KR20140048096A - 유기 발광 다이오드의 하이브리드 캡슐화를 위한 방법 - Google Patents

유기 발광 다이오드의 하이브리드 캡슐화를 위한 방법 Download PDF

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Abstract

하이브리드 층의 물질을 이용하여 기판 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED) 구조들을 캡슐화하기 위한 방법들 및 장치들이 제공된다. 하이브리드 층의 물질의 증착 동안 사용된 처리 파라미터들은 증착된 하이브리드 층의 특성들의 제어를 가능하게 한다. 하이브리드 층은 층이 하이브리드 층의 일부 서브 층들에서 무기 물질의 특성들을 갖도록 그리고 하이브리드 층의 다른 서브 층들에서 유기 물질의 특성을 갖도록 증착될 수 있다. 하이브리드 물질의 사용은 종래의 프로세스들에 존재하는 정렬 문제들 없이 저가로 완성된 캡슐화 프로세스를 위해 단일 하드 마스크를 이용한 OLED 캡슐화를 가능하게 한다.

Description

유기 발광 다이오드의 하이브리드 캡슐화를 위한 방법{METHOD FOR HYBRID ENCAPSULATION OF AN ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 유기 발광 다이오드를 캡슐화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들은, 예를 들면, 액정 디스플레이들(LCD)과 비교하여 그들의 더 빠른 반응 시간, 더 큰 시아각들, 더 높은 명암비, 더 경량의 무게, 더 낮은 전력 및 가요성 기판들에 순응성(amenability)에 기인하여 디스플레이 애플리케이션들에서 최근 상당한 관심을 얻어왔다. 그러나, OLED 구조들은 한정된 수명을 갖고, 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 발광불가 암점(non-emissive dark spots)의 형성이다. 이러한 이유 때문에, OLED 구조들은 전형적으로 무기 층들 사이에 끼워진(sandwich) 유기 층들에 의해 캡슐화된다(encapsulated). 유기 층은 제 2 무기 층들이 실질적으로 균일한 표면 또는 증착을 갖도록 제 1 무기 층에 임의의 보이드들 또는 결함들을 충진하도록 이용된다.
도 1a 내지 도 1c는 캡슐화 층들을 증착하기 위한 종래의 프로세스를 도시하는데, 이는 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 않은 개구(107)를 통하여 노출되도록 제 1 마스크(109)를 기판(100) 위에 정렬함으로써 개시된다. 제 1 마스크(109)는 OLED 구조(104)에서 제 1 마스크(109)의 에지까지의 거리(110)를 갖는 개구(107)를 형성한다. 제 1 마스크(109)는 전형적으로 INVAR®과 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 무기 층(106)이 그 부분(105) 상에 증착되지 않도록 OLED 구조(104) 근처의 콘택 층(contact layer)(102)의 부분(105)이 제 1 마스크(109)에 의해 덮여지도록 위치된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 제 1 마스크(109)가 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 거리(112)를 갖는 개구(111)를 형성하는데, 이는 제 1 마스크(109)에 의해 형성된 바와 같은 거리(110)보다 짧고, OLED 구조(104)에서 제 2 마스크(114)의 에지까지이다. 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 같은 제 1 마스크(109)를 이용하여 적어도 제 2 무기 층(116)(116a 및 116b로 도시됨)을 제 1 마스크(109)에 의해 보호되지 않은 제 1 무기 층(106)의 노출된 부분 및 유기 층(108)의 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 노출된 콘택 층(102)의 부분(105)을 남겨두면서 OLED 구조(104)를 캡슐화한다.
위에서 설명된 종래의 프로세스 흐름은 약 1,500 평방 센티미터보다 큰 상부 배치 면적을 갖는 기판들과 같은 더 큰 면적의 기판들과 함께 사용하기 위해 상업적으로 이용가능한 축소를 막는 상당한 도전들을 갖는다. 예를 들면, 이러한 대면적 기판들에 대하여 위에서 설명된 프로세스를 구현하기 위해 필요한 두 개의 금속 마스크들(109, 114)은 매우 고가이고, 가격이 각각 $40,000.00을 초과할 수 있다. 게다가, OLED 구조(104)에 대한 금속 마스크들(109,114)의 매우 조밀한 정렬 공차가 요구되며, 일반적으로 100㎛ 이내이다. 이들 마스크들(109,114)은 길이가 종종 1 미터를 초과하기 때문에, 마스크들(109,114)은 주위 온도들에서 약 섭씨 80도의 처리 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 심각한 도전을 제공한다. 정렬 손실은 OLED 구조(104)의 불완전한 캡슐화를 초래할 수 있는데, 이는 차례로 OLED 디바이스(104)의 짧아진 수명 및 감소된 성능을 초래한다.
따라서, OLED 구조를 캡슐화하기 위한 개선된 방법 및 장치들이 필요하다.
본 발명의 일 실시예에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상에 캡슐화(encapsulating) 층을 형성하기 위한 방법은 그 위에 배치된 OLED 구조를 갖는 기판의 구역 상에 제 1 무기 층을 형성하는 단계, 상기 제 1 무기 층 상에 하이브리드 무기/유기 층을 형성하는 단계, 및 상기 하이브리드 무기/유기 층 상에 제 2 무기 층을 형성하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상에 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법은 그 위에 배치된 OLED 구조를 갖는 기판의 구역 상에 하이브리드 층의 제 1 무기 서브 층을 형성하는 단계, 상기 제 1 무기 서브 층 상에 상기 하이브리드 층의 유기 서브 층을 형성하는 단계, 및 상기 유기 서브 층 상에 상기 하이브리드 층의 제 2 무기 서브 층을 형성하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상의 캡슐화 층은 그 위에 배치된 OLED 구조를 갖는 기판의 구역 상에 형성된 하이브리드 층의 제 1 무기 서브 층, 상기 제 1 무기 서브 층 상에 형성된 상기 하이브리드 층의 유기 서브 층, 및 상기 유기 서브 층 상에 형성된 상기 하이브리드 층의 제 2 무기 서브 층을 포함한다.
위에서 열거된 본 개시물의 특징들이 상세히 이해될 수 있도록 하기 위하여, 위에서 간략히 요약한 본 개시물의 더욱 구체적인 설명이 실시예를 참조하여 이루어지며, 이들 실시예 중 일부는 첨부된 도면들에 도시된다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 본 개시물의 전형적인 실시예들을 도시할 뿐이며, 따라서 본 개시물은 다른 균등하게 효과적인 실시예에 대해서도 허용할 수 있기 때문에, 본 개시물의 범위를 한정하는 것으로 간주되지 않음에 유의해야 한다.
도 1a 내지 도 1c는 기술분야에서 공지된 종래의 캡슐화 시퀀스의 상이한 단계들 동안 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 구조를 캡슐화하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 방법의 상이한 단계들 동안 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED 구조를 캡슐화하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 방법의 상이한 단계들 동안 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다.
이해를 돕기 위해, 동일 참조 부호들이 가능하면 도면들에 공통인 동일 부재들을 표시하기 위해 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 피쳐들은 추가 설명 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있음이 고려된다.
본 개시물은 하이브리드 층의 물질을 이용하여 기판 상에 배치된 OLED 구조들을 캡슐화하기 위한 방법들 및 장치들을 제공한다. 하이브리드 층의 물질의 증착 동안 사용된 처리 파라미터들은 증착된 하이브리드 층의 특성들의 제어를 가능하게 한다. 하이브리드 층은 층이 하이브리드 층의 일부 서브 층들에서 무기 물질의 특성들을 갖도록 그리고 하이브리드 층의 다른 서브 층들에서 유기 물질의 특성을 갖도록 증착될 수 있다. 하이브리드 물질의 사용은 종래의 프로세스들에 존재하는 정렬 문제들 없이 저가로 완성된 캡슐화 프로세스를 위해 단일 하드 마스크를 이용한 OLED 캡슐화를 가능하게 한다.
도 2는 기판 상에 배치된 OLED 구조를 캡슐화하기 위한 방법(200)의 흐름도이다. 도 3a 내지 도 3c는 도 2의 캡슐화 방법(200)의 상이한 단계들 동안 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다. 방법(200)은 그 위에 배치된, 미리 형성된 OLED 구조(104)를 갖는 기판(100)을 제공함으로써 프로세스 202에서 개시한다. 위에서 언급된 바와 유사하게, 기판(100)은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 그 위에 배치된 콘택 층(102)과 함께 콘택 층(102) 상에 배치된 OLED 구조(104)를 가질 수 있다.
프로세스 204에서, 마스크(309)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, OLED 구조(104)가 마스크(309)에 의해 보호되지 않은 개구(307)를 통하여 노출되도록 기판(100) 위에 정렬된다. 마스크(309)는 임의의 나중에 증착되는 물질이 부분(305) 상에 증착되지 않도록 OLED 구조(104) 근처의 콘택 층(102)의 부분(305)이 마스크(309)에 의해 덮이도록 위치된다. 마스크(309)는 INVAR®와 같은 금속 물질로 이루어질 수 있다.
프로세스 206에서, 제 1 무기 층(308)은, 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 개구(307)를 통하여 마스크(309)에 의해 노출된 기판(100)의 구역 상에 증착되는데, 이 구역은 OLED 구조(104) 및 콘택층(102)의 일부를 포함한다. 제 1 무기 층(308)의 제 2 부분(308b)은 기판(100)의 제 2 구역을 덮는 마스크(309) 상에 증착되며, 이 구역은 콘택층(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.
프로세스 208에서, 제 1 무기 층(308)이 기판(100) 상에 형성된 후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 하이브리드 층(312)이 그 다음 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 구역 상에서 마스크(309)의 개구(307)를 통하여 기판 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 증착된 제 1 무기 층(308)의 제 2 부분(308b) 상에 증착되고, 콘택층(102)의 부분(305)을 덮는다.
하이브리드 층(312)은 가스들의 유동비(flow ratio)와 같은 증착 프로세스를 통하여, 유기체가 되도록 그리고 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트(methacrylate), 아크릴 산(acrylic acid) 등과 같은 유기 물질들의 속성을 갖도록 제어되거나, 무기체가 되도록 그리고 위에서 설명된 제 1 무기 층(308)에 대해 사용되는 것들과 같은 무기 물질들의 속성들을 갖도록 제어되는 물질의 층이다. 하이브리드 물질이 무기 상태인 경우, 그것은 열거된 무기 물질들의 것과 거의 동일한 밀도 및 다공성과 같은 무기 물질 속성들을 갖는다. 하이브리드 물질이 유기 상태인 경우, 그것은 열거된 유기 물질들의 것과 거의 동일한 응력 제거(stress relief), 입자 형상추종성(particle conformality), 및 신축성(flexibility)을 포함하는 유기 물질들의 특성들을 포함할 수 있는 유기 속성들을 갖는다. 일반적으로, 그것의 "유기" 상태에서의 하이브리드 물질은 그것의 "무기" 상태에서의 하이브리드 물질보다 더 신축성 있고(flexible) 덜 조밀하다(dense).
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 유동의 비율은 결과의 pp-HMDSO 층의 유기/무기 상태 및 속성들을 제어하도록 제어된다.
일예에서, 산소-함유 가스는 산소 가스(O2)이다. 고 O2/HMDSO 유동비(예를 들면, 10보다 큰)는 무기 막들과 관련된 고 밀도 및 저 다공성 배리어 속성들과 같은 특성들을 갖는 무기 pp-HMDSO 층을 증착하기 위한 처리 동안 유지될 수 있다. 저 O2/HMDSO 유동비(예를 들면, 2보다 작은)는 유기 막들과 관련된 저 응력 속성들과 같은 속성들을 갖는 유기 pp-HMDSO 층을 증착하기 위한 처리 동안 유지될 수 있다.
pp-HMDSO 층의 증착 동안 사용된 산소 가스의 제어는 증착 챔버의 가스 라인 또는 유입구에 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 세정을 수행하는 것이다. 대안적으로 질소 산화물과 같은, 산소 가스에 비하여 실란과 적게 반응하는 다른 가스들이 사용될 수 있다. 산소-함유 가스가 잔여 실란과의 최소 반응을 초래하기 때문에, 질소 산화물 가스(N2O)의 사용은 그에 의해 챔버 내에서 실란의 사용후 가스 라인들 및 챔버를 완전히 세정할 필요를 제거하지 않으면 감소시킴이 발견되었다. 따라서, 고-품질 pp-HMDSO 층은 무기 층 증착 프로세스(206) 및 하이브리드 증착 프로세스(208) 사이에 임의의 중간 세정 프로세스 없이 증착될 수 있다.
따라서, 일예에서, 산소-함유 가스는 질소 산화물 가스이다. 고 N2O/HMDSO 유동비(예를 들면, 10보다 큰)는 무기 막들과 관련된 고 밀도 및 저 다공성 배리어 속성들과 같은 특성들을 갖는 비교적 무기 pp-HMDSO 층을 증착하기 위한 처리 동안 유지될 수 있다. 저 N2O/HMDSO 유동비(예를 들면, 2보다 작은)는 유기 막들과 관련된 저 응력 속성들과 같은 속성들을 갖는 유기 pp-HMDSO 층을 증착하는 처리 동안 유지될 수 있다.
유기 pp-HMDSO가 그것의 고 밀도 및 저 다공성에 기인하여, 심지어 그것의 수 접촉각(water contact angle)이 낮은(예를 들면, 10 내지 30 도와 같은 50도보다 작은) 경우에도 우수한 수분 배리어(moisture barrier)를 제공함이 발견되었다. 이와 같은 유기 pp-HMDSO가 위에서 열거된 유기 물질들과 같은 우수한 신축성 및 응력 제거 특성들을 나타내지만, 유기 pp-HMDSO는 또한 그것의 높은 수 접촉각(예를 들면, 60 내지 99 도와 같은 50도보다 큰)에 기인하여 우수한 습기 저항(moisture resistance)을 가짐이 추가로 발견되었다. 일예에서, 유기 pp-HMDSO는 실리콘 이산화물 네트워크에서 pp-HMDSO의 20%보다 작은 FTIR을 갖는다.
예시적인 실시예에서, pp-HMDSO 층의 처리 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.
프로세스 210에서, 제 2 무기 층(314)은 기판(100) 상에 형성되고, 도 3c에 도시된 바와 같이, 하이브리드 층(312) 및 OLED 구조(104) 상에 형성된 제 1 무기 층(308)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.
제 2 무기 층(314)은 제 1 무기 층(308)과 유사한 유전체 층이다. 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.
제 2 무기 층(314)은 제 1 무기 층(308) 및 하이브리드 층(312)을 증착하기 위해 이용된 동일한 마스크(309)를 이용하여 기판(100) 상에 증착될 수 있다. 이는 우수한 배리어 속성들(즉, 무기 상태) 및 우수한 응력 제거 속성들(즉, 유기 상태) 모두를 갖기 위한 하이브리드 층(312)의 수소성(hydrophobicity)과 같은 속성들을 제어하는 능력에 기인하여 가능하다. 동시에, 하이브리드 층(312)은 모든 구역들에서 OLED 구조(104)의 우수한 캡슐화를 보장하기 위해 충분한 수소성 속성들(즉, 밀도/다공성 또는 수 접촉각)을 갖도록 유지될 수 있다. 따라서, 마스크(309)는 캡슐화 시퀀스 동안 변경되거나 제거될 필요가 없다.
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 되도록 제어되도록 하이브리드 층(312)의 증착이 제어되는데, 이는 제 1 및 제 2 무기 층들(308, 314) 각각에 대한 우수한 접착력을 가능하게 한다. 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) 층으로의 하이브리드 층(312)의 증착은 제 1 무기 층의 것과 근접하게 일치하는 속성들(예를 들면, 10보다 큰 O2/HMDSO 또는 N2O/HMDSO 유동비)을 갖는 무기체가 되도록 제어된다. 위로 진행하여, 증착은 점진적인 기울기(gradient)를 갖도록 제어되는데, 여기서, 물질은 점점 유기체가 된다(예를 들면, O2/HMDSO 또는 N2O/HMDSO 유동비를 2보다 작게 감소). 위로 계속하여, 증착은 점진적인 기울기를 갖도록 제어되는데, 여기서 물질이 제 2 무기 층의 것과 근접하게 일치하는 속성들을 갖는 무기체가 될 때까지(예를 들면, 10보다 큰 O2/HMDSO 또는 N2O/HMDSO 유동비) 달성될 때까지, 물질은 점점 무기체가 된다(예를 들면, O2/HMDSO 또는 N2O/HMDSO 유동비를 증가). 증착 기울기는 아날로그 모드(즉, 연속적인 변화(modulation)), 디지털 모드(즉, 계단식 변화) 또는 교번 변화에 의해 제어될 수 있다.
도 4는 기판 상에 배치되는 OLED 구조를 캡슐화하기 위한 방법(400)의 흐름도이다. 도 5a 내지 도5c는 도 4의 캡슐화 방법(400)을 이용한 OLED 구조의 개략적 단면도들을 도시한다. 방법(400)은 기판(100) 상에 배치된 미리 형성된 OLED 구조(104)를 갖는 기판을 제공함으로써, 프로세스 402에서 개시한다. 위에서 언근된 것과 유사하게, 기판(100)은, 도 5a에 도시된 바와 같이, 그 위에 배치된 콘택층(102)과 함께 콘택층(102) 상에 배치된 OLED 구조(104)를 가질 수 있다.
프로세스 404에서, 마스크(509)는, 도 5a에 도시된 바와 같이, OLED 구조(104)가 마스크(509)에 의해 보호되지 않은 개구(507)를 통하여 노출되도록 기판(100) 위에 정렬된다. 마스크(509)는 임의의 나중에 증착된 물질이 부분(505) 상에 증착되지 않도록 OLED 구조(104) 근처의 콘택층(102)의 부분(505)이 마스크(509)에 의해 덮이도록 위치된다. 마스크(509)는 INVAR®과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있다.
프로세스들 406-410에서, 하이브리드 층(512)이, 도 5c에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 증착된다. 하이브리드 층(512)은 마스크(509)에 의해 노출된 기판(100)의 구역 상에서 개구(507)를 통하여 서브 층들(512a-c)에 증착되는데, 이 구역은 OLED 구조(104) 및 콘택층(102)의 일부를 포함한다. 하이브리드 층(512)은 또한 기판(100)의 제 2 구역을 덮는 마스크(509) 상에 증착되는데, 이 구역은 콘택층(102)의 부분(505)을 포함한다.
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 속성을 갖도록 제어되거나, 무기체가 되도록 그리고 위에서 설명된 제 1 무기 층(308)에 대해 사용되는 것들과 같은 무기 물질들의 속성들을 갖도록 제어되는 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 또는 N2O)의 유동의 비율은 결과의 pp-HMDSO 막 서브 층들의 유기/무기 속성들을 제어하도록 제어된다.
프로세스 406에서, 하이브리드 층(512)의 제 1 서브 층(512a)은 도 5a에 도시된 바와 같이 증착된다. 제 1 서브 층(512a)의 증착 동안, 프로세스 파라미터들은 제 1 서브 층(512a)이 하이브리드 층(512)에 대한 우수한 배리어 속성들을 제공하기 위해 위에서 설명된 무기 물질들의 것과 일치하는 물질 속성들을 갖는 비교적 무기물체가 되도록 제어된다. 예를 들면, 하이브리드 층(512)의 제 1 서브 층(512a)은 pp-HMDSO 층에 우수한 배리어 속성들을(예를 들면, 고 밀도, 저 다공성)을 제공하기 위해 고 O2/HMDSO 또는 N2O/HMDSO 유동비(예를 들면, 10보다 큰)로 증착될 수 있다.
프로세스 408에서, 하이브리드 층(512)의 제 2 서브 층(512b)은 도 5b에 도시된 바와 같이 증착된다. 제 2 서브 층(512b)의 증착 동안, 프로세스 파라미터는 제 2 서브 층(512b)의 증착이 서브 층들(512a 및 512b) 사이의 우수한 응력 제거를 제공하기 위해 위에서 설명된 유기 물질의 것과 일치하는 속성들을 갖는 유기체가 되도록 제어된다. 예를 들면, 하이브리드 층(512)의 제 2 서브 층(512b)은 유기 속성들 및 높은 수 접촉각(예를 들면, 50도보다 큰)을 갖는 유기체인 HMDSO 층을 제공하기 위해 저 O2/HMDSO 또는 N2O/HMDSO 유동비(예를 들면, 2보다 작은)로 증착될 수 있다.
프로세스 410에서, 하이브리드 층(512)의 제 3 서브 층(512c)은 도 5c에 도시된 바와 같이 증착된다. 제 3 서브 층(512c)의 증착 동안, 프로세스 파라미터는 제 3 서브 층(512c)의 증착이 무기체가 되도록 그리고 하이브리드 층(512)에 대한 우수한 배리어 속성들을 제공하기 위해 위에서 설명된 무기 물질들의 것과 일치하는 속성을 갖도록 제어된다. 예를 들면, 하이브리드 층(512)의 제 3 서브 층(512c)은 우수한 배리어 속성들 및 저 접촉각(50도보다 작은)을 갖는 비교적 무기 pp-HMDSO 층을 제공하기 위해 고 O2/HMDSO 또는 N2O/HMDSO 유동비(예를 들면, 10보다 큰)로 증착될 수 있다.
하이브리드 층(512)의 증착이 3개의 개별 서브 층들에서 위에서 도시되고 설명되지만, 하이브리드 층의 증착은 제 1 서브 층(512a)에서의 무기물로서 시작하는 기울기를 갖는 단일 층으로 하이브리드 층(512)을 더 매끄럽게(smoothly) 증착하도록 제어될 수 있다. 증착 파라미터들은 그 다음 점점 유기 속성들을 갖는 물질의 매끄러운(연속적인 또는 단계적인) 기울기를 제공하기 위해(예를 들면, O2/HMDSO 또는 N2O/HMDSO 유동비를 감소시킴으로써) 서브 층(512b)이 유기체가 될 때까지 점진적으로 변경될 수 있다. 그 다음, 증착 파라미터들은 점점 증가하는 무기체를 갖는 물질의 매끄러운(연속적인 또는 단계적인) 기울기를 제공하기 위해(예를 들면, O2/HMDSO 또는 N2O/HMDSO 유동비를 증가시킴으로써) 서브 층(512c)이 무기체가 될 때까지 점진적으로 변경될 수 있다.
예시적인 실시예에서, pp-HMDSO 층의 처리 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.
따라서, OLED 구조 상에 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법들 및 장치들이 제공된다. 캡슐화 형성 프로세스 동안 하이브리드 층을 이용함으로써, 단일 마스크가 사용될 수 있고, 그에 의해 제조 수율이 증가하면서 종래의 2개의 하드 마스크 증착 프로세스들에 비하여 제조 비용이 유리하게 감소된다. 본 명세서에서 설명된 실시예들은 단일 적층의 캡슐화 층들/서브 층들을 도시하지만, 다수 적층의 캡슐화 층들/서브 층들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있음에 유의해야 한다.
상술한 것은 본 개시물의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시물의 다른 및 추가 실시예들이 그의 기본 범위를 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 그 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상에 캡슐화(encapsulating) 층을 형성하기 위한 방법으로서,
    그 위에 배치된 OLED 구조를 갖는 기판의 구역 상에 제 1 무기 층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 무기 층 상에 하이브리드 무기/유기 층을 형성하는 단계; 및
    상기 하이브리드 무기/유기 층 상에 제 2 무기 층을 형성하는 단계를 포함하는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이브리드 무기/유기 층은 플라즈마-중합 헥사메틸디실록산(hexamethyldisiloxane; pp-HMDSO)을 포함하는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하이브리드 무기/유기 층은,
    제 1 무기 서브 층;
    유기 서브 층; 및
    제 2 무기 서브 층을 포함하는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 무기 서브 층은 약 10 이상의 HMDSO 가스에 대한 산소-함유 가스의 유동비(flow ratio)를 제공함으로써 형성되고, 상기 유기 서브 층은 약 2보다 작은 HMDSO 가스에 대한 산소-함유 가스의 유동비를 제공함으로써 형성되며, 상기 제 2 무기 서브 층은 약 10 이상의 HMDSO 가스에 대한 산소-함유 가스의 유동비를 제공함으로써 형성되는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 산소 함유 가스는 산소 가스 및 질소 산화물 가스로 구성된 그룹에서 선택되는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 층들을 형성하기 이전에 상기 기판 상에 마스크를 위치시키는 단계를 더 포함하고, 각 층은 상기 마스크에서의 개구를 통하여 형성되는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  7. 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상에 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법으로서,
    그 위에 배치된 OLED 구조를 갖는 기판의 구역 상에 하이브리드 층의 제 1 무기 서브 층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 무기 층 상에 상기 하이브리드 층의 유기 서브 층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기 서브 층 상에 상기 하이브리드 층의 제 2 무기 서브 층을 형성하는 단계를 포함하는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 서브 층들을 형성하기 이전에 상기 기판 상에 마스크를 위치시키는 단계를 더 포함하고, 각 서브 층은 상기 마스크에서의 개구를 통하여 형성되는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 하이브리드 층은 플라즈마-중합 헥사메틸디실록산(pp-HMDSO)을 포함하는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 무기 서브 층은 약 10 이상의 HMDSO 가스에 대한 산소-함유 가스의 유동비를 제공함으로써 형성되고, 상기 유기 서브 층은 약 2보다 작은 HMDSO 가스에 대한 산소-함유 가스의 유동비를 제공함으로써 형성되며, 상기 제 2 무기 서브 층은 약 10 이상의 HMDSO 가스에 대한 산소-함유 가스의 유동비를 제공함으로써 형성되는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 산소 함유 가스는 산소 가스 및 질소 산화물 가스로 구성된 그룹에서 선택되는, 캡슐화 층을 형성하기 위한 방법.
  12. 유기 발광 다이오드(OLED) 기판 상의 캡슐화 층으로서,
    그 위에 배치된 OLED 구조를 갖는 기판의 구역 상에 형성된 하이브리드 층의 제 1 무기 서브 층;
    상기 제 1 무기 층 상에 형성된 상기 하이브리드 층의 유기 서브 층; 및
    상기 유기 서브 층 상에 형성된 상기 하이브리드 층의 제 2 무기 서브 층을 포함하는, 캡슐화 층.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 서브 층은 55도보다 큰 수 접촉각(water contact angle)을 갖는, 캡슐화 층.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 무기 서브 층들 각각은 50도보다 작은 수 접촉각을 갖는, 캡슐화 층.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 하이브리드 층은 플라즈마-중합 헥사메틸디실록산(pp-HMDSO)을 포함하는, 캡슐화 층.
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