KR20090122260A

KR20090122260A - 프릿으로 밀봉된 유리 패키지를 개선하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20090122260A
Application number: KR1020097019809A
Authority: KR
Inventors: 딜립 케이. 채터지; 켈빈 엔거엔
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2009-11-26
Also published as: CN101711438A; TWI433821B; JP2010519702A; WO2008103338A1; KR101427436B1; EP2115797B1; EP2115797A1; JP5232176B2; TW200844065A; US20080206925A1; US7652305B2

Abstract

기밀 밀봉된 패키지는 내부 및 외부 표면을 포함하는 제1 플레이트(102); 내부 및 외부 표면을 포함하는 제2 플레이트(104); 상기 제2 플레이트의 내부 표면에 증착된 프릿 물질(106); 및 (i) 상기 프릿 물질에 적어도 마주하는 상기 제1 플레이트의 내부 표면, 및 (ⅱ) 상기 프릿 물질에 적어도 직접 또는 간접으로 접하는 상기 제2 플레이트의 내부 표면 중 적어도 하나에 직접 또는 간접적으로 증착된 적어도 하나의 유전층을 포함하고, 여기서 상기 프릿 물질은 가열에 의해 유전층(108)에 대하여 기밀 밀봉을 형성한다.

패키지, 플레이트, 프릿, 유전층, 밀봉, 유기발광소자

Description

프릿으로 밀봉된 유리 패키지를 개선하기 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS TO IMPROVE FRIT-SEALED GLASS PACKAGE}

본 발명은 박막 디바이스(device), 특히 대기 환경에 민감한 박막 디바이스를 적절히 보호하기 위한 기밀 밀봉된 패키지에 관한 것이다. 이러한 디바이스의 몇몇 예로는 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이, 센서, 및 다른 광학 디바이스가 있다. 한 예로서, 본 발명은 OLED 디스플레이에 대해 기술하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

OLED는 광범위한 전자 발광 디바이스 분야에서 그들의 용도 및 이의 잠재적 용도 때문에 최근 상당한 양의 연구 주제이다. 예를 들어, 단일 OLED는 독립된 발광 디바이스 또는 발광 제품들 또는 평탄한-판넬 디스플레이 제품들(예를 들어, OLED 디스플레이)에 사용될 수 있는 OLED의 어레이에 사용될 수 있다. 전통적인 OLED 디스플레이는 매우 선명하고, 우수한 색상 대조(contrast), 실제 색상의 생성, 및 넓은 시각을 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나, 전통적인 OLED 디스플레이, 특히 전극 및 이에 위치된 유기층은 대기 환경으로부터 OLED 디스플레이로 침투되는 산소 및 습기와의 상호작용으로 인한 침식이 가능하다. 만약 상기 OLED 디스플레이에 있는 전극 및 유기층이 대기 환경으로부터 기밀 밀봉된다면, 상기 OLED 디스플레이의 수명은 상당히 증가할 수 있는 것으로 알려져 있다.

불행하게도, 상기 OLED 디스플레이를 기밀 밀봉하는 밀봉 공정의 개발은 매우 어렵다. 상기 OLED 디스플레이를 적절히 밀봉하는 것을 어렵게 만드는 몇몇 요소는 아래를 포함한다:

(i) 상기 기밀 밀봉은 산소(10^-3cc/㎡/day) 및 물 (10^-6g/㎡/day)에 대한 배리어(barrier)의 제공;

(ⅱ) 상기 기밀 밀봉의 크기는 상기 OLED 디스플레이의 크기에 역효과를 가지지 않도록 최소(예를 들어, <2 ㎜)이어야 함;

(ⅲ) 상기 밀봉 공정 동안에 발생된 온도는 상기 OLED 디스플레이 내에서 물질(예를 들어, 전극 및 유기층)에 손상을 주지말아야 함(예를 들어, 상기 OLED 디스플레이의 밀봉으로부터 약 1∼2㎜ 위치된 OLED의 제1 픽셀(pixels)은 밀봉 공정 동안에 100℃를 초과하여 가열되지 않아야 함);

(ⅳ) 밀봉 공정 동안에 방출된 가스는 상기 OLED 디스플레이 내의 물질을 오염시키지 않아야 함; 그리고

(v) 상기 기밀 밀봉은 상기 OLED 디스플레이로 진입하기 위한 전기적 결합(예를 들어, 박막 크롬)이 가능하여야 함.

이러한 요소 중에서 가장 어려운 하나는 유기 분자와 산소 및 습기와의 강한 반응성에 기인한 기밀 밀봉이다.

상기 OLED 디스플레이를 밀봉하기 위한 종래의 기술 중의 하나는 자외선에 의해 경화된 후에 밀봉을 형성하는 다른 타입의 에폭시, 무기물질 및/또는 유기물질을 이용하는 것이다. Vitex Systems은 상기 OLED 디스플레이를 밀봉하는데 무기물질 및 유기물질의 선택적 층이 사용될 수 있는 방법에 기초한 조성물인 Batrix^TM이란 상품명의 도료를 제조하고 판매하였다. 비록 이들 밀봉 타입이 우수한 기계적 강도를 통상적으로 제공할지라도, 그들은 매우 싸며, OLED 디스플레이에 산소 및 습기의 확산을 방지하지 못하는 경우가 많이 있다. 상기 OLED 디스플레이를 밀봉하기 위한 다른 종래의 기술은 금속 웰딩 또는 솔더링을 활용하지만, 최종 밀봉은 상기 OLED 디스플레이에서 유리 플레이트와 금속의 열팽창계수(CTEs)의 실질적인 차이 때문에 광범위한 온도에서 내구성이 떨어진다.

(OLED 디스플레이와 같은) 유리 패키지를 밀봉하기 위한 다른 기술은 Corning Incorporated사에 의해 출원된 미국특허 제6,998,776호에 개시되어 있고, 그 기술 내용은 본 발명에 모두 포함된다. 상기 기술은 종래의 에폭시 밀봉 방법과 비교하여, 상당히 높은 기밀성, 고정된 크기의 기판에서 높은 디스플레이 밀도, 및 상부 열방출 디바이스로의 응용과 같은 많은 장점을 갖는 레이저 프릿 밀봉 기술을 포함한다. 그러나, 상기 프릿 물질을 용융시킬 수 있는 고 전력 레이저의 사용은 많은 단점을 초래할 수 있다. 실제로, 이것은 가열 공정에 의해 유발된 열적 사이클이 OLED 디바이스에서 열 손상을 유발할 수 있다.

레이저 프릿 밀봉 기술에 있어서, 상기 프릿은 음극-금속-리드, 인듐 산화주석(ITO), 및 다른 보호 물질과 같은 여러 디바이스 물질과 결합된다. 상기 디바이스의 측면에 각각의 물질은 다른 열적 특성(예를 들어, CTE, 열 용량 및 열전도도)을 갖는다. 상기 디바이스의 측면의 다양한 열적 특성은 상기 프릿과 디바이스의 경계에서 레이저 밀봉 공정을 마친 후에 결합 강도의 상당한 변화를 유발할 수 있다. 부가적으로, 상기 음극 금속-리드는 레이저 프릿 밀봉 후에 탈리될 수 있다. 상기 음극은 통상적으로 잠재적으로 다른 CTE를 각각 갖는 둘 또는 세 개의 다른 금속 소자의 다층으로 이루어지기 때문에, 레이저 프릿 밀봉시에 사용된 상대적으로 빠른 가열 및 냉각 공정은 "윈클(winkle)" 효과와 같은 상기 금속 음극에 손상을 종종 유발할 수 있다. 금속 리드의 높은 열 전도도는 또한 결합 강도를 낮추는 원인이기도 하다. 이것은 높은 전력의 레이저로 상기 프릿을 가열하는 공정 동안에 상대적으로 빠른 열 소실에 기인한다.

따라서, OLED 디스플레이와 같은 유리 패키지를 밀봉하는 공지의 기술과 관련된 전술한 문제점 및 단점을 해결하기 위한 기술이 요구된다.

본 발명의 하나 이상의 실시 예에 따르면, 기밀 밀봉된 패키지를 제공하기 위한 방법 및 장치는 내부 및 외부 표면을 포함하는 제1 플레이트(plate); 내부 및 외부 표면을 포함하는 제2 플레이트; 상기 제2 플레이트의 내부 표면에 증착된 프릿 물질(frit material); 및 (i) 상기 프릿 물질에 적어도 마주하는 상기 제1 플레이트의 내부 표면, 및 (ⅱ) 상기 프릿 물질에 적어도 직접 또는 간접으로 접하는 상기 제2 플레이트의 내부 표면 중 적어도 하나에 직접 또는 간접적으로 증착된 적어도 하나의 유전층(dielectric layer);을 포함한다. 상기 프릿 물질은 가열에 의해 유전층에 대하여 기밀 밀봉을 형성한다.

상기 패키지는 제1 유리 플레이트의 내부 표면에 증착된 하나 이상의 전자 부품을 더욱 포함한다.

상기 유전층은 질화 실리콘을 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 유전층은 질화 실리콘 위에 산화 실리콘(silicon oxide) 층을 포함할 수 있다. 상기 유전층의 두께는 약 10 내지 600 ㎚; 약 100 내지 500 ㎚; 및 약 10 내지 50 ㎚ 중 하나일 수 있다. 상기 산화 실리콘층의 두께는 약 10 ㎚일 수 있고, 상기 질화 실리콘층의 두께는 약 400 ㎚일 수 있다.

상기 제1 및 제2 플레이트의 적어도 하나는 금속, 합금, 세라믹, 유리, 석영, 및/또는 폴리머로 형성될 수 있다. 당 업계에서 상기 패키지 (특히 유리 패키지)는 환경적으로 친화적이지 않은 대기에서의 작동 필요, 및/또는 부식, 우연한 충격, 스크래치 등으로부터 보호할 필요가 있는 액정디스플레이(LCD), 형광 스크린(phosphor screens), 태양 전지, 및 어떤 다른 전자 디바이스에 사용할 수 있는 것으로 알려져 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다.

본 발명의 다양한 관점을 설명하는 데 있어서, 동일한 참조 번호는 동일한 소자(element)를 가리키는 것이며, 개략적인 도면은 본 발명을 이해하는데 필요한 것이지, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

도 1a는 본 발명의 하나 이상의 관점에 따라 프릿 물질을 이용하여 밀봉될 패키지의 부분 분해 단면도이다.

도 1b는 밀봉 후의 도 1의 패키지의 단면도이다.

도 2는 도 1b의 패키지의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 하나 이상의 관점에 따라 기술된 다른 실시 예 및/또는 도 1b의 패키지를 밀봉하는 공정을 설명하는 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 하나 이상의 다른 관점에 따라 프릿 물질을 이용하여 밀봉될 패키지의 부분 분해 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 관점에 따른 유전층의 단면도이다.

이하 기밀 밀봉된 패키지에 관한 본 발명의 다양한 실시 예를 기술한다. 비록 상기 패키지가 금속, 합금, 세라믹, 유리, 석영, 및/또는 폴리머 중 적어도 하나로 형성될 수 있을지라도, 예를 들면, 본 발명은 OLED 디스플레이를 밀봉하기 위한 유리 패키지의 배경에서 기술될 것이다.

도 1 내지 3을 참조하여, 유리 패키지(100) 및 이를 제조하는 방법을 본 발명의 하나 이상의 관점에 따라 기술한다. 상기 유리 패키지(100)는 기밀 밀봉된 OLED 디스플레이(100) 일 수 있다. 도 1a는 상기 유리 패키지(또는 OLED 디스플레이)(100)의 부분 분해 단면도이고, 도 1b는 상기 밀봉된 유리 패키지(100)의 단면도이며, 도 2는 이의 평면도이다.

상기 OLED 디스플레이(100)는 하나 또는 모두가 유리 시트일 수 있는 제1 기판 플레이트(102) 및 제2 기판 플레이트(104)를 포함하는 다층 구조이다(도 3의 202 실행부). 다시, 선택적인 실시 예에 있어서, 하나 이상의 기판 플레이트(102, 104)는 금속, 합금, 세라믹, 석영, 및/또는 폴리머로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 기판 플레이트(102, 104)는 Code 1737 유리 또는 Eagle 2000^TM 유리라는 상품명으로 Corning Incorporated사에 의해 제조 및 판매, 또는 Asahi Glass Co. (예를 들어, OA10 유리 및 OA21 유리), Nippon Electric Glass Co., NHTechno 및 Samsung Corning Precision Glass Co.와 같은 다른 회사에 의해 제조 판매된 것과 같은 투명한 유리 플레이트일 수 있다.

상기 제1 및 제2 기판 플레이트(102, 104)는 개개의 내부 및 외부 표면 (102A, 102B)를 포함한다. 상기 플레이트(102, 104) 사이에서 기밀 밀봉될 수 있는 적어도 하나의 디바이스(103) (예를 들어, OLED의 어레이와 같은 전기 디바이스)는 제1 기판 플레이트(102)의 내부 표면(102A)에 증착된다(도 3의 204 실행부). 통상적으로 OLED(103)는 양극(또는 리드)(110A), 하나 이상의 유기층, 및 음극(또는 리드)(110B)을 포함하나; 이는 어떤 알려진 OLED(103) 또는 이하 개발된 OLED가 유리 패키지(100)에 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 쉽게 인식될 수 있다. 다 시, 어떤 다른 디바이스가 본 발명의 발명 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 상기 유리 패키지(100)에 사용될 수 있다.

프릿 물질(106)은 제2 기판 플레이트(104)의 내부 표면(104A)에 증착된다 (도 3의 206 실행부). 상기 프릿(106)은 제2 기판 플레이트(104)의 가장자리를 따라, 예를 들어, 상기 플레이트(104)의 가장자리로부터 약 1 ㎜ 정도의 안쪽을 따라 바람직하게 증착될 수 있다. 상기 프릿 물질은 약 0.3∼3 ㎜ (바람직하게 0.7∼1.0 ㎜)의 폭, 및 약 10∼20 ㎛, 바람직하게 14∼16 ㎛의 높이로 조정될 수 있다. 하나 이상의 실시 예에 있어서, 상기 프릿(106)은 철, 구리, 바나디움, 및 네오디뮴으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 흡착 이온(absorbing ions)을 함유하는 저온 유리 프릿일 수 있다. 상기 이온은 특정 파장(또는 이의 범위)에서 에너지(예를 들어, 빛에너지 또는 다른 방사선)를 흡수하기 위해 선택되어 상기 파장에서 에너지원의 사용은 상기 프릿(106)을 가열하는데 사용될 수 있다. 두 개의 기판(102 및 104)의 열팽창계수를 일치 또는 실질적으로 일치시키기 위해, 상기 프릿(106)은 프릿(106)의 열팽창계수를 낮추는 충진제 (예를 들어, 전환 충진제(inversion filler), 첨가 충진제, 등등)로 도한 도핑될 수 있다. 몇몇 예의 상기 프릿 물질(106)의 조성은 미국특허 제6,998,776호에 개시되어 있다.

선택적으로, 상기 프릿(106)은 제2 기판 플레이트(104)에 미리-소결될 수 있다. 이를 달성하기 위하여, 상기 프릿(106)은 제2 기판 플레이트(104)에 증착되고 (206 실행부), 그 다음 가열되어 제2 기판 플레이트(104)에 부착된다. 상기 미리-소결방법의 선택적인 단계에 관한 상세한 내용은 미국특허 제6,998,776호에 개시되 어 있다.

그 다음, 유전층(108)은 프릿 물질(106)과 적어도 마주하는 제1 기판 플레이트(102)의 내부 표면(102A)에 직접 또는 간접적으로 증착된다(도 3의 208 실행부). 상기 유전층(108)은 패키지(100)의 부품, 예를 들어, OLED 디바이스를 기계적 및 화학적 남용 및 잠재적 손상으로부터 보호하는 보호층으로 작용한다. 설명한 바와 같이, 상기 유전층(108)은 리드(110) 상에 증착된다. 도 5를 참조하면, 상기 유전층(108)은 질화 실리콘과 같은 물질의 단일 층을 포함할 수 있고, 또는 초기 층(108A) (예를 들어, 질화 실리콘)에 걸친 산화 실리콘층(108B)과 같은 다층 구조를 포함할 수 있다.

상기 유전층(108)은 다수의 방법으로 증착될 수 있다. 예를 들어, 상기 유전층(108)이 하나 이상의 디바이스(103)를 커버하지 않게 상기 유전층(108)은 상기 프릿 물질(106) (도시됨)에 마주하는 오직 밀봉 경계상에 만 증착될 수 있다. 선택적으로, 상기 유전층(108)은 또한 프릿 경계 내에서 증착될 수 있어 상기 유전층(108)이 하나 이상의 디바이스(103)을 적어도 부분적으로 커버한다. OLED 디바이스(103)의 경우에 있어서, 상기 유전층(108)이 기술한 바와 같은 적어도 하나의 양극 및 음극(110)을 적어도 부분적으로 커버할 때 부가적인 이점들이 달성될 수 있다.

상기 유전층(108)은 스퍼터링(sputtering), 물리적 기상 증착(physical vapor deposition (PVD)), 화학 기상 증착, 또는 플라즈마-강화(plasma-enhanced) 화학 기상 증착(PECVD)과 같은 박막 증착 기술에 의해 증착될 수 있다. 상기 유 전층(108)의 두께는 약 10 내지 600 ㎚ 사이일 수 있다. 하나 이상의 실시 예에 있어서, 약 10 내지 50 ㎚의 두께가 보다 나은 밀봉을 유도할 수 있다. 다른 실시 에에 따르면, 상기 유전층(108)의 두께는 약 100 내재 500 ㎚ 사이 일 수 있다. 예를 들어, 상기 유전층(108)이 다층 구조일 때, 상기 산화 실리콘층(108B)의 두께는 약 10∼100㎚일 수 있고, 상기 질화 실리콘(108A)의 두께는 약 200∼500㎚일 수 있으며, 여기서 400㎚가 바람직하다. 상기 유전층(108)의 균일한 코팅은 기밀 밀봉을 개선할 수 있는 프릿 물질(106)에서 높은 변동폭에 대한 다소의 보상을 제공할 수 있다.

상기 유전층(108)의 압축강도는 특히 상기 유전층(108)이 (전술한 SiNx/SiO와 같은) 세라믹 물질로 형성된 경우, 상기 패키지(100)의 중요한 특성일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 유전층은 약 0.01∼700 MPa, 약 200∼500 MPa, 또는 바람직하게는 약 400∼500 MPa의 압축 응력(compressive stress)을 나타낼 수 있다. 세라믹과 같은 상기 유전층(108)을 형성하기 위해 사용된 물질은 큰 압축 응력을 흡수할 수 있지만, 인장 강도는 요구되지 않는다. 따라서, 만약 기판 플레이트(102, 104)를 가열할 때(밀봉 공정 동안에), 상기 프릿(106) 및/또는 상기 유전층(108)과 비교하여 기판 플레이트(102, 104)의 높은 CTE를 초래할 수 있는 인장 강도가 존재한다면, 상기 유전층(108)의 본래의 압축 응력은 상기 유리 프릿(106) 및/또는 기판 플레이트(102, 104)의 팽창에 의해 발생된 인장 강도의 역효과를 감소시키는 보상을 제공할 수 있다.

다층 유전층(108)(예를 들어, 질화 실리콘과 산화 실리콘)의 증착에 대한 전 술한 논의가 개개의 층(108A, 108B)에 관한 반면, 다른 실시 예는 질화 실리콘의 계면에서 산화 실리콘까지의 구배(gradient)(점진적 변환)를 고려한다. 상기 구배는 상황의 본질적 요건에 따라 가파르거나 점진적일 수 있다. 상기 구배는 예를 들어, NH₃(질소원)으로부터 O₂까지 순차적으로 증착하는 동안 코팅 분위기의 변화에 의해 달성될 수 있다.

실행부 210에서, 상기 제1 및 제2 기판 플레이트(102, 104)는 프릿과 유전 계면을 통하여 접촉된다. 실행부 212에서, 상기 프릿(106)이 기밀 밀봉을 형성하도록, 상기 프릿(106)은 방사선 원(예를 들어, 레이저, 적외선 램프, 등등)에 의해 가열된다. 상기 밀봉은 상기 제1 기판 플레이트(102)와 제2 기판 플레이트(104)를 연결 및 결합시킨다. 상기 기밀 밀봉은 OLED(103) (및/또는 다른 디바이스)을 대기환경에서 패키지(100)로의 산소 및 습기의 침투를 방지하여 보호한다.

상기 유전층(108) 때문에, 용융 프릿(106)으로부터의 열은 금속 전극(110)과 같은 디바이스(103)로 사소한 정도로 전달된다. 따라서, 열 손상은 문제되지 않을 것으로 기대된다.

상기 유전층(108)은 매우 높은 녹는점을 가질 수 있는데, 이는 상기 프릿 밀봉 공정 동안에 열적 안정성을 나타내어야 하기 때문이다. 전술한 바와 같이, 상기 유전층(108)은 박막 형태로 질화 실리콘(SiNx)(여기서 x는 0.1 내지 3일 수 있음)으로 형성될 수 있다. 상기 질화 실리콘의 특성은 낮은 밀도, 고온 강도, 높은 열충격 저항성, 우수한 내마모성, 우수한 파괴 인성, 높은 기계적 피로 및 크리 프(fatigue and creep) 저항성, 우수한 산화 및 부식 저항성, 및 OLED 디바이스(103)가 증착된 유리(특히, Eagle 2000^TM)와 비교하여 높은 열전도도를 포함한다. 상기 프릿(106) 및 기판 플레이트(102, 104) (예를 들어, 유리)과 비교하여 상기 유전층(108) (예를 들어, 세라믹)의 높은 열전도도는 밀봉 공정에 바람직한데, 이는 상기 프릿(106)에서 발생된 열이 국부적인 영역에 집중되지 않고, 오히려, 상기 열은 다른 영역에서 높은 전도도를 통하여 사라진다. 낮은 열 전도도의 물질에서 일어나는 (양호한 소실 없이) 집중된 열은 리드(110) 및/또는 다른 중요 부품을 용융 또는 다르게 손상시킬 수 있다. 상기 유전층(108)으로서 질화 실리콘을 사용하는 다른 이점은 상기 프릿(106)과 상기 기판 플레이트(102, 104)의 CTE 차이를 최종적으로 보상하는 것이다. 상기 SiNx의 CTE는 약 3 내지 4 × 10^-6/℃의 범위이다. 이것은 상기 프릿(106)과 유리와 같은 상기 기판 플레이트(102, 104)의 CTE의 상당한 차이를 완충시키고, 밀봉의 크랙 및/또는 탈리를 피한다.

CTE는 기판 플레이트(102, 104)와 프릿 물질 및 유전물질(108)과 같은 다른 부품들 사이에서 일치하지 않는다. 이러한 사항은 금속, 합금, 유리, 세라믹, 석영, 및/또는 폴리머와 같은 기판 플레이트(102, 104)에 대해 특정 물질의 사용에 의해 복잡해진다.

상기 디바이스의 측면의 유전층은 레이저 밀봉 공정 동안에 상기 프릿 물질에 대한 카운터로서 매우 균일한 열적 특성을 제공할 수 있다. 상기 유전층은 밀봉 전에 OLED 디바이스의 전기 리드(electrical lead) 물질의 부식을 방지할 수 있 다. 상기 카운터-파트 프릿 물질이 단일 물질(유전물질)이기 때문에, 상기 프릿과 유전층 사이의 물질 보상은 개선될 수 있고, 잠재적으로 생략될 수 있다. 상기 OLED 디바이스 측면의 유전 물질과 관련하여, 상기 레이저 밀봉 공정의 복잡성(고객의 물질의 변화 때문)은 많이 감소될 수 있다. 상기 얇은 유전층은 레이저 밀봉 공정 동안에 열 손상으로부터 전기 리드를 보호할 수 있다.

상기 얇은 유전층은 또한 상기 프릿 물질을 가열하여 유리 패키지를 밀봉하는 동안에 사용된 파장에서 상기 유전층이 빛(예를 들어, 레이저광 또는 다른 방사선)을 흡수하지 않을 때 다른 장점을 갖는다. 이 방법에 있어서, 상기 유전 물질은 상기 프릿 물질에 레이저 에너지의 효율적 이동을 낮추지 않을 때, 상기 프릿 물질의 용융은 방해받지 않는다. 하나의 실시 예에 있어서, 몇몇 프릿 물질은 약 810㎚의 파장에서 레이저광을 이용하여 가열될 수 있다. 따라서, 상기 유전 물질이 810 ㎚에서 빛에너지를 흡수하지 않을 때, 이점이 있다.

상기 얇은 층이 상기 프릿 물질과 디바이스 사이에서 완충 역할을 함에 따라, 약간의 프릿의 두께 변동폭은 상쇄될 수 있다. 부가적인 박막 증착 시스템이 요구되지 않기 때문에 낮은 유전 물질의 증착은 OLED 제조 공정의 말단에서 쉽게 수행된다.

도 4는 기밀 밀봉된 OLED 디스플레이일 수 있는 유리 패키지(100A)의 선택적인 특징을 설명하는 측면도이다. 일반적인 참조 부호는 도 1-3에 나타낸 동일한 소자를 의미하는 것이며, 이미 논의된 소자의 인용은 반복하지 않는다. 상기 패키지(100A)는 제2 기판 플레이트(104)의 내부 표면에 직접 및/또는 간접적으로 증착 된 유전층(108A)을 포함할 수 있다. 상기 유전층(108A)은 상기 프릿 물질(106)을 보호하는 밀봉 경계, 및 상기 제2 기판 플레이트의 오직 일부(또는 일부도 아닌)에 오직 증착될 수 있다. 선택적으로, 상기 유전층(108A)은 상기 프릿 물질(106)에 (도시된 바와 같이) 증착될 수 있고, 상기 제2 기판 플레이트(104)의 내부 표면에 직접적으로 (또는 간접적으로) 증착될 수 있다.

이러한 특징은 다른 선택적인 설계를 유도한다. 특히, 상기 유전층(108 및 108A)는 함께 사용될 수 있고, 또는 각각의 층(108, 108A)은 단독으로 사용될 수 있다.

실시 예

전술한 기술을 이용하여 다수의 구조물이 제조된다. 예를 들어, 하나의 구조물은 10㎚ SiOx의 오버코트(overcoat)를 갖는 400㎚ SiNx 유전층을 포함한다. 상기 유전층은 400℃에서 어닐링 후에 493 MPa의 압축 잔류 응력을 나타내도록 증착된다. 상기 유전층(SiNx + SiOx)은 모든 전기 리드를 포함하는 OLED 어레이의 백플랜 구조(backplane architecture)의 반(half)에 도포된다. 그 이후에, 상기 구조물은 85/85 항온항습기에 위치된다. 약 73시간 노출한 후에, 상기 구조물의 시험은 다음과 같은 결합 이점이 나타난다: (i) 상기 백플랜 구조의 유전적 부식 방지 및 프릿 물질을 가열하는 동안에 의도된 빛 에너지를 흡수하지 않음. 특히, 상기 유전층이 없는 영역은 광범위하게 부식된 반면, 유전물질로 도포된 다른 반은 손상되지 않고, 부식의 흔적이 없다. 810㎚에서 레이저 에너지를 프릿 물질로 전달하는 과정의 관찰은 상기 유전층에서 매우 작게 흡수됨을 알 수 있다.

본 발명의 밀봉 공정 및 장치의 다양한 실시 예들이 기밀 밀봉된 OLED 디스플레이(100)의 배경에서 기술되었을 지라도, 동일 또는 유사한 밀봉 공정은 두 개의 유리 플레이트를 서로 밀봉할 필요가 있는 다른 응용 제품에 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 OLED 디스플레이에만 한정되지 않는다.

비록 본 발명을 특정 실시 예를 기준으로 설명하였지만, 본 발명의 범주가 이에 한정되는 것은 아니며, 당 업자에 의해 다양한 변형된 실시가 가능할 수 있다.

Claims

내부 및 외부 표면을 포함하는 제1 플레이트;

내부 및 외부 표면을 포함하는 제2 플레이트;

상기 제2 플레이트의 내부 표면에 증착된 프릿 물질; 및

(i) 상기 프릿 물질에 적어도 마주하는 상기 제1 플레이트의 내부 표면, 및 (ⅱ) 상기 프릿 물질에 적어도 직접 또는 간접으로 접하는 상기 제2 플레이트의 내부 표면 중 적어도 하나에 직접 또는 간접적으로 증착된 적어도 하나의 유전층;을 포함하고,

여기서 상기 프릿 물질은 가열에 의해 유전층에 대하여 기밀 밀봉을 형성하는 것을 특징으로 하는 기밀 밀봉된 패키지.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 및 제2 플레이트의 적어도 하나는 금속, 합금, 세라믹, 유리, 석영, 및 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로부터 형성된 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 1에 있어서,

상기 유전층은 질화 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 3에 있어서,

상기 유전층의 두께는 약 10 내지 600 ㎚; 약 100 내지 500 ㎚; 약 200∼500 ㎚, 약 10 내지 50 ㎚, 및 약 400 ㎚ 중 하나인 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 3에 있어서,

상기 유전층은 질화 실리콘 위에 산화 실리콘층을 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 5에 있어서,

상기 패키지는 상기 질화 실리콘으로부터 상기 산화 실리콘층까지의 구배를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 5에 있어서,

상기 산화 실리콘층의 두께는 10∼100 ㎚이고,

상기 질화 실리콘층의 두께는 약 10 내지 500 ㎚; 약 100 내지 500 ㎚; 약 200∼500 ㎚, 약 10 내지 50 ㎚, 및 약 400 ㎚ 중 하나인 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 1에 있어서,

상기 유전층은 약 0.01∼700 MPa, 약 200∼500 MPa, 약 400∼500 MPa, 및 약 500 MPa 중 하나의 압축 응력을 나타내는 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 1에 있어서,

상기 패키지는 상기 제1 플레이트의 내부 표면에 증착된 하나 이상의 전자 부품을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 9에 있어서,

상기 적어도 하나의 유전층은 하나 이상의 전자 부품을 보호하지 않고,

상기 적어도 하나의 유전층은 하나 이상의 전자 부품을 보호하며, 이에 의해 전자 부품의 부식을 감소시키는 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 9에 있어서,

상기 하나 이상의 전자 부품은 하나 이상의 유기발광소자(OLEDs)를 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 11에 있어서,

상기 하나 이상의 OLED는 양극 및 음극을 포함하고,

상기 적어도 하나의 유전층은 적어도 하나의 양극 및 음극을 적어도 부분적으로 커버하며, 이에 의해 부식 및 충격 중 적어도 하나를 감소시키는 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 1에 있어서,

상기 유전층은 프릿 물질을 보호 및 제2 플레이트의 내부 표면의 적어도 일부를 직접 보호;

상기 유전층은 프릿 물질을 보호 및 제2 플레이트의 내부 표면의 전부를 실질적으로 직접 보호;

상기 유전층은 프릿 물질을 보호 및 제2 플레이트의 내부 표면의 부분을 실질적으로 직접 보호하지 않음;

중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 1에 있어서,

상기 적어도 하나의 유전층은 제1 및 제2 플레이트 모두의 내부 표면에 직접 또는 간접적으로 증착; 및

상기 적어도 하나의 유전층은 제1 및 제2 플레이트의 하나의 내부 표면에 직접 또는 간접적으로 증착;

중 하나인 것을 특징으로 하는 패키지.
개개의 내부 및 외부 표면을 각각 포함하는 제1 및 제2 플레이트를 제공하는 단계;

상기 제2 플레이트의 내부 표면에 프릿 물질을 증착시키는 단계;

(i) 상기 프릿 물질에 적어도 마주하는 상기 제1 플레이트의 내부 표면, 및 (ⅱ) 상기 프릿 물질에 적어도 직접 또는 간접으로 접하는 상기 제2 플레이트의 내부 표면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 유전층을 직접 또는 간접적으로 증착시키는 단계;

상기 유전층과 프릿 물질을 접촉시키는 단계; 및

상기 프릿 물질의 가열에 의해 적어도 부분적으로 용융시켜 상기 유전층에 대해 기밀 밀봉을 형성하여 기밀 밀봉된 패키지를 형성시키는 단계;

를 포함하는 방법.
청구항 15에 있어서,

상기 방법은 상기 프릿 물질과 유전층을 접촉시키기 전에 상기 프릿 물질을 소결시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 15에 있어서,

상기 제1 플레이트의 내부 표면에 유전층을 증착시키는 단계는 질화 실리콘이 제1 층을 증착시키는 단계 및 상기 질화 실리콘 위에 산화 실리콘의 제2 층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 17에 있어서,

상기 방법은 상기 질화 실리콘으로부터 상기 산화 실리콘층까지의 구배를 유 발하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 15에 있어서,

상기 방법은 상기 유전층의 증착 전에 상기 제1 플레이트의 내부 표면에 하나 이상의 전자 부품을 증착시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 19에 있어서,

상기 유전층을 증착시키는 단계는 (i) 하나 이상의 전자 부품을 보호하지 않는 유전층; 및 (ⅱ) 하나 이상의 전자 부품을 보호하는 유전층, 이에 의해 가열하는 동안에 적어도 전자 부품의 부식을 감소시키는 유전층 중 하나의 유전층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 19에 있어서,

상기 하나 이상의 전자 부품은 양극 및 음극을 각각 포함하는 상기 하나 이상의 유기발광소자를 포함하고,

상기 유전층을 증착시키는 단계는 적어도 하나의 양극 및 음극을 적어도 부분적으로 보호하며, 이에 의해 부식 및 충격 중 적어도 하나를 감소시키는 유전층을 배시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지.
청구항 19에 있어서,

상기 유전층을 증착시키는 단계는 적어도 하나의 스퍼터링, 물리적 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착, 및 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD) 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
개개의 내부 및 외부 표면을 각각 포함하는 제1 및 제2 유리 플레이트;

상기 제1 유리 플레이트의 내부 표면에 증착된 하나 이상의 OLED;

상기 제2 유리 플레이트의 내부 표면에 증착된 프릿 물질; 및

(i) 상기 프릿 물질에 적어도 마주하는 상기 제1 유리 플레이트의 내부 표면, 및 (ⅱ) 상기 프릿 물질에 적어도 직접 또는 간접으로 접하는 상기 제2 유리 플레이트의 내부 표면 중 적어도 하나에 직접 또는 간접적으로 증착된 적어도 하나의 유전층;을 포함하고,

여기서 상기 프릿 물질은 가열에 의해 유전층에 대하여 기밀 밀봉을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 (OLED).
청구항 23에 있어서,

상기 하나 이상의 OLED는 양극 및 음극을 포함하고,

상기 유전층은 적어도 하나의 양극 및 음극을 적어도 부분적으로 보호하는 것을 특징으로 하는 OLED.