방법의 흐름도이다.
[0011] 도 3a 내지 도 3c는 도 2의 방법의 상이한 단계들 동안의 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다.
[0012] 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, OLED 구조를 캡슐화하기 위한 방법의 흐름도이다.
[0013] 도 5a 내지 도 5c는 도 4의 방법의 상이한 단계들 동안의 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다.
[0014] 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 OLED 캡슐화 구조들의 개략적인 단면도들을 도시한다.
[0015] 도 7은 본원에서 설명되는 동작들을 수행하는 데에 사용될 수 있는 PECVD 장치의 개략적인 단면도이다.
[0016] 도 8은 본원에서 설명되는 동작들을 수행하는 데에 사용될 수 있는 예시적인 기판 프로세싱 시스템의 개략적인 평면도이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 요소들을 나타내는데 동일한 참조번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유리하게 통합될 수 있는 것으로 고려된다.
[0009] 도 1a 내지 도 1c는 본 기술분야에서 공지된 종래의 캡슐화 시퀀스의 상이한 단계들 동안의 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다.
[0010] 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, OLED 구조를 캡슐화하기 위한 방법의 흐름도이다.
[0011] 도 3a 내지 도 3c는 도 2의 방법의 상이한 단계들 동안의 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다.
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[0014] 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 OLED 캡슐화 구조들의 개략적인 단면도들을 도시한다.
[0015] 도 7은 본원에서 설명되는 동작들을 수행하는 데에 사용될 수 있는 PECVD 장치의 개략적인 단면도이다.
[0016] 도 8은 본원에서 설명되는 동작들을 수행하는 데에 사용될 수 있는 예시적인 기판 프로세싱 시스템의 개략적인 평면도이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 요소들을 나타내는데 동일한 참조번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유리하게 통합될 수 있는 것으로 고려된다.
[0018] 본 개시물은 하이브리드 물질 층을 이용하여, 기판 상에 배치된 OLED 구조들의 박막 캡슐화를 위한 방법들 및 장치를 제공한다. 캡슐화 방법들은 단일 또는 다중 챔버 프로세스들로서 수행될 수 있다. 하이브리드 물질 층의 증착 동안 사용되는 프로세싱 파라미터들은, 증착되는 하이브리드 층의 특징들의 제어를 가능하게 한다. 하이브리드 층은, 층이 하이브리드 층의 일부 서브 층들(sublayers)에서는 무기 물질의 특징들을 갖도록 그리고 하이브리드 층의 다른 서브 층들에서는 유기 물질의 특징들을 갖도록, 증착될 수 있다. 하이브리드 물질의 사용은 종래의 프로세스들에 존재하는 정렬 문제들 없이 저가로 완성되는 캡슐화 프로세스를 위해 단일 하드 마스크를 이용한 OLED 캡슐화를 가능하게 한다.
[0019] 도 2는 기판 상에 배치된 OLED 구조의 박막 캡슐화를 위한 방법(200)의 흐름도이다. 도 3a 내지 도 3c는 도 2의 캡슐화 방법(200)의 상이한 단계들 동안의 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다. 방법(200)은 미리 형성된 OLED 구조(104)가 위에 배치된 기판(100)을 제공함으로써 프로세스 202에서 개시한다. 위에서 논의된 바와 유사하게, 기판(100)은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 그 위에 배치된 콘택 층(102)을 가질 수 있으며, 콘택 층(102) 상에는 OLED 구조(104)가 배치된다.
[0020] 프로세스 204에서, 마스크(309)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 마스크(309)에 의해 보호되지 않은 개구(307)를 통하여 OLED 구조(104)가 노출되도록 기판(100) 위에 정렬된다. 마스크(309)는, OLED 구조(104) 근처의 콘택 층(102)의 부분(305)이 마스크(309)에 의해 덮여져서 임의의 이후에 증착되는 물질이 그 부분(305) 상에 증착되지 않도록, 위치된다. 마스크(309)는 INVAR®와 같은 금속 물질로 이루어질 수 있다.
[0021] 프로세스 206에서, 제 1 무기 층(308)이, 도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 증착된다. 제 1 무기 층(308)은 제 1 부분(308a) 및 제 2 부분(308b)을 갖는다. 제 1 무기 층(308)의 제 1 부분(308a)은 마스크(309)에 의해 노출되는 기판(100)의 영역 상에 개구(307)를 통하여 증착되는데, 이러한 영역은 OLED 구조(104) 및 콘택 층(102)의 일부를 포함한다. 제 1 무기 층(308)의 제 2 부분(308b)은 기판(100)의 제 2 영역을 덮는 마스크(309) 상에 증착되며, 이러한 제 2 영역은 콘택 층(102)의 부분(305)을 포함한다. 제 1 무기 층(308)은, SiN, SiON, SiO2, Al2O3, AlN, 또는 다른 적합한 유전체 층들과 같은 유전체 층이다. 제 1 무기 층(308)은, CVD, PVD, 스핀-코팅, 또는 다른 적합한 기법과 같은 적합한 증착 기법에 의해 증착될 수 있다.
[0022] 프로세스 208에서, 제 1 무기 층(308)이 기판(100) 상에 형성된 후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 하이브리드 층(312)이 그 후 기판(100) 상의 제 1 무기 층(308) 상에 형성된다. 하이브리드 층(312)의 제 1 부분(312a)은 마스크(309)에 의해 노출된 기판(100)의 영역 상에서 마스크(309)의 개구(307)를 통하여 기판(100) 상에 증착될 수 있고, 제 1 무기 층(308)의 제 1 부분(308a)을 덮는다. 하이브리드 층(312)의 제 2 부분(312b)은 마스크(309) 상에 배치된 제 1 무기 층(308)의 제 2 부분(308b) 상에 증착되고, 콘택 층(102)의 부분(305)을 덮는다.
[0023] 하이브리드 층(312)은 가스들의 유동비(flow ratio)와 같은 증착 프로세스를 통하여, 유기체(organic)가 되도록 그리고 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트(methacrylate), 아크릴 산(acrylic acid) 등과 같은 유기 물질들의 특성들을 갖도록 제어되거나, 무기체(inorganic)가 되도록 그리고 위에서 설명된 제 1 무기 층(308)에 대해 사용되는 것들과 같은 무기 물질들의 특성들을 갖도록 제어되는 물질의 층이다. 하이브리드 물질이 무기 상태에 있는 경우, 그러한 하이브리드 물질은 열거된 무기 물질들의 특성들과 거의 동일한, 밀도 및 다공성과 같은 무기 물질 특성들을 갖는다. 하이브리드 물질이 유기 상태에 있는 경우, 그러한 하이브리드 물질은 열거된 유기 물질들의 특성들과 거의 동일한, 응력 제거(stress relief), 입자 형상추종성(particle conformality), 및 가요성(flexibility)을 포함하는 유기 물질들의 특징들을 포함할 수 있는 유기 특성들을 갖는다. 일반적으로, 자신의 "유기" 상태에서의 하이브리드 물질은 자신의 "무기" 상태에서의 하이브리드 물질보다 더 가요성 있고(flexible) 덜 조밀하다(dense). 부가적으로, 하이브리드 물질은 일반적으로, OLED 구조들의 우수한 스텝 커버리지(step coverage) 및 갭 필(gap fill)을 제공하기 위해서, 유동 가능하다.
[0024] 하이브리드 층(312)에서 사용된 물질의 예는 플라즈마-중합 헥사메틸디실록산(hexamethyldisiloxane; pp-HMDSO)이다. pp-HMDSO 물질 층의 증착은 산소-함유 가스 및 HMDSO 가스를 유동시킴으로써 달성된다. pp-HMDSO 층의 증착 동안, HMDSO 가스의 유동에 대한 산소-함유 가스의 유동비는, 결과적인 pp-HMDSO 층의 유기/무기 상태 및 특성들을 제어하도록 제어된다.
[0025] 일 예에서, 산소-함유 가스는 산소 가스(O2)이다. (예를 들면, 10보다 큰) 고 O2/HMDSO 유동비는, 무기 막들과 관련된 고 밀도 및 저 다공성 배리어 특성들과 같은 특징들을 갖는 무기 pp-HMDSO 층을 증착하기 위한 프로세싱 동안 유지될 수 있다. (예를 들면, 2보다 작은) 저 O2/HMDSO 유동비는, 유기 막들과 관련된 저 응력 특성들과 같은 특성들을 갖는 유기 pp-HMDSO 층을 증착하기 위한 프로세싱 동안 유지될 수 있다.
[0026] pp-HMDSO 층의 증착 동안 사용되는 산소 가스의 제어는, 증착 챔버의 유입구 또는 가스 라인에 존재하는 경우 잔여 실란과의 잠재적 반응을 최소화할 수 있다. 산소 가스와 잔여 실란 사이의 반응은 pp-HMDSO 층에서 바람직하지 않은 입자 형성을 초래할 수 있는데, 이는 최종 OLED 디바이스를 오염시킬 가능성을 갖는다. 실란과의 반응에 대한 가능성을 최소화하는 하나의 방법은 증착 프로세스들 사이에 가스-라인 퍼지를 수행하는 것이다. 대안적으로, 산소 가스에 비하여 실란과 덜 반응하는, 아산화질소(nitrous oxide)와 같은 다른 가스들이 사용될 수 있다. 산소-함유 가스로서 아산화질소 가스(N2O)를 이용하는 것은 잔여 실란과의 최소 반응을 초래하며, 그에 의해, 챔버 내에서의 실란의 사용 후에 가스 라인들 및 챔버를 완전히 퍼징해야 하는 필요성을, 없애지는 못하더라도, 감소시키는 것으로 발견되었다. 따라서, 고-품질 pp-HMDSO 층은 무기 층 증착 프로세스(206)와 하이브리드 층 증착 프로세스(208) 사이에 임의의 중간(intervening) 퍼지 프로세스 없이 증착될 수 있다.
[0027] 따라서, 일 예에서, 산소-함유 가스는 아산화질소 가스이다. (예를 들면, 10보다 큰) 고 N2O/HMDSO 유동비는, 무기 막들과 관련된 고 밀도 및 저 다공성 배리어 특성들과 같은 특징들을 갖는 비교적(relatively) 무기 pp-HMDSO 층을 증착하기 위한 프로세싱 동안 유지될 수 있다. (예를 들면, 2보다 작은) 저 N2O/HMDSO 유동비가, 유기 막들과 관련된 저 응력 특성들과 같은 특성들을 갖는 유기 pp-HMDSO 층을 증착하기 위한 프로세싱 동안 유지될 수 있다.
[0028] 추가적인 예에서, O2와 N2O의 조합이 산소 획득 가스로서 사용될 수 있다. 이러한 예에서, (예를 들면, 10보다 큰) 고 (O2+N2O)/HMDSO 유동비는, 무기 막들과 관련된 고 밀도 및 저 다공성 배리어 특성들과 같은 특징들을 갖는 비교적 무기 pp-HMDSO 층을 증착하기 위한 프로세싱 동안 유지될 수 있다. (예를 들면, 2보다 작은) 저 (O2+N2O)/HMDSO 유동비가, 유기 막들과 관련된 저 응력 특성들과 같은 특성들을 갖는 유기 pp-HMDSO 층을 증착하기 위한 프로세싱 동안 유지될 수 있다.
[0029] 무기 pp-HMDSO는 그것의 고 밀도 및 저 다공성에 기인하여, 심지어 그것의 수 접촉각(water contact angle)이 낮음(예를 들면, 50도 미만, 이를 테면 10 내지 30도)에도 불구하고, 우수한 수분 배리어(moisture barrier)를 제공하는 것으로 발견되었다. 그러한 유기 pp-HMDSO가 위에서 열거된 유기 물질들과 같은 우수한 가요성 및 응력 제거 특징들을 나타내지만, 그러한 유기 pp-HMDSO는 또한 그것의 높은(예를 들면, 50도 초과, 이를 테면 60 내지 99도) 수 접촉각에 기인하여 우수한 습기 저항(moisture resistance)을 가짐이 추가로 발견되었다. 일 예에서, 유기 pp-HMDSO는 실리콘 이산화물 네트워크에서 pp-HMDSO의 20%보다 작은 FTIR을 갖는다.
[0030] 예시적인 실시예에서, pp-HMDSO 층의 프로세싱 파라미터들은 약 100 sccm 내지 약 800 sccm의 HMDSO 유량을 포함할 수 있고, 전력 밀도는 약 0.15W/㎠ 내지 약 0.75W/㎠일 수 있으며, 압력은 약 500 mTorr 내지 약 2000 mTorr일 수 있고, 간격은 약 500 내지 1200 mil일 수 있다.
[0031] 프로세스 210에서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 제 2 무기 층(314)이 기판(100) 상에 형성되어, OLED 구조(104) 상에 형성된 제 1 무기 층(308) 및 하이브리드 층(312)을 덮는다. 제 2 무기 층(314)은 하이브리드 층(312)의 제 1 부분(312a) 위에 증착되는 제 1 부분(314a) 및 하이브리드 층(312)의 제 2 부분(312b) 위에 증착되는 제 2 부분(314b)을 포함한다.
[0032] 제 2 무기 층(314)은 제 1 무기 층(308)과 유사한 유전체 층일 수 있다. 제 2 무기 층(314)은, SiN, SiON, SiO2, 또는 다른 적합한 유전체 층들과 같은 유전체 층이다. 제 2 무기 층(314)은, CVD, PVD, 스핀-코팅, 또는 다른 적합한 기법과 같은 적합한 증착 기법에 의해 증착될 수 있다.
[0033] 제 2 무기 층(314)은, 제 1 무기 층(308) 및 하이브리드 층(312)을 증착하기 위해 이용된 것과 동일한 마스크(309)를 이용하여 기판(100) 상에 증착될 수 있다. 이는, 우수한 배리어 특성들(즉, 무기 상태) 및 우수한 응력 제거 특성들(즉, 유기 상태) 모두를 갖도록, 하이브리드 층(312)의 소수성(hydrophobicity)과 같은 특성들을 제어하는 능력으로 인해 가능하다. 동시에, 하이브리드 층(312)은 모든 영역들에서, OLED 구조(104)의 우수한 캡슐화를 보장하기 위해 적당한 소수성 특성들(즉, 밀도/다공성 또는 수 접촉각)을 갖도록 유지될 수 있다. 따라서, 마스크(309)는 캡슐화 시퀀스 동안 변경되거나 제거될 필요가 없다. 일 실시예에서, 하이브리드 층(312)의 두께는 적어도 3㎛이다.
[0034] 일 실시예에서, 제 1 무기 층(308) 근처의 서브 층 및 제 2 무기 층(314) 근처의 다른 서브 층의 증착이, 이들 각각의 서브 층들에서의 하이브리드 물질이 무기체가 되게(이는 제 1 및 제 2 무기 층들(308, 314) 각각에 대한 우수한 접착을 가능하게 한다) 제어되도록, 하이브리드 층(312)의 증착이 제어된다. 이러한 실시예에서, 하이브리드 층(312)은 무기 서브 층들 사이에 우수한 응력 제거를 제공하기 위해 유기체인 중앙 서브 층을 갖도록 제어된다. 예를 들면, 제 1 무기 층(308) 상으로의 하이브리드 층(312)의 증착은 제 1 무기 층의 특성들과 근접하게 일치하는(closely matching) 특성들(예를 들면, 10보다 큰, O2/HMDSO, N2O/HMDSO, 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비)을 갖는 무기체가 되도록 제어된다. 위쪽으로 진행하여, 증착은 점진적인 기울기(gradient)을 갖도록 제어되는데, 여기서, 물질은 점점 유기체가 된다(예를 들면, O2/HMDSO, N2O/HMDSO, 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비를 2보다 작게 감소시킴). 위쪽으로 계속하여, 증착은 점진적인 기울기를 갖도록 제어되는데, 여기서, 물질이 제 2 무기 층의 특성들과 근접하게 일치하는 특성들을 갖는 무기체가 될 때까지(예를 들면, 10보다 큰, O2/HMDSO, N2O/HMDSO 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비가 달성됨), 물질은 점점 무기체가 된다(예를 들면, O2/HMDSO, N2O/HMDSO, 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비를 증가시킴). 증착 기울기는 아날로그 모드(즉, 연속적인 조절(modulation)), 디지털 모드(즉, 계단식 조절) 또는 교번 조절에 의해 제어될 수 있다.
[0035] 다른 실시예에서, 제 1 무기 층(308) 근처의 서브 층의 증착이 제어되도록(이는 이러한 서브 층의 하이브리드 물질이, 무기 층(308)과 제 2 무기 층 사이의 우수한 응력 제거를 제공하기 위한 유기체가 되도록 제어됨), 하이브리드 층(312)의 증착이 제어된다. 또한, 제 2 무기 층(314) 근처의 서브 층의 증착은, 이러한 서브 층의 하이브리드 물질이 제 2 무기 층(314)에 대한 우수한 접착을 가능하게 하기 위한 무기체가 되도록 제어된다. 예를 들면, 제 1 무기 층(308) 상으로의 하이브리드 층(312)의 증착은, 유기체가 되도록 그리고 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 또는 아크릴 산 등과 같은 유기 물질들의 특성들(예를 들면, 2보다 작은, O2/HMDSO, N2O/HMDSO, 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비)을 갖도록 제어된다. 위쪽으로 계속하여, 증착은 점진적인 기울기를 갖도록 제어되는데, 여기서, 물질이 제 2 무기 층의 특성들과 근접하게 일치하는 특성들(예를 들면, 10보다 큰, O2/HMDSO, N2O/HMDSO 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비)을 갖는 무기체가 될 때까지, 물질은 점점 무기체가 된다(예를 들면, O2/HMDSO, N2O/HMDSO, 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비를 증가시킴). 증착 기울기는 아날로그 모드(즉, 연속적인 조절), 디지털 모드(즉, 계단식 조절) 또는 교번 조절에 의해 제어될 수 있다.
[0036] 일 실시예에서, 제 1 무기 층(308)과 하이브리드 층(312) 사이의 계면 접착을 강화하기 위해서, 하이브리드 층(312)을 증착하기 이전에 제 1 무기 층(308) 상에서 플라즈마 처리가 수행될 수 있다. 예를 들면, 제 1 무기 층(308)을 증착한 후에, 질소(N2), 수소(H2), 암모니아(NH3), 헬륨(He), 및 아르곤(AR) 가스들 중 하나 또는 그 초과의 가스들과 같은 가스들의 조합이 플라즈마로 여기될 수 있고, 하이브리드 층(312)의 증착 이전에 제 1 무기 층(308)의 표면에 도입될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 무기 층(308)은, N2, H2, 및 NH3 가스들의 혼합물을 사용하는 플라즈마 처리에 의해 처리될 수 있다. 플라즈마 처리는, 후속해서 증착되는 하이브리드 층(312)과의 개선된 접착이 달성될 수 있도록, 제 1 무기 층(308)의 표면을 화학적으로 변화시킬 수 있다.
[0037] 부가적으로, 하이브리드 층(312)과 제 2 무기 층(314) 사이의 계면 접착을 강화하기 위해서, 제 2 무기 층(314)을 증착하기 이전에 하이브리드 층(312) 상에서 플라즈마 처리가 수행될 수 있다. 예를 들면, 하이브리드 층(312)을 증착한 후에, N2, H2, NH3, He, 및 AR 가스들 중 하나 또는 그 초과의 가스들과 같은 가스들의 조합이 플라즈마로 여기될 수 있고, 제 2 무기 층의 증착 이전에 하이브리드 층(312)의 표면에 도입될 수 있다. 일 실시예에서, 이중(dual) 단계 플라즈마 프로세스가 하이브리드 층(312) 상에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 하이브리드 층(312)이 증착된 후에, 하이브리드 층(312)의 표면은, HMDSO 가스, He, 및 N2의 혼합물을 사용하는 플라즈마 처리에 의해 먼저 처리된다. 이후에, 하이브리드 층(312)은, 제 2 무기 층(314)을 증착하기 이전에, H2, N2, 및 NH3의 혼합물을 사용하는 플라즈마 처리에 의해 처리된다. 플라즈마 처리는, 후속해서 증착되는 제 2 무기 층(314)과의 개선된 접착이 달성될 수 있도록, 하이브리드 층(312)의 표면을 화학적으로 변화시킬 수 있다.
[0038] 일 실시예에서, 캡슐화 층 스택의 통합성(integrity)을 증가시키도록, 근접한 일치(close match)를 위해 개별 층들의 응력이 제어될 수 있다. 예를 들면, 제 1 무기 층(308) 및/또는 제 2 무기 층(314)의 응력은, 하이브리드 층(312)의 낮은(예를 들면, 거의 0(zero)) 응력과 실질적으로 일치하도록, 프로세싱 파라미터들을 제어함으로써 근접하게 제어될 수 있다. 일 예에서, 제 1 무기 층(308) 및/또는 제 2 무기 층(314)의 응력은, 약 0 내지 약 1x109 dynes/㎠ 의 인장 응력 또는 압축 응력을 갖도록, 전력 및 압력(예를 들면, 낮은 프로세싱 전력 및 높은 프로세싱 압력)과 같은 프로세싱 파라미터들을 제어함으로써 제어될 수 있다. 무기 층들(308, 314)의 응력을 그러한 낮은 양들로 제어하는 것은 하이브리드 층(312)에 대한 더 우수한 일치를 생성하고, 결과적으로, 응력 미스매치에 기인하여 하이브리드 층(312)이 주름지거나(wrinkle) 균열(crack)이 생길 가능성을 감소시킨다.
[0039] 도 4는 기판 상에 배치되는 OLED 구조의 박막 캡슐화를 위한 방법(400)의 흐름도이다. 도 5a 내지 도 5c는 도 4의 캡슐화 방법(400)을 이용하는 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다. 방법(400)은, 기판(100) 상에 배치된 미리 형성된 OLED 구조(104)를 갖는 기판을 제공함으로써, 프로세스 402에서 개시된다. 위에서 논의된 바와 유사하게, 기판(100)은, 도 5a에 도시된 바와 같이, 그 위에 배치된 콘택 층(102)을 가질 수 있으며, 콘택 층(102) 상에는 OLED 구조(104)가 배치된다.
[0040] 프로세스 404에서, 마스크(509)는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 마스크(509)에 의해 보호되지 않은 개구(507)를 통하여 OLED 구조(104)가 노출되도록 기판(100) 위에 정렬된다. 마스크(509)는, OLED 구조(104) 근처의 콘택 층(102)의 부분(505)이 마스크(509)에 의해 덮여져서 임의의 이후에 증착된 물질이 그 부분(505) 상에 증착되지 않도록, 위치된다. 마스크(509)는 INVAR®과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있다.
[0041] 프로세스들 406-410에서, 하이브리드 층(512)이, 도 5c에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 증착된다. 하이브리드 층(512)은 마스크(509)에 의해 노출되는 기판(100)의 영역 상에 개구(507)를 통하여 서브 층들(512a-c)로 증착되는데, 이러한 영역은 OLED 구조(104) 및 콘택 층(102)의 일부를 포함한다. 하이브리드 층(512)은 또한 기판(100)의 제 2 영역을 덮는 마스크(509) 상에 증착되는데, 이러한 제 2 영역은 콘택 층(102)의 부분(505)을 포함한다.
[0042] 하이브리드 층(312)에 대하여 이전에 설명된 바와 같이, 하이브리드 층(512)은, 가스들의 유동비와 같은 증착 프로세스를 통하여, 유기체가 되도록 그리고 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴 산 등과 같은 유기 물질들의 특성들을 갖도록 제어되거나, 무기체가 되도록 그리고 위에서 설명된 제 1 무기 층(308)에 대해 사용되는 것들과 같은 무기 물질들의 특성들을 갖도록 제어되는 유동 가능한 물질의 층이다. 하이브리드 층(512)에서 사용된 물질의 예는 플라즈마-중합 헥사메틸디실록산(pp-HMDSO)이다. pp-HMDSO 막의 증착 동안, HMDSO 유동에 대한 산소-함유 가스(예를 들면, O2, N2O, 또는 O2+N2O)의 유동의 비율은 결과적인 pp-HMDSO 막 서브 층들의 유기/무기 특성들을 제어하도록 제어될 수 있다.
[0043] 프로세스 406에서, 하이브리드 층(512)의 제 1 서브 층(512a)이 도 5a에 도시된 바와 같이 증착된다. 제 1 서브 층(512a)의 증착 동안, 제 1 서브 층(512a)의 증착이 하이브리드 층(512)에 대한 우수한 배리어 특성들을 제공하기 위해 위에서 설명된 무기 물질들의 특성들과 일치하는 물질 특성들을 갖는 비교적 무기체가 되도록, 프로세스 파라미터들이 제어된다. 예를 들면, 하이브리드 층(512)의 제 1 서브 층(512a)은, 우수한 배리어 특성들(예를 들면, 고 밀도, 저 다공성)을 갖는 pp-HMDSO 층을 제공하기 위해 (예를 들면, 10보다 큰) 고 O2/HMDSO, N2O/HMDSO, 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비로 증착될 수 있다.
[0044] 프로세스 408에서, 하이브리드 층(512)의 제 2 서브 층(512b)이 도 5b에 도시된 바와 같이 증착된다. 제 2 서브 층(512b)의 증착 동안, 제 2 서브 층(512b)의 증착이 서브 층들(512a 및 512c) 사이의 우수한 응력 제거를 제공하기 위해 위에서 설명된 유기 물질들의 특성들과 일치하는 특성들을 갖는 유기체가 되도록, 프로세스 파라미터들이 제어된다. 예를 들면, 하이브리드 층(512)의 제 2 서브 층(512b)은 유기 특성들 및 (예를 들면, 50도보다 큰) 높은 수 접촉각을 갖는 유기체인 pp-HMDSO 층을 제공하기 위해 (예를 들면, 2보다 작은) 저 O2/HMDSO, N2O/HMDSO, 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비로 증착될 수 있다.
[0045] 프로세스 410에서, 하이브리드 층(512)의 제 3 서브 층(512c)이 도 5c에 도시된 바와 같이 증착된다. 제 3 서브 층(512c)의 증착 동안, 제 3 서브 층(512c)의 증착이 무기체가 되도록 그리고 하이브리드 층(512)에 대한 우수한 배리어 특성들을 제공하기 위해 위에서 설명된 무기 물질들의 특성들과 일치하는 특성들을 갖도록, 프로세스 파라미터들이 제어된다. 예를 들면, 하이브리드 층(512)의 제 3 서브 층(512c)은 우수한 배리어 특성들 및 (50도보다 작은) 저 접촉각을 갖는 비교적 무기 pp-HMDSO 층을 제공하기 위해 (예를 들면, 10보다 큰) 고 O2/HMDSO, N2O/HMDSO, 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비로 증착될 수 있다.
[0046] 하이브리드 층(512)의 증착이 3개의 개별 서브 층들로 위에서 도시되고 설명되지만, 하이브리드 층의 증착은 제 1 서브 층(512a)에서 무기체로서 시작하는 기울기를 갖는 단일 층으로 하이브리드 층(512)을 증착하도록 더 매끄럽게(smoothly) 제어될 수 있다. 증착 파라미터들은 그 다음, 서브 층(512b)이 유기체가 될 때까지, (예를 들면, O2/HMDSO, N2O/HMDSO, 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비를 감소시킴으로써) 점점 유기 특성들을 갖는 물질의 매끄러운(연속적인 또는 단계적인) 기울기를 제공하도록 점진적으로 변경될 수 있다. 그 다음, 증착 파라미터들은, 서브 층(512c)이 무기체가 될 때까지, (예를 들면, O2/HMDSO, N2O/HMDSO, 또는 (O2+N2O)/HMDSO 유동비를 증가시킴으로써) 점점 증가하는 무기체를 갖는 물질의 매끄러운(연속적인 또는 단계적인) 기울기를 제공하도록 점진적으로 변경될 수 있다.
[0047] 예시적인 실시예에서, pp-HMDSO 층의 프로세싱 파라미터들은 약 100 sccm 내지 약 800 sccm의 HMDSO 유량을 포함할 수 있고, 전력 밀도는 0.15W/㎠ 내지 약 0.75W/㎠일 수 있으며, 압력은 약 500 mTorr 내지 약 2000 mTorr일 수 있고, 간격은 약 500 내지 1200 mil일 수 있다.
[0048] 도 3c를 다시 참조하면, 도 3c에 도시된 박막 캡슐화 층 스택이 3개의 층들(즉, 제 1 무기 층(308), 하이브리드 층(312), 및 제 2 무기 층(314))을 보여주지만, 캡슐화 층 스택은, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서, 임의의 개수의 무기/하이브리드/무기 물질의 교번하는 층들을 포함할 수 있다. 예로서, 도 6a는 5개의 층들, 즉, 제 1 무기 층(608), 제 1 하이브리드 층(612), 제 2 무기 층(614), 제 2 하이브리드 층(616), 및 제 3 무기 층(618)을 갖는 캡슐화 층 스택(600A)을 갖는 OLED 구조의 개략적인 단면도이다. 또다른 예로서, 도 6b는 7개의 층들, 즉, 제 1 무기 층(608), 제 1 하이브리드 층(612), 제 2 무기 층(614), 제 2 하이브리드 층(616), 제 3 무기 층(618), 제 3 하이브리드 층(620), 및 제 4 무기 층(622)을 갖는 캡슐화 층 스택(600B)을 갖는 OLED 구조의 개략적인 단면도이다. 따라서, 무기 층으로 시작하고 끝나는, 무기 층과 하이브리드 층의 임의의 갯수의 교번하는 층들이, 본 발명의 실시예들에 따른 캡슐화 층 스택을 형성하는 데에 사용될 수 있다.
[0049] 부가적으로, 본원에서 설명된 캡슐화 층 스택들은 단일 증착 챔버(예를 들면, 단일 플라즈마 강화형 화학 기상 증착(PECVD) 챔버 또는 마이크로파 화학 기상 증착(CVD) 챔버)에서 또는 둘 또는 그 초과의 증착 챔버들(예를 들면, 2개의 PECVD 챔버들 또는 마이크로파 CVD 챔버들)에서 증착될 수 있다. 단일 챔버 프로세스에서, 무기 층들(예를 들면, 308, 314, 608, 614, 618, 622)과 하이브리드 층들(예를 들면, 312, 612, 616, 620) 양쪽 모두는 단일 챔버, 예컨대 이하에서 설명되는 PECVD 챔버에서 증착된다.
[0050] 일 예에서, 단일 챔버 프로세스는 무기 층들과 하이브리드 층들이 유사한 물질들을 포함할 때 사용될 수 있다. 예를 들면, 무기 층들의 각각이 SiN을 포함할 수 있고 PECVD를 사용하여 증착될 수 있다. 하이브리드 층들의 각각은 pp-HMDSO를 포함할 수 있고, 그리고 또한, PECVD를 사용하여 증착될 수 있다. 층들이 유사한 프로세스들로 증착되고 유사한 물질들을 포함하기 때문에, 오염 위험들이 최소화되고, 모든 층들이 단일 챔버에서 증착될 수 있다. 부가적으로, 오염의 위험을 추가적으로 감소시키기 위해서 사이클들 사이에 인-시츄 세정 프로세스가 단일 챔버 프로세스에서 사용될 수 있다. 단일 챔버 프로세스는, 다중 챔버 프로세스를 사용하는 것에 비해, 사이클 시간들을 감소시키는 것에서 뿐만 아니라 챔버들의 갯수(및 장비 비용들)를 감소시키는 것에서 유리할 수 있다.
[0051] 반면에, 무기 및 하이브리드 층들을 증착하는 데에 상이한 증착 기술들이 사용된다면, 또는 물질 조성들이 유사하지 않다면, 다중 챔버 프로세스가 사용될 수 있다. 다중 챔버 프로세스에서, 무기 층들(예를 들면, 308, 314, 608, 614, 618, 622)은 이하에서 설명되는 PECVD 챔버와 같은 하나의 챔버에서 증착되고, 하이브리드 층들(예를 들면, 312, 612, 616, 620)은 이하에서 설명되는 것과 유사한, 상이한 PECVD 챔버와 같은 상이한 챔버에서 증착된다. 다중 챔버 프로세스는, 증착 및 기판 이송을 포함하는 모든 프로세스들이, 도 8과 관련하여 이하에서 설명되는 다중 챔버 프로세싱 시스템과 같은 다중 챔버 프로세싱 시스템 내에서 진공에서 수행되도록 실시될 수 있다.
[0052] 도 7은 본원에서 설명된 동작들을 수행하는 데에 사용될 수 있는 PECVD 장치의 개략적인 단면도이다. 예를 들면, PECVD 장치는 도 2 내지 도 6과 관련하여 설명된 증착 동작들 중 하나 또는 그 초과의 동작을 수행할 수 있다. 장치는 하나 또는 그 초과의 막들이 기판(720) 상에 증착될 수 있는 챔버(700)를 포함한다. 챔버(700)는 일반적으로, 프로세스 용적을 정의하는, 벽들(702), 바닥부(704) 및 샤워헤드(706)를 포함한다. 기판 지지부(718)는 프로세스 용적 내에 배치된다. 프로세스 용적은, 기판(720)이 챔버(700) 안과 밖으로 이송될 수 있도록, 슬릿 밸브 개구부(708)를 통해 액세싱된다. 기판 지지부(718)는, 기판 지지부(718)를 상승 및 하강시키기 위해서, 액츄에이터(716)에 커플링될 수 있다. 리프트 핀들(722)이 기판 지지부(718)를 통해 이동 가능하게 배치되어, 기판을 기판 수용 표면으로 그리고 기판 수용 표면으로부터 이동시킨다. 기판 지지부(718)는 또한, 기판 지지부(718)를 원하는 온도로 유지하기 위해서, 가열 및/또는 냉각 요소들(724)을 포함할 수 있다. 기판 지지부(718)는 또한, 기판 지지부(718)의 주변부에서 RF 복귀 경로를 제공하기 위해서, RF 복귀 스트랩들(straps)(726)을 포함할 수 있다.
[0053] 샤워헤드(706)는 파스닝(fastening) 메커니즘(750)에 의해서 백킹 플레이트(712)에 커플링된다. 샤워헤드(706)는, 처짐(sag)을 방지하고 그리고/또는 샤워헤드(706)의 진직도(straightness)/곡률(curvature)을 제어하는 것을 돕기 위해서, 하나 또는 그 초과의 파스닝 메커니즘들(750)에 의해서 백킹 플레이트(712)에 커플링될 수 있다.
[0054] 가스 소스(732)가 백킹 플레이트(712)에 커플링되어, 샤워헤드(706)의 가스 통로들을 통해 샤워헤드(706)와 기판(720) 사이의 프로세싱 지역에 가스를 제공한다. 진공 펌프(710)가 챔버(700)에 커플링되어 프로세스 용적을 원하는 압력으로 제어한다. RF 소스(728)가 정합 네트워크(match network)(790)를 통해 백킹 플레이트(712) 및/또는 샤워헤드(706)에 커플링되어, RF 전류를 샤워헤드(706)에 제공한다. RF 전류는 샤워헤드(706)와 기판 지지부(718) 사이에 전기장을 생성하고, 이에 의해 플라즈마가 샤워헤드(706)와 기판 지지부(718) 사이에서 가스들로부터 생성될 수 있다.
[0055] 유도 결합 원격 플라즈마 소스(730)와 같은 원격 플라즈마 소스(730)가 또한, 가스 소스(732)와 백킹 플레이트(712) 사이에 커플링될 수 있다. 프로세싱 기판들 사이에서, 원격 플라즈마 소스(730)에 세정 가스가 제공될 수 있고, 이에 의해 원격 플라즈마가 생성된다. 챔버(700) 컴포넌트들을 세정하기 위해서, 원격 플라즈마로부터의 라디칼들이 챔버(700)에 제공될 수 있다. 샤워헤드(706)에 제공된 세정 가스가 RF 소스(728)에 의해서 추가로 여기될 수 있다.
[0056] 샤워헤드(706)는 부가적으로, 샤워헤드 서스펜션(734)에 의해서 백킹 플레이트(712)에 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 샤워헤드 서스펜션(734)은 가요성 금속 스커트(skirt)이다. 샤워헤드 서스펜션(734)은 샤워헤드(706)가 위에 놓일 수 있는 립(lip)(736)을 가질 수 있다. 백킹 플레이트(712)는, 챔버(700)를 밀봉하기 위해서, 챔버 벽들(702)과 커플링된 렛지(ledge)(714)의 상부 표면 상에 놓일 수 있다.
[0057] 도 8은 본원에 설명된 동작들을 수행하는 데에 사용될 수 있는 예시적인 기판 프로세싱 시스템(800)의 개략적인 평면도이다. 기판 프로세싱 시스템(800)은 로드 록(820), 이송 챔버(830), 이송 로봇(840), 및 다수의 기판 프로세싱 챔버들(851-855)을 포함할 수 있다.
[0058] 로드 록(820)은, 전체 시스템을 대기압으로 가압하지 않고, 기판(100)과 같은 하나 또는 그 초과의 기판들의, 기판 프로세싱 시스템(800)의 진공 환경 내로의 도입을 허용한다. 기판들은 프로세싱 챔버들(851-855)에서 프로세싱된다. 프로세싱 챔버들(851-855) 중 하나 또는 그 초과의 챔버는 도 7과 관련하여 상기 설명된 프로세싱 챔버(700)일 수 있다. 기판 프로세싱 챔버들(851-855)은 또한, 다른 유형들의 프로세싱 챔버들도 포함할 수 있다. 양립 가능하지 않은 프로세스 가스들의 침투(infiltration)를 최소화하기 위해서, 그리고 상이한 프로세스들이, 상당히 상이한 수준들의 진공을 필요로 할 수 있기 때문에, 전형적으로, 기판 프로세싱 챔버들(851-855)은 서로로부터 분리된다.
[0059] 이송 챔버(830) 내부의 이송 로봇(840)은 기판 프로세싱 챔버들(851-855)과 로드 록(820) 사이에서 기판들을 이송한다. 기판 프로세싱 시스템(800)의 챔버들(851-855)의 각각은 하나 또는 그 초과의 챔버 분리 밸브들(860)에 의해서 모든 다른 챔버들로부터 분리될 수 있다. 이러한 챔버 분리 밸브들(860)은 연관된 프로세스 챔버(851-855) 또는 로드 록 챔버(820)와 이송 챔버(830) 사이에 위치된다.
[0060] 동작 시에, 프로세싱 시스템(800)은, 기판들을 진공 환경에서 유지하면서, 하나 또는 그 초과의 기판들 상에 본원에 설명된 개별 프로세스들을 제공하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에 설명된 캡슐화 층 스택들이 단일 증착 챔버에서 증착될 수 있다. 이러한 실시예에서, 무기 층들(예를 들면, 308, 314, 608, 614, 618, 622)과 하이브리드 층들(예를 들면, 312, 612, 616, 620) 양쪽 모두는 프로세싱 시스템(800)의 제 1 프로세싱 챔버(851)과 같은 단일 챔버에서 증착된다.
[0061] 또다른 예에서, 제 1 무기 층들(예를 들면, 308, 608)은 제 1 챔버(851)에서 증착될 수 있다. 그런 다음에 기판(100)은 이송 챔버(830)를 통해 이송 로봇(840)에 의해 제 2 챔버(852)로 이송될 수 있다. 제 2 챔버(852)에서, 제 1 하이브리드 층들(예를 들면, 312, 612)이 증착될 수 있다. 그런 다음에, 기판(100)은 제 1 챔버(851)로 다시 이송될 수 있거나, 또는 제 3 챔버(853) 내로 이송될 수 있고, 여기에서 제 2 무기 층들(예를 들면, 314, 614)이 증착될 수 있다. 그런 다음에, 필요하다면, 제 2 하이브리드 층(616)의 증착을 위해서, 기판(100)이 제 2 챔버(852)로 다시 이송되거나 또는 제 4 챔버(854) 내로 이송될 수 있다. 그런 다음에, 제 3 무기 층(618)의 증착을 위해서, 기판(100)은 제 1 챔버(851) 또는 제 3 챔버(853)로 다시 이송될 수 있거나, 또는 제 5 챔버(855)로 이송될 수 있다. 그런 다음에, 필요하다면, 제 3 하이브리드 층(620)의 증착을 위해서, 기판(100)은 제 2 챔버(852) 또는 제 4 챔버(854)로 다시 이송될 수 있다. 그런 다음에, 제 4 무기 층(622)의 증착을 위해서, 기판(100)은 제 1 챔버(851), 제 3 챔버(853), 또는 제 5 챔버(855)로 다시 이송될 수 있다. 따라서, 증착과 기판 이송을 포함하여 모든 프로세스들이 프로세싱 시스템(800) 내에서 진공에서 수행되도록, 다중 챔버 프로세스가 실행될 수 있다.
[0062] 따라서, OLED 구조 상에 캡슐화 층들을 형성하기 위한 방법들 및 장치가 제공된다. 캡슐화 형성 프로세스 동안 하이브리드 층을 이용함으로써, 단일 마스크가 사용될 수 있고, 그에 의해, 제조 처리량이 증가하면서 종래의 2개의 하드 마스크 증착 프로세스들에 비하여 제조 비용을 유리하게 낮춘다. 본원에서 설명된 실시예들은 캡슐화 층들/서브 층들의 단일 스택을 도시하지만, 캡슐화 층들/서브 층들의 다수의 스택들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있음에 유의해야 한다.
[0063] 상술한 내용은 본 개시물의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시물의 다른 및 추가 실시예들이 본 개시물의 기본 범위를 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 본 개시물 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.
Claims (15)
- 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상에 캡슐화 구조를 형성하기 위한 방법으로서,
기판의 영역 상에 제 1 무기 층을 형성하는 단계 ― 상기 기판은 상기 기판 상에 배치된 OLED 구조를 가짐 ―;
프로세싱 챔버에서, 상기 제 1 무기 층 상에 하이브리드 무기/유기 기울기gradient) 층을 형성하는 단계 ― 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층은 무기 서브 층 및 유기 서브 층을 포함하고, 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층은 플라즈마-중합 헥사메틸디실록산(plasma-polymerized hexamethyldisiloxane; pp-HMDSO)을 포함하며, 그리고 상기 무기 서브 층은 10 또는 그보다 큰 HMDSO 가스에 대한 아산화질소(nitrous oxide)를 포함하는 가스의 제 1 유동비를 제공함으로써 형성되고, 상기 유기 서브 층은 2 미만의 HMDSO 가스에 대한 아산화질소를 포함하는 가스의 제 2 유동비를 제공함으로써 형성됨 ―; 및
상기 프로세싱 챔버에서, 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층 상에 제 2 무기 층을 형성하는 단계 ― 상기 제 1 무기 층 및 상기 제 2 무기 층은 HMDSO에 대한 상기 아산화질소를 포함하는 가스의 상기 제 1 유동비를 제공함으로써 형성되고, 상기 유기 서브 층은 HMDSO에 대한 상기 아산화질소를 포함하는 가스의 상기 제 1 유동비와 다른 상기 제 2 유동비를 제공함으로써 형성됨 ―를 포함하고,
상기 제 1 무기 층은 0 내지 1x109 dynes/㎠의 인장 응력을 갖도록 제어되는,
방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층의 증착 기울기는 상기 HMDSO에 대한 아산화질소의 비율의 계단식 조절(modulation)에 의해 제어되는,
방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층의 증착 기울기는 상기 HMDSO에 대한 아산화질소의 비율의 연속적인 조절에 의해 제어되는,
방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 형성하는 단계들 이전에 일단 마스크를 정렬하는 단계를 더 포함하고,
상기 마스크는 상기 형성하는 단계들의 각각에 주어지는,
방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 무기 층 상에 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층을 형성하는 단계 이전에 상기 제 1 무기 층의 표면을 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하고,
상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층 상에 제 2 무기 층을 형성하는 단계 이전에 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층의 표면을 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하는,
방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 무기 서브 층은 상기 제 1 무기 층에 인접하는 무기질인,
방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 유기 서브 층은 상기 제 2 무기 층에 인접하는 유기질인,
방법. - 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상에 캡슐화 구조를 형성하기 위한 방법으로서,
제 1 프로세싱 챔버에서, 기판의 영역 상에 제 1 무기 층을 형성하는 단계 ― 상기 기판은 상기 기판 상에 배치된 OLED 구조를 가짐 ―;
상기 기판을 제 2 프로세싱 챔버 내로 이송하는 단계;
상기 제 2 프로세싱 챔버에서, 상기 제 1 무기 층 상에 하이브리드 무기/유기 기울기 층을 형성하는 단계 ― 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층은 무기 서브 층 및 유기 서브 층을 포함하고, 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층은 플라즈마-중합 헥사메틸디실록산(pp-HMDSO)을 포함하며, 그리고 상기 무기 서브 층은 10 또는 그보다 큰 HMDSO 가스에 대한 아산화질소를 포함하는 가스의 제 1 유동비를 제공함으로써 형성되고, 상기 유기 서브 층은 2 미만의 HMDSO 가스에 대한 아산화질소를 포함하는 가스의 제 2 유동비를 제공함으로써 형성됨 ―;
상기 기판을 상기 제 1 프로세싱 챔버 내로 이송하는 단계; 및
상기 제 1 프로세싱 챔버에서, 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층 상에 제 2 무기 층을 형성하는 단계 ― 상기 제 1 무기 층 및 상기 제 2 무기 층은 HMDSO에 대한 상기 아산화질소를 포함하는 가스의 상기 제 1 유동비를 제공함으로써 형성되고, 상기 유기 서브 층은 HMDSO에 대한 상기 아산화질소를 포함하는 가스의 상기 제 1 유동비와 다른 상기 제 2 유동비를 제공함으로써 형성됨 ―를 포함하고,
상기 제 1 무기 층은 0 내지 1x109 dynes/㎠의 인장 응력을 갖도록 제어되는,
방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층의 증착 기울기는 상기 HMDSO에 대한 아산화질소의 비율의 계단식 조절에 의해 제어되는,
방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층의 증착 기울기는 상기 HMDSO에 대한 아산화질소의 비율의 연속적인 조절에 의해 제어되는,
방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 형성하는 단계들 이전에 일단 마스크를 정렬하는 단계를 더 포함하고,
상기 마스크는 상기 형성하는 단계들의 각각에 주어지는,
방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 무기 서브 층은 상기 제 1 무기 층에 인접하는 무기질인,
방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 유기 서브 층은 상기 제 2 무기 층에 인접하는 유기질인,
방법. - 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상에 캡슐화 구조를 형성하기 위한 방법으로서,
프로세싱 챔버에서, 상기 기판의 영역 상에 제 1 무기 층을 형성하는 단계 ― 상기 기판은 상기 기판 상에 배치된 OLED 구조를 가지고, 상기 제 1 무기 층은 헥사메틸디실록산(HMDSO)에 대한 아산화질소를 포함하는 가스의 제 1 유동비를 제공함으로서 형성됨 ―;
상기 프로세싱 챔버에서, 상기 제 1 무기 층 상에 무기 서브 층 및 유기 서브 층을 포함하는 하이브리드 무기/유기 기울기 층을 형성하는 단계 ― 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층은, 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층의 무기 서브 층이 실질적으로 무기질이도록 상기 제 1 유동비와 동일한 HMDSO에 대한 상기 아산화질소를 포함하는 가스의 제 2 유동비를 제공하고, 뒤이어 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층의 유기 서브 층이 점차 유기질이도록 상기 제 2 유동비와 다른 HMDSO에 대한 상기 아산화질소를 포함하는 가스의 제 3 유동비를 제공함으로써, 기울기 증착에 의해 형성됨 ―; 및
상기 프로세싱 챔버에서, 상기 하이브리드 무기/유기 기울기 층 상에 제 2 무기 층을 형성하는 단계 ― 상기 제 2 무기 층은 상기 제 1 유동비와 동일한 HMDSO에 대한 상기 아산화질소를 포함하는 가스의 제 5 유동비를 제공함으로서 형성됨 ―를 포함하고,
상기 제 1 무기 층은 0 내지 1x109 dynes/㎠의 인장 응력을 갖도록 제어되는,
방법.
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