KR20140078559A - 가요성 유기 전자 디바이스의 제조 - Google Patents

가요성 유기 전자 디바이스의 제조 Download PDF

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KR20140078559A
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Abstract

가요성 기판 상에 마이크로전자 시스템을 형성하는 방법은 가요성 기판의 제1 측면 상에서, 적어도 하나의 유기 박막층, 적어도 하나의 전극 및 적어도 하나의 유기 박막층 및 적어도 하나의 전극 위에 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는(통상적으로 순차적으로) 것을 포함하고, 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하는 것, 적어도 하나의 전극을 성막하는 것 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는 것은 각각 진공 하에서 발생하고, 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하기 전에는 적어도 하나의 유기 박막층 또는 적어도 하나의 전극의 다른 고체 재료와의 어떠한 물리적 접촉도 발생하지 않는다.

Description

가요성 유기 전자 디바이스의 제조 {MANUFACTURING FLEXIBLE ORGANIC ELECTRONIC DEVICES}
청구되는 본 발명은 연합 대학 협력체 연구 협정에 대한 다음의 단체들, 즉 미시건 대학교, 프린스턴 대학교, 사우던 캘리포니아 대학교 및 유니버셜 디스플레이 코포레이션의 운영 위원회들 중 하나 이상에 의해, 이를 대표하여, 및/또는 이와 관련되어 이루어졌다. 상기 협정은 청구되는 본 발명이 이루어진 날짜 이전부터 효력을 발생하였으며, 청구되는 본 발명은 협정의 범위 내에서 이루어진 활동의 결과로서 이루어졌다.
다수의 실시예에서, 디바이스, 시스템 및 방법은 예를 들어 유기 발광 다이오드 디바이스를 포함하는 유기 전자 디바이스 및 그 제조에 관한 것이다.
이하의 정보는 이하에 개시되는 기술 및 이러한 기술이 통상적으로 사용될 수도 있는 환경을 독자가 이해하는 것을 보조하도록 제공된다. 본 명세서에 사용된 용어는 본 문서에 달리 명시적으로 언급되지 않으면, 임의의 특정의 좁은 해석에 한정되도록 의도되는 것은 아니다. 본 명세서에 설명된 참조 문헌은 기술 또는 그 배경을 이해하는 것을 용이하게 할 수도 있다. 본 명세서에 인용된 모든 참조 문헌의 개시 내용은 참조로서 합체되어 있다.
유기 재료를 사용하는 광전 디바이스는 다수의 이유로 점점 더 바람직해지고 있다. 이러한 디바이스를 제조하는 데 사용된 다수의 재료는 비교적 저가이고, 따라서, 유기 광전 디바이스는 무기 디바이스에 비해 비용 장점에 대한 잠재성을 갖는다. 게다가, 이들의 가요성과 같은 유기 재료의 고유의 특성은 이들 재료를 가요성 기판 상의 제조와 같은 특정 용례에 양호하게 적합되게 할 수도 있다. 유기 광전 디바이스의 예는 유기 발광 디바이스(OLED), 유기 포토트랜지스터, 유기 태양광 전지 및 유기 광검출기를 포함한다. OLED에 대해, 유기 재료는 통상의 재료에 비해 성능 장점을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유기 발광층이 광을 방출하는 파장은 일반적으로 적절한 도펀트로 즉시 조정될 수도 있다.
OLED는 전압이 디바이스를 가로질러 인가될 때 광을 방출하는 얇은 유기 필름을 사용한다. OLED는 평판 패널 디스플레이, 조명 및 백라이팅과 같은 용례에 사용을 위한 점점 더 관심 있는 기술이 되고 있다. 다수의 OLED 재료 및 구성이 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제5,844,363호, 제6,303,238호 및 제5,707,745호에 설명되어 있다.
인광성 발광 분자를 위한 일 용례는 풀 컬러 디스플레이이다. 이러한 디스플레이에 대한 산업 표준은 "포화" 컬러라 칭하는 특정 컬러를 방출하도록 적응된 화소를 요구한다. 특히, 이들 표준은 포화 적색, 녹색 및 청색 화소를 요구한다. 컬러는 당 기술 분야에 잘 알려져 있는 국제 조명 위원회(International Commission on Illumination: CIE) 좌표를 사용하여 측정될 수도 있다.
녹색 발광 분자의 일 예는 이하의 구조를 갖는 Ir(ppy)3으로 나타내는 트리스(2-페닐피리딘) 이리듐이다.
Figure pat00001
이 구조에서, 본 출원인은 직선으로서 질소로부터 금속(여기서, Ir)까지의 배위 결합을 나타낸다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "유기"는 유기 광전 디바이스를 제조하는 데 사용될 수도 있는 폴리머 재료뿐만 아니라 소분자 유기 재료를 포함한다. "소분자"는 폴리머가 아닌 임의의 유기 재료를 칭하고, "소분자들"은 실제로 다소 클 수도 있다. 소분자는 몇몇 상황에서 반복 유닛을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 치환기로서 긴 사슬 알킬 그룹을 사용하는 것은 "소분자" 클래스로부터 분자를 제거하지 않는다. 소분자는 또한 예를 들어 폴리머 백본(backbone) 상의 측쇄기(pendent group)로서 또는 백본의 부분으로서 폴리머 내에 합체될 수도 있다. 소분자는 또한 핵심 모핵(core moiety) 상에 구성된 일련의 화학 쉘로 이루어진 덴드리머(dendrimer)의 핵심 모핵으로서 기능할 수도 있다. 덴드리머의 핵심 모핵은 형광성 또는 인광성 소분자 발광체(emitter)일 수도 있다. 덴드리머는 "소분자"일 수도 있고, OLED의 분야에서 현재 사용되는 모든 덴드리머는 소분자인 것으로 고려된다.
본 명세서에 사용될 때, "상부"는 기판으로부터 가장 멀리 이격된 것을 의미하고, 반면에 "저부"는 기판에 가장 근접한 것을 의미한다. 제1 층이 제2 층 "위에 배치된" 것으로서 설명되는 경우에, 제1 층은 기판으로부터 더 멀리 이격되어 배치된다. 제1 층이 제2 층과 "접촉"하고 있는 것으로 설명되지 않으면, 제1 층과 제2 층 사이에 다른 층이 존재할 수도 있다. 예를 들어, 캐소드는 애노드 "위에 배치된" 것으로서 설명될 수도 있지만, 다양한 유기층이 그 사이에 존재한다.
본 명세서에 사용될 때, "용액 처리 가능한"은 용액 또는 현탁액 형태로 액체 매체 내에 용해되고, 분산되거나 운반되고 그리고/또는 침착되는 것이 가능한 것을 의미한다.
OLED의 더 많은 상세 및 전술된 정의는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제7,279,704호에서 발견될 수 있다.
가장 강성의 OLED는 글래스 기판 상에 형성되고 UV-경화성 에폭시와 같은 접착제의 비드로 에지 주위에서 밀봉된 글래스 또는 금속 플레이트로 캡슐화된다. 소정의 작업이 OLED의 상부에 직접 성막되어 있는 박막 수분 배리어로 캡슐화된 가요성 디스플레이 상에 발표되어 있다. 이들 경우에, 배리어는 무기 박막 또는 복합 유기-무기 다층 스택이다. 유기-무기 스택은 OLED 표면 상의 미립자 결함을 커버하는 데 특히 양호하다(그러나, 더 긴 TAC 시간 및 더 복잡한 재료 구조의 희생으로).
OLED는 예를 들어 디스플레이, 사이니지(signage) 장식 조명, 대면적 가요성 조명, 자동차 용례 및 일반적인 조명을 포함하는 광범위한 용례에서 용도를 발견할 수도 있다. 일반적으로, 상당한 비용 절약이 롤-투-롤(roll-to-roll) 처리를 사용하여 OLED 제조에 있어 성취될 수 있다. 이와 관련하여, 처리량은 이러한 프로세스에서 비교적 높다. 더욱이, 비교적 저가의 금속 포일 및 플라스틱 웨브(web)가 기판으로서 사용될 수도 있다.
롤-투-롤 제조 프로세스 방법론 및 시스템(10)이 도 1에 설명되어 있다. 도 1에서, 기판(20)은 기판 공급 롤러(22)로부터 풀려지고, 롤 코팅 롤러(24)로 공급되고, 선형 이온 소스(14)로 플라즈마 전처리를 경험한다. 14개의 진공 유기 증발기 스테이션(40a 내지 40n)이 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 롤 코팅 롤러(24) 주위에 위치된다. 스퍼터링을 위한 DC-마그네트론(50) 및 캐소드를 성막하기 위한 2개의 금속 증발기가 유기 증발기 스테이션(40a 내지 40n)에 이어져서 기판(20)의 표면(30) 또는 디바이스 측면 상에 OLED를 형성한다. 전술된 바와 같은 그 위의 OLED 성막 후에, 기판(20)은 회수 롤러(82) 상에 권취된다. 회수 롤러(82) 상에 감기거나 권취되는 중에, 기판 표면(30)은 민감한 유기층의 표면 손상을 감소시키기 위한 시도시에 롤(72)로부터 제공된 보호 라이너 필름 또는 인터리프 라이너(interleaf liner)(70)에 의해 봉입된다.
모바일 롤 전달 박스(도시 생략)는 전달 중에 전체 H2O 및 O2 노출을 제한하기 위한 시도 시에 불활성 조건 하에서 시스템(10)과 적층 유닛(도시 생략) 사이의 회수 롤러(82)의 롤 전달을 허용한다. 롤-투-롤 캡슐화 유닛은 불활성 분위기 하에서 작동되고, 롤-투-롤 광학 검사 시스템은 결합 특징화를 제공한다.
일 양태에서, 가요성 기판 상에 마이크로전자 시스템을 형성하는 방법은 가요성 기판의 제1 측면 상에서, 적어도 하나의 유기 박막층, 적어도 하나의 전극 및 적어도 하나의 유기 박막층 및 적어도 하나의 전극 위에 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는(통상적으로 순차적으로) 것을 포함하고, 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하는 것, 적어도 하나의 전극을 성막하는 것 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는 것은 각각 진공 하에서 발생하고, 적어도 하나의 유기 박막층 또는 적어도 하나의 전극의 다른 고체 재료와의 어떠한 물리적 접촉도 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하기 전에 발생하지 않는다. 예를 들어, 다수의 실시예에서 롤러 주위의 권취가 적어도 하나의 박막 캡슐화층의 성막 전에 발생하지 않는다. 마이크로전자 시스템은 예를 들어 유기 발광 다이오드 시스템일 수도 있다.
적어도 하나의 유기 박막층을 성막하는 것, 적어도 하나의 전극을 성막하는 것 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는 것은 예를 들어 진공을 파괴하지 않고 발생할 수도 있다. 가요성 기판은 예를 들어 성막 중에 일정한 동작 상태일 수도 있다. 마이크로전자 시스템은 예를 들어 유기 발광 다이오드 시스템일 수도 있다.
다수의 실시예에서, 다수의 유기 박막층이 성막된다. 2개의 전극이 성막되는 실시예에서, 다수의 유기 박막층이 2개의 전극 사이에 위치된다. 다수의 실시예에서, 가요성 기판은 사전 패터닝된 전극을 포함할 수도 있다.
방법은 예를 들어, 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하기 전에 표면 처리를 적용하는 것을 더 포함할 수도 있다. 표면 처리를 적용하는 것은 예를 들어 베이킹 또는 세척을 포함할 수도 있다.
다수의 실시예에서, 적어도 하나의 전극은 적어도 하나의 유기 박막층 전에 성막된다. 다수의 실시예에서, 적어도 하나의 배리어가 예를 들어 적어도 하나의 유기 박막층 전에 성막될 수도 있다.
다수의 실시예에서, 가요성 기판 상에 형성된 마이크로전자 시스템은 적어도 하나의 박막 캡슐화층의 성막 후에 회수 롤러 상에 권취된다. 마이크로전자 시스템의 표면은 예를 들어 적어도 하나의 박막 캡슐화층의 성막 후에 그리고 회수 롤러 상에 권취되기 전에 적층될 수도 있다. 가요성 기판은 예를 들어 성막들 중 제1 성막 전에 공급 롤러로부터 풀려질 수도 있다. 다수의 실시예에서, 가요성 기판은 공급 롤러로부터 풀려지고, 가요성 기판 상에 형성된 마이크로전자 시스템은 단일 풀림 및 권취 사이클에서 회수 롤러 상에 권취된다.
방법은 예를 들어, 가요성 기판 상에 형성된 마이크로전자 시스템의 검사를 더 포함할 수도 있다(예를 들어 적어도 하나의 박막 캡슐화층의 성막 후에 그리고 회수 롤러 상의 권취 전에). 방법은 예를 들어, 적어도 하나의 결함의 처리를 또한 포함할 수도 있다(예를 들어, 검사 후에 그리고 회수 롤러 상의 권취 전에).
다수의 실시예에서, 방법은 공급 롤러로부터 가요성 기판을 풀리게 하는 것과, 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막한 후에 회수 롤러 상에 가요성 기판을 권취하는 것을 포함한다. 다수의 이러한 실시예에서, 복수의 유기 박막층이 성막되고, 복수의 유기 박막층의 성막, 적어도 하나의 전극의 성막 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층의 성막은 모두 진공을 파괴하지 않고 발생한다. 다수의 이러한 실시예에서, 공급 롤러로부터 가요성 기판을 풀리게 하는 것과 회수 롤러 상의 권취 사이에 롤러 주위의 권취가 발생하지 않는다. 다수의 실시예에서, 가요성 기판은 공급 롤러로부터 회수 롤러로의 방향으로만 이동할 수 있다. 다른 실시예에서, 가요성 기판은 공급 롤러로부터 회수 롤러로의 방향 및 회수 롤러로부터 공급 롤러로의 방향으로 이동할 수 있다. 적어도 하나의 배리어층은 예를 들어, 적어도 하나의 유기 박막층 전에 성막될 수도 있다.
방법은 예를 들어, 가요성 기판이 복수의 구역 중 적어도 하나를 통해 이동됨에 따라 지지부 상에 가요성 기판을 지지하는 것과, 가요성 기판 내에 충분한 인장력을 유지하여 가요성 기판과 지지부 사이의 직접 접촉을 유지하는 것과, 복수의 구역 중 적어도 하나에 지지부와 가요성 기판 사이의 열 전도를 경유하여 가요성 기판을 냉각하는 것을 더 포함할 수도 있다.
다른 양태에서, 가요성 기판 상에 마이크로전자 시스템을 형성하기 위한 제조 시스템은 롤 투 롤 기판 공급 및 회수 시스템과, 롤 투 롤 기판 공급 및 회수 시스템 상에 있는 동안 기판이 통과하는 진공 하에서 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템과, 롤 투 롤 기판 공급 및 회수 시스템 상에 있는 동안 기판이 통과하는 진공 하에서 적어도 하나의 전극을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템과, 적어도 하나의 유기 박막층과 적어도 하나의 전극 위에 진공 하에서 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템을 포함한다. 다수의 실시예에서, 진공은 기판이 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템을 통해(또는 의해), 적어도 하나의 전극을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템을 통해(또는 의해) 그리고 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템을 통해(또는 의해) 통과함에 따라 파괴되지 않는다. 다수의 실시예에서, 마이크로전자 시스템은 유기 발광 다이오드이다.
시스템은 예를 들어, 가요성 기판이 풀려지는 공급 롤러 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막한 후에 가요성 기판이 권취되는 회수 롤러를 더 포함할 수도 있고, 복수의 유기 박막층이 성막되고, 복수의 유기 박막층의 성막, 적어도 하나의 전극의 성막 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층의 성막은 모두 진공을 파괴하지 않고 발생한다.
다수의 실시예에서, 복수의 유기 박막층 또는 적어도 하나의 전극과 다른 고체 재료의 어떠한 물리적 접촉도 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하기 전에 발생하지 않는다. 예를 들어, 다수의 실시예에서, 공급 롤러로부터 가요성 기판을 풀리게 하는 것과 회수 롤러 상에 권취하는 것 사이에 롤러 주위의 권취가 발생하지 않는다.
시스템은 예를 들어, 가요성 기판 상에 형성된 마이크로전자 시스템을 검사하기 위한(예를 들어, 적어도 하나의 박막 캡슐화층의 성막 후에 그리고 회수 롤러 상의 권취 전에) 시스템을 더 포함할 수도 있다. 시스템은 결함을 처리하기 위한(예를 들어, 검사 후에 그리고 회수 롤러 상의 권취 전에) 시스템을 더 포함할 수도 있다.
다른 양태에서, 마이크로전자 시스템이 가요성 기판의 제1 측면 상에서, 적어도 하나의 유기 박막층, 적어도 하나의 전극 및 적어도 하나의 유기 박막층 및 적어도 하나의 전극 위에 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막함으로써 형성된다. 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하는 것과 적어도 하나의 전극을 성막하는 것과 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는 것은 각각 진공 하에서 발생하고, 적어도 하나의 유기 박막층 또는 적어도 하나의 전극과 다른 고체 재료의 어떠한 물리적 접촉도 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하기 전에 발생하지 않는다.
상기 설명은 요약이고, 따라서 상세의 간단화, 보편화 및 생략을 포함할 수도 있으며, 따라서 당 기술 분야의 숙련자들은 이 요약 설명이 단지 예시적인 것이고 임의의 방식의 한정이 되도록 의도된 것은 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다.
실시예의 더 양호한 이해를 위해, 그 다른 및 추가의 특징 및 장점과 함께, 첨부 도면과 함께 취한 이하의 상세한 설명을 참조한다. 청구된 발명의 범주는 첨부된 청구범위에 지적될 것이다.
도 1은 권취 유닛, 선형 이온 소스에 의한 플라즈마 전처리부, 유기 선형 증발기, 마그네트론 및 금속 증발기를 포함하는 롤-투-롤 진공 코팅 프로세스의 실시예를 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 2는 유기 발광 디바이스의 실시예를 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 3은 개별 전자 운반층을 갖지 않는 반전된 유기 발광 디바이스의 실시예를 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 4는 유기 전자 디바이스(예를 들어, OLED) 및 캡슐화 박막을 진공 하에서 순차적으로 성막하기 위한 프로세스 및 그 시스템의 실시예를 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 5는 유기 전자 디바이스(예를 들어, OLED) 및 캡슐화 박막을 진공 하에서 순차적으로 성막하기 위한 프로세스 및 그 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 6은 전처리 및 배리어 코팅 스테이션/프로세스를 더 포함하는, 유기 전자 디바이스(예를 들어, OLED) 및 캡슐화 박막을 진공 하에서 성막하기 위한 프로세스 및 그 시스템의 실시예를 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 7은 검사 및 전처리 스테이션/프로세스를 더 포함하는, 유기 전자 디바이스(예를 들어, OLED) 및 캡슐화 박막을 진공 하에서 성막하기 위한 프로세스 및 그 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 8은 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러 주위에 수행된 도 5의 프로세스를 도시하고 있는 도면.
도 9는 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러 주위에 수행된 도 7의 프로세스를 도시하고 있는 도면.
도 10은 유기 전자 디바이스를 형성하는 데 사용된 각각의 성막 소스의 주계(perimeter)의 수직 투영부가 가요성 기판을 교차하지 않는, 유기 전자 디바이스(예를 들어, OLED)를 성막하기 위한 프로세스 및 그 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 11은 유기 전자 디바이스를 형성하는 데 사용된 각각의 성막 소스의 주계의 수직 투영부가 가요성 기판을 교차하지 않는, 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러 주위에 수행된 도 10의 프로세스를 도시하고 있는 도면.
도 12는 유기 전자 디바이스를 형성하는 데 사용된 성막 소스들 중 하나의 주계의 수직 투영부가 가요성 기판을 교차하지 않는, 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러 주위에 수행된 프로세스를 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 13은 유기 전자 디바이스를 형성하는 데 사용된 각각의 성막 소스의 주계의 수직 투영부가 가요성 기판을 교차하지 않는, 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러 주위에 수행된 도 5의 프로세스를 도시하고 있는 도면.
도 14는 유기 전자 디바이스를 형성하는 데 사용된 각각의 성막 소스의 주계의 수직 투영부가 가요성 기판을 교차하지 않는, 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러 주위에 수행된 도 7의 프로세스를 도시하고 있는 도면.
도 15는 유기 전자 디바이스를 형성하는 데 사용된 각각의 성막 소스의 주계의 수직 투영부 뿐만 아니라 구역 2에 전처리 장비 및/또는 시스템을, 구역 6에 검사/처리 장비 및/또는 시스템을 포함하는 다른 장비 또는 시스템의 주계가 가요성 기판을 교차하지 않는 도 14의 프로세스를 도시하고 있는 도면.
도 15는 유기 전자 디바이스를 형성하는 데 사용된 각각의 성막 소스의 주계의 수직 투영부가 가요성 기판을 교차하지 않는, 2개의 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러 주위에 수행된 프로세스를 도시하고 있는 도면.
도 16은 이동 기판의 방향에서 금속 버스 라인과 같은 라인을 성막하기 위한 프로세스를 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 17a는 원통형 마스크의 실시예를 도시하고 있는 도면.
도 17b는 제1 실린더가 단일 개구 또는 슬릿을 포함하고, 제2 실린더가 복수의 개구 또는 슬릿을 포함하는, 이동 기판 상에 재료를 성막하기 위해 적소에 있는 2개의 원통형 마스크를 도시하고 있는 도면.
도 18은 기판 상의 버스 라인의 반복 가능한 그리드 패턴의 예를 도시하고 있는 도면.
도 19는 파선이 개방 마스크 영역을 표현하고 있는 유기 재료를 성막하기 위해 원통형 마스크가 사용될 수도 있는 프로세스 및 시스템을 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 20은 평행 라인 및 수직 라인의 모두를 포함하는 2차원 패턴이 예를 들어 다수의 실린더를 사용하여 이동 기판 상에 성막되는 프로세스 및 시스템을 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 21은 2차원 패턴이 단일의 실린더를 사용하여 이동 기판 상에 성막되는 프로세스 및 시스템을 개략적으로 도시하고 있는 도면.
도 22는 2차원 패턴이 단일의 실린더를 사용하여 이동 기판 상에 성막되는 다른 프로세스 및 시스템을 개략적으로 도시하고 있는 도면.
본 발명의 방법, 디바이스 및 시스템은 일반적으로 유기 전자 디바이스와 관련하여 사용될 수 있다. 그 다수의 대표적인 실시예가 연속적인 롤-투-롤 프로세스에서 형성된 가요성 OLED의 대표적인 실시예와 관련하여 설명된다.
일반적으로, OLED는 애노드와 캐소드 사이에 배치되어 전기적으로 접속된 적어도 하나의 유기층을 포함한다. 전류가 인가될 때, 애노드는 정공을 주입하고, 캐소드는 전자를 유기층(들) 내에 주입한다. 주입된 정공 및 전자는 각각 반대로 하전된 전극을 향해 이동한다. 전자 및 정공이 동일한 분자 상에 국부화될 때, 여기된 에너지 상태를 갖는 국부화된 전자-정공쌍인 "여기자(exciton)"가 형성된다. 광은 여기자가 광방출 메커니즘을 경유하여 이완될 때 방출된다. 몇몇 경우에, 여기자는 엑시머(excimer) 또는 엑시플렉스(exciplex) 상에 국부화될 수도 있다. 열 이완(thermal relaxation)과 같은 비방사성 메커니즘이 또한 발생할 수도 있지만, 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 고려된다.
초기의 OLED는 예를 들어 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제4,769,292호에 개시된 바와 같이, 이들의 단일항(singlet) 상태로부터 광을 방출하는 발광 분자를 사용하였다. 형광성 발광은 일반적으로 10 나노초 미만의 시간 프레임에 발생한다.
더 최근에, 3중항(triplet) 상태로부터 광을 방출하는("인광") 발광 재료를 갖는 OLED는 발도(Baldo) 등의 "유기 전계발광 디바이스로부터 고도로 효율적인 인광성 발광(Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices)", Nature, vol. 395, 151-154, 1998년("발도-I") 및 발도 등의 "전자인광에 기초하는 초고효율 녹색 유기 발광 디바이스(Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence)", Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 4-6(1999년)("발도-II")에 설명되어 있고, 이들 문헌은 그대로 본 명세서에 참조로서 합체되어 있다. 인광은 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제7,279,704호 칼럼 5-6에 더 상세히 설명되어 있다.
도 1은 유기 발광 디바이스(100)의 실시예를 도시하고 있다. 도면들은 개략적으로 도시되어 있고, 반드시 실제 축적대로 도시되어 있는 것은 아니다. 디바이스(100)는 기판(110), 애노드(115), 정공 주입층(120), 정공 운반층(125), 전자 차단층(130), 발광층(135), 정공 차단층(140), 전자 운반층(145), 전자 주입층(150), 보호층(155), 캐소드(160) 및 배리어층(170)을 포함할 수도 있다. 캐소드(160)는 제1 도전층(162) 및 제2 도전층(164)을 갖는 복합 캐소드이다. 디바이스(100)는 설명된 층들을 순서대로 적층함으로써 제조될 수도 있다. 이들 다양한 층, 뿐만 아니라 예시적인 재료의 특성 및 기능은 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제7,279,704호, 칼럼 6-10에 더 상세히 설명되어 있다.
이들 층의 각각에 대한 더 많은 예가 이용 가능하다. 예를 들어, 가요성 및 투명 기판-애노드 조합이 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제5,844,363호에 개시되어 있다. p-도핑된 정공 운반층의 예는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 출원 공개 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, 50:1의 몰비에서 F4-TCNQ로 도피된 m-MTDATA이다. 발광성 및 호스트 재료의 예는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 톰슨(Thompson) 등의 미국 특허 제6,303,238호에 설명되어 있다. n-도핑된 전자 운반층의 예는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 출원 공개 제2003/0230980호에 개시되어 있는 바와 같이, 1:1의 몰비에서 Li로 도핑된 BPhen이다. 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제5,703,436호 및 제5,707,745호는 상위에 놓인 투명 전기 도전성 스퍼터 성막 ITO층을 갖는 Mg:Ag와 같은 금속의 얇은 층을 갖는 복합 캐소드를 포함하는 캐소드의 예를 개시하고 있다. 차단층의 이론 및 사용은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제6,097,147호 및 미국 특허 출원 공개 제2003/0230980호에 설명되어 있다. 주입층의 예는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 출원 공개 제2004/1074116호에 제공되어 있다. 보호층의 설명은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 출원 공개 제2004/1074116호에서 발견될 수도 있다.
도 2는 반전된 OLED(200)의 실시예를 도시하고 있다. 디바이스는 기판(210), 캐소드(215), 발광층(220), 정공 운반층(225) 및 애노드(230)를 포함한다. 디바이스(200)는 설명된 층들을 순서대로 성막함으로써 제조될 수도 있다. 대부분의 통상의 OLED 구성은 애노드 위에 배치된 캐소드를 갖고 디바이스(200)는 애노드(230) 아래에 배치된 캐소드(215)를 갖기 때문에, 디바이스(200)는 "반전된" OLED라 칭할 수도 있다. 디바이스(100)와 관련하여 설명된 것들과 유사한 재료는 디바이스(200)의 대응층들에 사용될 수도 있다. 도 2는 어떻게 몇몇 층들이 디바이스(100)의 구조체로부터 생략될 수도 있는지의 예를 제공한다.
도 1 및 도 2에 도시되어 있는 간단한 층상 구조체는 비한정적인 예로 제공된 것이고, 그 실시예는 광범위한 다른 구조체와 관련하여 사용될 수도 있다는 것이 이해된다. 설명된 특정 재료 및 구조체는 본질적으로 예시적인 것이고, 다른 재료 및 구조체가 사용될 수도 있다. 기능성 OLED는 설명된 다양한 층들을 상이한 방식으로 조합함으로써 성취될 수도 있고, 또는 층들은 디자인, 성능 및 비용 인자에 기초하여 전적으로 생략될 수도 있다. 구체적으로 설명되지 않은 다른 층들이 또한 포함될 수도 있다. 구체적으로 설명된 것들 이외의 재료가 사용될 수도 있다. 다양한 층들이 단일 재료를 포함하는 것으로서 설명될 수도 있지만, 호스트와 도펀트의 혼합물 또는 더 일반적으로 혼합물과 같은 재료의 조합이 사용될 수도 있다는 것이 이해된다. 또한, 층들은 다양한 서브층들을 가질 수도 있다. 본 명세서에 다양한 층들이라 제공된 명칭은 엄격하게 한정되도록 의도된 것은 아니다. 예를 들어, 디바이스(200)에서, 정공 운반층(225)은 정공을 운반하고 발광층(220) 내에 정공을 주입하고, 정공 운반층 또는 정공 주입층으로서 설명될 수도 있다. 일 실시예에서, OLED는 캐소드와 애노드 사이에 배치된 "유기층"을 갖는 것으로서 설명될 수도 있다. 이 유기층은 단일층을 포함할 수도 있고, 또는 예를 들어 도 1 및 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이 상이한 유기 재료의 다수의 층들을 더 포함할 수도 있다.
본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 프렌드(Friend) 등의 미국 특허 제5,247,190호에 개시된 바와 같은 폴리머 재료로 구성된 OLED(PLED)와 같은, 구체적으로 설명되지 않은 구조체 및 재료가 또한 사용될 수도 있다. 다른 예로서, 단일 유기층을 갖는 OLED가 사용될 수도 있다. OLED는 예를 들어 본 명세서에 참조로서 그대로 합체되어 있는 포레스트(Forrest) 등의 미국 특허 제5,707,745호에 설명된 바와 같이 적층될 수도 있다. OLED 구조체는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 간단한 층상 구조체로부터 일탈할 수도 있다. 예를 들어, 기판은 포레스트 등의 미국 특허 제6,091,195호에 설명된 바와 같은 메사 구조체(mesa structure) 및/또는 불로빅(Bulovic) 등의 미국 특허 제5,834,893호에 설명된 바와 같은 피트 구조체(pit structure)와 같은 아웃 커플링(out-coupling)을 향상시키기 위한 각형성된 반사면을 포함할 수도 있고, 이들 특허 문헌은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있다.
달리 설명되지 않으면, 다양한 실시예의 임의의 층은 임의의 적합한 방법에 의해 성막될 수도 있다. 유기층에 대해, 바람직한 방법은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제6,013,982호 및 제6,087,196호에 설명된 바와 같은 열 증발, 잉크젯, 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 포레스트 등의 미국 특허 제6,337,102호에 설명된 바와 같은 유기 기상 증착(OVPD) 및 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제7,431,968호에 설명된 바와 같은 유기 증기젯 인쇄(OVJP)에 의한 성막을 포함한다. 다른 적합한 성막 방법은 스핀 코팅 및 다른 용액 기반 프로세스를 포함한다. 용액 기반 프로세스는 질소 또는 불활성 분위기에서 바람직하게 수행된다. 다른 층들에 대해, 바람직한 방법은 열 증발을 포함한다. 바람직한 패터닝 방법은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제6,294,398호 및 제6,468,819호에 설명된 바와 같은 마스크, 냉간 용접 및 잉크젯 및 OVJD와 같은 일부 성막 방법과 연관된 패터닝을 포함한다. 다른 방법이 또한 사용될 수도 있다. 성막될 재료는 개질되어 이들이 특정 성막 방법과 적합성이 있게 할 수도 있다. 예를 들어, 분지형 또는 비분지형이고 바람직하게는 적어도 3개의 탄소를 함유하는 알킬 및 아릴기와 같은 치환기가 소분자에 사용되어 용액 처리를 경험하는 이들의 능력을 향상시킬 수도 있다. 20개 이사의 탄소를 갖는 치환기가 사용될 수도 있고, 3 내지 20개의 탄소가 바람직한 범위이다. 비대칭 구조를 갖는 재료는 대칭 구조를 갖는 것들보다 더 양호한 용액 처리성을 가질 수도 있는 데, 이는 비대칭 재료들이 재결정화하는 더 낮은 경향을 가질 수도 있기 때문이다. 덴드리머 치환기가 용액 처리를 경험하는 소분자의 능력을 향상시키는 데 사용될 수도 있다.
OLED 디바이스는 배리어층을 선택적으로 더 포함할 수도 있다. 배리어층의 일 목적은 수분, 증기 및/또는 가스 등을 포함하는 환경에서 유해한 종(species)에 대한 노출 손상으로부터 전극 및 유기층을 보호하는 것이다. 배리어층은 기판, 전극 위, 아래 또는 옆에, 또는 에지를 포함하는 디바이스의 임의의 다른 부분 위에 성막될 수도 있다. 배리어층은 단일층 또는 다수의 층을 포함할 수도 있다. 배리어층은 다양한 공지의 화학 기상 증착 기술에 의해 형성될 수도 있고, 단상을 갖는 조성 뿐만 아니라 다상을 갖는 조성을 포함할 수도 있다. 임의의 적합한 재료 또는 재료의 조합이 배리어층을 위해 사용될 수도 있다. 배리어층은 비유기 또는 유기 화합물 또는 모두를 구비할 수도 있다. 배리어층은 예를 들어 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제7,968,146호, PCT 특허 출원 PCT/US2007/023098호 및 PCT/US2009/042829호에 설명된 바와 같은 폴리머 재료와 비폴리머 재료의 혼합물을 포함할 수도 있다. "혼합물"로 고려되기 위해, 배리어층을 포함하는 전술된 폴리머 및 비폴리머 재료는 동일한 반응 조건 하에서 그리고/또는 동시에 성막되어야 한다. 폴리머 대 비폴리머 재료의 중량비는 예를 들어 95:5 내지 5:95의 범위일 수도 있다. 폴리머 재료 및 비폴리머 재료는 동일한 전구체 재료로부터 생성될 수도 있다. 일 예에서, 폴리머 재료와 비폴리머 재료의 혼합물은 본질적으로 폴리머 실리콘과 무기 실리콘으로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따라 제조된 디바이스는 평판 패널 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 의료 모니터, 텔레비전, 광고게시판, 내부 또는 외부 조명 및/또는 신호화를 위한 라이트, 헤드업 디스플레이, 완전 투명 디스플레이, 가요성 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 마이크로-디스플레이, 차량, 대면적 벽, 극장 또는 경기장 스크린 또는 간판을 포함하는 광범위한 소비자 제품에 합체될 수도 있다. 다양한 제어 메커니즘이 수동 매트릭스 및 능동 매트릭스를 포함하는 본 발명의 방법에 따라 제조된 디바이스들을 제어하는 데 사용될 수도 있다. 다수의 디바이스는 18℃ 내지 30℃와 같은 인간에게 편안한 온도 범위 및 더 바람직하게는 실온(20 내지 25℃)에서 사용을 위해 의도된다.
전술된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 재료 및 구조체는 OLED 이외의 디바이스(예를 들어, 유기 전자 디바이스)에 용례를 가질 수도 있다. 예를 들어, 유기 태양 전지 및 유기 광검출기와 같은 다른 광전 디바이스는 재료 및 구조체를 이용할 수도 있다. 더 일반적으로, 유기 트랜지스터와 같은 유기 디바이스가 재료 및 구조체를 이용할 수도 있다.
용어 할로, 할로겐, 알킬, 사이클로알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 헤테로사이클릭족, 아릴, 방향족 및 헤테로아릴은 당 기술 분야에 공지되어 있고, 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제7,279,704호 칼럼 31-32에 규정되어 있다.
실시예의 구성 요소는 본 명세서에 일반적으로 설명되고 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 설명된 예시적인 실시예에 추가하여 광범위한 상이한 구성으로 배열되고 설계될 수도 있다는 것이 즉시 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 도면에 표현되어 있는 바와 같이, 예시적인 실시예의 이하의 더 상세한 설명은 청구된 바와 같이 실시예의 범주를 한정하도록 의도된 것은 아니고, 단지 예시적인 실시예를 표현한다.
본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예"(등)의 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서에 전체에 걸쳐 다양한 장소에서 구문 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서" 등의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다.
더욱이, 설명된 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수도 있다. 이하의 설명에서, 수많은 특정 상세가 실시예의 철저한 이해를 제공하도록 제공된다. 그러나, 당 기술 분야의 숙련자는 다양한 실시예가 특정 상세들 중 하나 이상 없이 또는 다른 방법, 구성 요소, 재료 등을 갖고 실시될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 다른 경우에, 잘 알려진 구조체, 재료 또는 동작은 혼란을 회피하기 위해 상세히 도시되거나 설명되지 않는다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용될 때, 단수 형태는 문맥상 명백하게 달리 지시되지 않으면 복수의 참조를 포함한다. 따라서, 예를 들어, "층"의 언급은 당 기술 분야의 숙련자들에게 알려진 복수의 이러한 층들 및 등가물 등을 포함하고, "상기 층"의 언급은 당 기술 분야의 숙련자들에게 알려진 하나 이상의 이러한 층들 및 등가물 등의 언급이다.
전술된 바와 같이, 상당한 비용 절약이 예를 들어 기판으로서 비교적 저가의 금속 포일 및 폴리머 웨브의 사용 및 고처리량을 경유하는 롤-투-롤 처리를 사용하여 OLED 제조에서 성취될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 현재의 롤-투-롤 프로세스에는 다수의 문제점이 있다. 예를 들어, 그 프로세스에서 OLED의 캡슐화는 디바이스의 상부에 배리어 필름을 적층함으로써 행해진다. 그러나, 적층 필름과 OLED 사이에는, 얇은 아교의 층이 적어도 주계에 요구된다. 얇은 아교층은 수분 및 산소를 위한 단락을 제공할 수도 있다. 이 문제점을 완화하기 위해, 낮은 수분 투과 특성을 갖는 아교가 2개의 필름의 에지를 따라 사용될 수 있다. 그러나, 이는 단지 특정 정도로의 수분/산소 투과를 느리게 할 수도 있다. 또한, 적층 아교 자체는 아래의 디바이스를 손상시킬 수도 있는 수분 또는 다른 가스를 함유한다.
더욱이, 그 캡슐화 전에 기판(20)의 디바이스측(30) 상의 그 성막 후에 다양한 유기층, 전극 등과 고체 재료, 표면 또는 물체의 접촉은 정밀한 OLED 및 다른 유기 전자 디바이스를 손상시킬 수도 있다. 예를 들어, 회수 롤러(22) 내로 가요성 기판(20)을 권취하는 것은 OLED 및 다른 유기 전자 디바이스에 상당한 손상을 유발할 수 있다. 이와 관련하여, 층은 권취의 결과로서 이웃하는 층들과의 기계적 접촉을 유도하는 데, 이는 정밀한 OLED 및 다른 유기 전자 디바이스에 대한 손상을 쉽게 유발할 수 있다. 또한, 하나의 입자가 모든 다른 층 내에 돌기를 야기할 수 있다. 또한, 이웃하는 층들 사이의 상대 이동은 또한 OLED에 대한 손상을 쉽게 유발할 수 있다. 도 1과 관련하여 설명된 바와 같은 인터리프를 사용하는 것은 권취와 연관된 손상의 일부를 감소시킬 수도 있지만, 이를 배제하지는 않는다. 더욱이, 도 1의 인터리프층(70)의 표면과의 접촉은 다른 잠재적인 손상의 소스를 도입한다. 인터리프층(70)은 또한 다른 큰 입자를 유도할 수도 있어, 부가의 손상을 유발한다. 손상은 예를 들어 또한 인장 롤러 또는 특정 프로세스에서 기판(20)의 디바이스측(30)에 접촉하는 다른 위치 설정 디바이스, 인장 디바이스 또는 다른 디바이스와의 접촉을 경유하여 유발될 수도 있다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같은 특정 프로세스의 다른 문제점은, 몇몇 성막 스테이션의 성막 시스템이 기판 위에 위치되어, 입자가 성막면 상에 낙하하는 기회를 상당히 증가시킨다는 것이다. 당 기술 분야에 공지되어 있는 바와 같이, 입자들은 OLED 디바이스 내의 단락 또는 밝은 스폿과 같은 결함을 유발할 수 있다. OLED의 웨브 프로세스에 대해, 입자들은 특히 2개의 이유로 해롭다. 이와 관련하여, 가요성 OLED에 요구되는 박막 캡슐화는 입자에 매우 민감하다. 이러한 입자에 의해 발생된 캡슐화시의 단일의 결함이 전체 디바이스의 고장을 야기할 수 있다. 더욱이, 입자는 전술된 바와 같이 입자 위 또는 아래에 있는 모든 층들 상에 돌기를 야기할 수도 있다(입자가 위치되는 디바이스보다 훨씬 더 큰 충격을 야기함).
본 발명의 방법, 디바이스 및 시스템의 다수의 실시예에서, 마이크로전자 시스템은 가요성 기판 상에서 적어도 하나의 유기 박막층, 적어도 하나의 전극 및 적어도 하나의 유기 박막층 및 적어도 하나의 전극 위에 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막함으로써 가요성 기판 상에 형성된다. 다수의 실시예에서, 유기 박막층을 성막하는 것, 적어도 하나의 전극을 성막하는 것 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는 것은 각각 그 성막들 중 또는 사이에 롤러 주위에 권취 없이 진공 하에서 발생한다. 다수의 실시예에서, 박막 캡슐화층의 성막 전에 임의의 고체면과 가요성 기판의 디바이스측(즉, 성막이 발생하는 측 또는 표면)의 접촉이 없다. 도 4는 본 발명의 시스템(300) 및 방법의 간단한 대표적인 예를 도시하고 있다. 시스템(300)은 가요성 기판(310)이 풀려지는 공급 또는 소스 롤러(312) 및 가요성 기판(310)[예를 들어, 그 디바이스측 또는 표면(320) 상에 OLED 디바이스를 포함함]이 캡슐화 후에 권취되는 회수 롤러(322)를 포함하는 가요성 기판 전달 시스템을 포함한다. 도 4의 실시예에서, 2개의 기본 성막 구역이 모두 진공 하에서 존재한다. 진공 구역 2에서, 전극 및 유기층을 포함하는 OLED 디바이스 또는 다른 유기 전자 디바이스의 다양한 층들이 성막된다. 진공 구역 3에서, 박막 캡슐화부가 성막된다. 기판(310)이 성막된 제1 전극(예를 들어, 인듐 주석 산화물 또는 ITO 전극)을 미리 포함하는 경우에, 진공 구역 2는 예를 들어 진공 열 증발(VTE) 구역일 수도 있고, 이 구역에서 다수의 성막 소스가 예를 들어 정공 주입층(HIL), 정공 운반층(HTL), 발광층(EML), 전자 운반층(ETL), 전자 주입층(EIL) 및 제2 전극으로서 Al 또는 Ag와 같은 얇은 금속을 포함하는 재료를 성막하여 유기 전자 디바이스를 형성하도록 순차적으로 배열될 수 있다. OLED 또는 다른 유기 전자 디바이스 재료가 성막된 후에, 박막이 진공 구역 3에 성막되어 진공 조건 하에서 디바이스를 캡슐화한다.
각각의 진공 구역 2 및 3 내부에는, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상이한 성막 소스(또는 스테이션)가 존재한다. 롤-투-롤 프로세스의 성질에 기인하여, 선형 소스가 바람직하다. 각각의 성막 소스를 위한 셋업은 예를 들어 각각의 재료를 위해 요구된 기판(예를 들어, 폴리머 웨브) 이동 속도, 성막 속도 및 두께에 의해 결정된다. 특정 재료가 단일 소스에 의해 성취될 수 없는 두께를 요구하면, 다수의 소스가 동일한 재료를 위해 사용될 수 있다. 다수의 실시예에서, 가요성 기판은 단지 공급 롤러로부터 회수 롤러로의 방향으로만 이동할 수 있다. 다른 실시예에서, 기판은 공급 롤러로부터 회수 롤러로의 방향으로 그리고 회수 롤러로부터 공급 롤러로의 방향으로 이동할 수 있다.
다수의 실시예에서, 구역 1은 진공 구역이다. 구역 4는 선택적으로 진공 구역일 수도 있지만, 구역 4가 진공 구역이면 더 양호한 결과가 얻어질 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 구역 4가 수분 및 산소로부터 OLED를 보호하는 제어된 환경인 한, 진공은 구역 4에 요구되지 않는다. 도 5는 진공이 진공 구역 2 내의 OLED 성막과 진공 구역 3에서의 박막 캡슐화 사이에서 파괴되지 않는 본 발명의 방법 및 시스템(300a)[시스템(300)의 구성 요소를 포함함]을 도시하고 있다. 도 5에서, OLED 디바이스는 이들 디바이스가 완전히 캡슐화되기 전에 항상 진공 하에 있고, 이는 수분 및 산소로의 노출을 최소화한다.
도 1에 도시되어 있는 것과 같은 시스템은 불활성 환경에서 성막된 OLED 디바이스의 캡슐화 스테이션으로의 이동을 요구한다. 양호하게 유지된 글로브 박스(glove box) 내의 물 및 산소 레벨은 예를 들어 약 1 ppm이다. 1 ppm 습도 레벨에서 유지된 N2 환경을 갖는 글로브 박스는 106 mol N2 당 1 mol H2O를 함유한다(1 mol은 6.023×1023 분자임). 가스식 pV = nRT를 사용함으로써 - 여기서, p는 압력이고, V는 체적이고, n은 가스의 몰이고, R은 가스 상수이고, T는 온도임 -, 본 출원인은 실온에서 1 atm 압력에서 글로브 박스 내의 N2의 몰수를 계산할 수 있다(여기서, R은 8.2×10-5 m3 atm/K/mol임). 가스식을 사용하여, 본 출원인은 41 mol/m3인 글로브 박스 내의 단위 체적당 N2의 몰수를 얻었다. 이는 H2O의 몰수가 1 ppm 수분 농도를 갖는 글로브 박스 내에서 4.1×10-5 mol/m3일 것이다. 다른 한편으로, 10-7 Torr에서 유지된 진공 챔버 내에서, 단위 체적당 존재하는 가스의 몰수는 5.4×10-9 mol/m3이다. 재료는 예를 들어, 대략 10 내지 10-10 Torr의 압력에서 성막될 수도 있다. 다수의 실시예에서, 재료는 대략 10-3 내지 10-7 Torr의 압력에서 성막된다. 일반적으로, 이러한 압력에서의 수분 함량은 약 70 내지 80%이지만, 간단화를 위해 본 출원인은 존재하는 모든 가스가 수증기라고 가정할 것이다. 따라서, 단위 체적당 존재하는 H2O의 몰수는 또한 5.4×10-9 mol/m3이다. 이 값은 1 ppm 수분 농도를 갖는 글로브 박스 내에 존재하는 것보다 4차 크기 정도 작다. 고진공 조건에서 성막될 물의 단층에 대한 시간을 추정하기 위한 계산은 10-7 Torr에서, 물의 단층이 표면 상에 형성하게 하기 위해 약 10초가 소요된다는 것을 나타내고 있다. 글로브 박스 내의 고농도의 물이 주어지면, 고진공 환경에서보다 글로브 박스 환경에서 형성을 위해 단층에 대해 훨씬 더 적은 시간이 소요될 것이다. 따라서, 글로브 박스형(불활성) 환경 내에서 마무리되었지만 비캡슐화된 디바이스를 전달하는 것은 1 ppm 수분 레벨에서 유지되더라도 적합하지 않을 수도 있다.
기판(310)은 OLED가 제조되고 캡슐화된 후에 권취되기 때문에, 도 1과 관련하여 설명된 시스템의 다수의 불리한 문제점이 해결된다. 이와 관련하여, 박막 캡슐화는 OLED 디바이스의 총 커버리지를 제공하여, 수분이 공격하기 위한 어떠한 경로도 남겨두지 않는다. 전술된 바와 같이, 캡슐화는 무엇보다도, 수증기와 산소의 투과를 제한하기 위한 배리어층 또는 코팅으로서 기능할 수도 있다. 요구된 불투과성의 정도는 상이한 용례에서 상이할 수도 있다. 예를 들어, 10-6 g/m2/day 미만의 수증기 투과율 및/또는 10-2 g/m2/day 미만 또는 10-3 g/m2/day 미만의 산소 투과율을 갖는 캡슐화 또는 배리어층이 OLED를 보호하기 위해 적합할 수도 있다. 더욱이, 캡슐화 필름은 기초 OLED 디바이스를 위한 기계적 보호를 제공한다. 또한, 박막 캡슐화된 OLED 디바이스는 수분/산소 노출의 견지에서 후속의 단계 또는 프로세스에 더 이상 민감하지 않다.
도 6은 시스템(300)의 구성 요소 및 부가의 기능성을 포함하는 더 복잡한 시스템(300b)을 도시하고 있다. 시스템(300b)에서, 기판(310)은 먼저 전처리 프로세스를 통해 진행하고, 여기서 기판(310)은 예를 들어 구역 2에서 수분을 축출하기 위해 세척되고 베이킹될 수도 있다. UV 또는 플라즈마 처리와 같은 다른 프로세스가 또한 사용될 수도 있다. 기판(310)이 하나 이상의 폴리머 재료로부터 형성될 때, 배리어 코팅이 예를 들어 기판측으로부터의 수분/O2 공격으로부터 OLED를 보호하기 위해 진공 구역 3에 도포될 수도 있다. 시스템(300b)의 진공 구역 4에서, OLED 유기층 및 OLED 디바이스의 하나 또는 양 전극이 성막될 수도 있다. 기판(310)이 사전 패터닝된 제1 전극/애노드를 포함하지 않는 경우에, 종래의 저부 발광 디바이스에 대해, ITO와 같은 투명 전극/애노드가 먼저 성막될 수도 있다. 이 경우에, 전극 성막을 위한 스퍼터링 도구는 그 자신의 진공 환경이 요구될 것이다. ITO 성막 후에, 다양한 유기층이 순차적으로 성막되고, 이어서 얇은 금속 캐소드가 성막될 수 있다. 구역 5에서, 박막은 OLED 디바이스를 캡슐화하도록 성막된다(예를 들어, 미국 특허 제7,968,146호에 설명된 바와 같은 박막 성막 기술을 경유하여). 캡슐화된 디바이스[디바이스측(320)의]를 갖는 기판(310)이 회수 롤러(322) 상에 권취되기 전에, 필름(340)은 디바이스측(320) 위에 적층되어 OLED 디바이스를 더 보호하고 권취 프로세스 중에 발생된 기계적 손상으로부터의 보호를 제공할 수도 있다. 적층 필름(340)은 예를 들어 편광기, AR 필름, 확산기 또는 마이크로-렌즈 어레이 필름과 같은 광 추출 필름, 배리어 코팅된 필름 등을 포함하는 다른 기능성을 가질 수도 있다. 예시된 실시예에서, 모든 성막 구역 3, 4 및 5는 진공 하에 있고, 반면 다른 구역은 선택적으로 그리고 심지어 바람직하게는 진공 하에 있을 수도 있다.
도 7은 시스템(300)의 구성 요소 및 부가의 기능성을 포함하는 시스템(300c)의 다른 구성을 도시하고 있다. 이와 관련하여, 시스템(300c)은 그 구역 6에 검사 스테이션 또는 시스템 및 처리 스테이션 또는 시스템을 포함한다. 하나 이상의 검사 스테이션은 예를 들어, OLED 프로세스에서 상이한 단계 또는 프로세스에 추가될 수도 있다. 이 예에서, 검사 스테이션이 박막 캡슐화 후에 그리고 회수 롤러(322) 상의 권취 전에 추가된다. 게다가, 처리 단계는 검사 후에 합체될 수도 있다. 예를 들어, 일단 입자와 같은 결함이 검출되면, 특정 처리가 결함을 처리하도록 적용될 수도 있다. 이러한 처리는 예를 들어, 1) 결함을 마킹하는 것, 2) 결합을 제거하는 것(예를 들어, 레이저에 의해), 3) 영역을 제거하는 것(구멍을 절결함) 및/또는 다른 방법을 포함한다. 다수의 실시예에서, 모든 성막 구역(3, 4, 5)은 진공 하에 있고, 반면 다른 구역들은 또한 바람직하게는 진공 하에 있을 수도 있다.
도 4 내지 도 7은 기판(310)이 일반적으로 수평으로 그리고 일반적으로 선형으로 이동되는 프로세스 및 시스템을 도시하고 있다. 그러나, 기판(310)은 도 8 및 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 원호형 또는 원형 방식으로 이동되고 지지될 수도 있다. 도 8은 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러(342) 주위에 수행된 도 5의 프로세스를 도시하고 있다. 도 9는 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러(342) 주위에 수행된 도 7의 프로세스를 도시하고 있다.
본 발명의 시스템은 OLED 또는 다른 유기 전자 디바이스의 모든 층을 위한 일반적으로 원래의 계면을 제공한다. 예를 들어, OLED 성막 및 캡슐화(및/또는 다른 성막)가 진공을 파괴하지 않고 발생하는 실시예에서, 계면에서 최소 오염물이 존재하는데, 이는 디바이스 효율 및 수명의 견지에서 최선의 가능한 디바이스 성능을 제공한다. 박막 캡슐화는 OLED를 직접 에워싸기 때문에, 디바이스의 상부면 및 에지의 모두가 보호된다. 모든 프로세스는 진공을 파괴하지 않고 연속적으로 수행될 수도 있기 때문에, 기판/디바이스의 취급이 최소화된다. 전체/완성된 디바이스는 캡슐화 프로세스 후에만 감기거나 권취되어, 취급시에 안전을 증가시킨다. 이에 비교하여, 도 1에 도시되어 있는 방법은 캡슐화 프로세스에 이동하기 전에 디바이스를 권취하는 것을 필요로 하는데, 이는 손상(예를 들어, 입자에 기인하는 다수의 층 내의 스크래치 및 돌기를 포함함)을 유발할 수 있다.
롤-투-롤 프로세스에서 기판 상의 인장력은 전극 및 홀더를 포함하는 지지 고정구 또는 고정구들과 기판 사이에 우수한 열 접촉을 제공한다. 이 열 접촉의 향상은 성막 방향(예를 들어, 상향 또는 하향)에 독립적이다. 다수의 실시예에서, 가요성 기판 내의 충분한 인장력이 유지되어 복수의 구역들 중 적어도 하나에서 지지부와 기판 사이의 열 전도를 경유하여 열전달(예를 들어, 냉각)을 용이하게 하기 위해 가요성 기판과 그를 위한 지지부 사이에 직접 접촉을 유지한다. 어떠한 기계적 작동도 연속적인 롤-투-롤 프로세스로 요구되지 않고, 정합 및 정렬이 상당히 간단화될 수 있다. 더욱이, 리소그래피가 요구되지 않아, 프로세스 시간(베이킹을 포함함)을 상당히 감소시키고 디바이스 성능을 향상시킨다(예를 들어, 습윤 용액/물 잔류물을 제거함으로써). 전술된 바와 같이, 웨브 이동 속도에 의해 제어되는 높은 처리량이 롤-투-롤 프로세스에 즉시 제공된다.
본 발명의 다수의 실시예에서, 유기 전자 디바이스를 형성하는 데 사용되는 복수의 성막 소스들의 각각의 것의 주계의 수직 투영부(중력의 방향에서)는 가요성 기판과 교차하지 않는다(여기서, 가요성 기판은 전술된 바와 같이 롤-투-롤 공급 및 회수 시스템을 경유하여 복수의 층을 성막하는 동안 운동 중에 있음). 본 명세서에 사용될 때, 용어 "수직"은 중력의 방향으로 정렬된 방향으로 정의된다(예를 들어, 연직 라인에 의해 명백한 바와 같이). 평면은 그 지점에서 중력의 성분에 수직이면 소정의 점에서 "수평"이다. 달리 말하면, 중력이 연직추를 그 지점에서 평면에 수직으로 현수되게 하면, 평면은 수평이다. 도 10은 롤-투-롤 프로세스를 사용하여 OLED를 제조하기 위한 입자 오염물을 감소하거나 최소화하는 신규한 프로세스/시스템의 대표적인 실시예를 도시하고 있다. 전술된 기판에 대한 성막 소스의 위치는 입자가 성막 소스로부터 기판 또는 그 위에 성막되거나 다른 방식으로 형성된 임의의 층으로 운반되는 가능성을 상당히 감소시킨다.
도 10은 모든 성막 소스가 기판(310)의 디바이스 표면(320) 아래에 배치되는 매우 간단한 시스템을 도시하고 있다. 예시된 시스템에서, 성막은 구역 2에서 진공 조건 하에서 수행된다. 전술된 바와 같이, 구역 1은 디바이스가 수분 및 산소에 의해 오염되는 것을 방지하기 위해 적어도 제어된 환경 하에 있어야 한다. 재차, 구역 1이 또한 진공 하에 있으면 바람직하다. 롤-투-롤 프로세스에서 기판의 일반적으로 선형 배향의 경우에, 기판(310)의 성막 또는 디바이스측(320)은 아래로 향하여[예를 들어, 기판(310)의 일반적으로 수평 배향에서] 입자 오염을 최소화한다(예를 들어, 중력의 결과로서). 도 4 내지 도 7의 각각의 시스템은 또한 이러한 배향의 예이다.
도 11은 성막이 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러(342) 주위에 수행되는 도 10의 시스템의 구성 요소를 포함하는 시스템을 도시하고 있다. 전술된 바와 같이, 도 11의 복수의 성막 소스의 각각의 주계의 수직 투영부는 가요성 기판(310)을 교차하지 않는다. 이 조건은 예를 들어 도 1, 도 8 및 도 9의 시스템에서 만족되지 않는다. 도 12는 일반적으로 원형 롤 코팅 롤러(342) 주위에 위치된 성막 소스(350a 내지 350h)의 개략도를 제공한다. 성막 소스(350a) 및 성막 소스(350b)의 주계의 수직 투영부는 점선 화살표에 의해 도시되어 있다. 도 12에서, 성막 소스(350a)의 주계의 수직 투영부는 가요성 기판(310)과 교차하고, 반면에 각각의 성막 소스(350b 내지 350h)의 주계의 수직 투영부는 가요성 기판(310)을 교차하지 않는다. 도 13은 성막 소스가 각각의 성막 소스의 주계의 수직 투영부가 가요성 기판(310)을 교차하지 않도록 배열되어 있는 도 8에 도시되어 있는 것과 유사한 시스템의 배열을 도시하고 있다. 도 14a는 성막 소스가 각각의 성막 소스의 주계의 수직 투영부가 가요성 기판(310)을 교차하지 않도록 배열되어 있는 도 9에 도시되어 있는 것과 유사한 시스템의 배열을 도시하고 있다. 도 14b에 도시되어 있는 바와 같이, 다수의 실시예에서, 구역 2의 전처리 장비 또는 시스템 및 구역 6의 검사/처리 장비 또는 시스템과 같은 다른 장비 및/또는 시스템은 그 표면 주계의 수직 투영부가 가요성 기판(310)으로부터 교차하지 않도록 위치될 수도 있다(이에 의해, 입자가 그로부터 기판 또는 그 위에 성막되거나 다른 방식으로 형성된 임의의 층으로 운반되는 가능성을 감소시킴). 도 15는 성막 소스가 각각의 성막 소스의 주계의 수직 투영부가 가요성 기판(310)을 교차하지 않도록 배열되어 있는 2개의 메인 회전 실린더(342a, 342b)를 갖는 시스템 구성을 도시하고 있다.
본 발명의 디바이스, 시스템 및 방법의 다수의 실시예에서, 재료는 적어도 하나의 실린더 내로 재료를 전달함으로써 이동 웨브 또는 기판 상에 대기압 미만으로 성막된다(예를 들어, 전술된 바와 같이 롤-투-롤 프로세스). 실린더는 재료가 실린더 내부를 나오도록 통과할 수도 있는 적어도 하나의 개구를 그 내부에 포함한다. 실린더는 재료가 개구를 통해 통과하여 결정된 패턴으로 이동 웨브 상에 성막되도록 회전된다. 재료는 예를 들어 대략 10 내지 10-8 torr의 압력으로 성막될 수도 있다. 다수의 실시예에서, 재료는 대략 10-4 내지 10-7 torr의 압력으로 성막된다.
이동 기판 상에 성막 및 패터닝을 위한 이러한 원통형 마스크를 사용하는 것은 다수의 장점이 있다. 예를 들어, 원통형 마스크는 기판 웨브의 방향에 수직으로 재료의 라인을 성막하기 위한 방법을 제공한다. 라인의 폭은 예를 들어, 실린더 내의 개구 또는 슬릿의 폭, 실린더 회전의 속도, 실린더 회전의 방향 및 기판 웨브의 속도의 조합에 의해 제어될 수도 있다. 라인들 사이의 간격은 예를 들어, 실린더 내의 개구의 수/간격 및 회전 속도에 의해 제어될 수도 있다. 웨브의 방향에 수직이 아닌 라인 및/또는 패턴이 또한 성막될 수도 있다. 예를 들어, 하나 초과의 동심 실린더를 사용하고 이들의 속도 및 다른 파라미터를 제어함으로써, 기판 상에 직선 라인 뿐만 아니라 디자인 같은 패턴을 성막할 수도 있다. 원통형 마스크의 사용은 라인(예를 들어, 버스 라인)을 성막하기 위한 비접촉식 방법을 제공하여, 이에 의해 접촉 방법에 비교할 때 미립자 오염을 감소시킨다. 성막되는 모든 재료는 실린더 내에 수용될 수도 있어, 이에 의해 차폐를 감소시키거나 배제한다. 더욱이, 패터닝 특징/특성은 즉시 프로그램 가능하다.
전술된 바와 같이, OLED 및 다른 유기 전자 디바이스가 다수의 재료의 층을 포함한다. 이들 층은 저부 전극(애노드), 유기 스택 및 상부 전극(캐소드)을 포함할 수도 있다. 통상적으로, 다수의 OLED 디바이스는 기판 상에 형성되고, 이들은 기판의 운동 방향에 평행하면서 수직인 방향으로 배열될 수도 있다. 이 제조 프로세스는 전극과 유기층을 포함하는 OLED의 패터닝을 필요로 한다. OLED의 다른 특징은 금속 버스 라인이다. 저부 발광 OLED 조명 패널에 대해, 애노드는 예를 들어 ITO와 같은 투명 도전체를 사용하여 제조될 수도 있다. 그러나, 투명 도전체가 대면적 조명 패널을 위해 사용될 때, 패널은 종종 불균일한 것처럼 보인다. 이 효과는 금속 도전체보다 상당히 높은 투명 도전체의 시트 저항의 결과이다. 불균일성을 감소시키기 위해, 도전성 버스 라인(통상적으로, 금속)이 저부 전극의 전도도를 향상시키기 위해 투명 도전체 위에 사용된다.
이동 기판(310)의 방향으로 금속 버스 라인(350)(도 16 참조)을 성막하는 것은 다수의 상이한 방법을 사용하여 행해질 수도 있다. 일 방법은 도 16에 도시되어 있는 바와 같이, 이동 기판의 방향에서 균일한 라인을 생성하기 위해 프로그램된 시간에 슬릿 또는 구멍(420) 아래에 금속 재료(400)를 플래시 증발하는 것이다. 다른 방법은 기판 상에 연속적인 금속 라인을 생성하기 위해 구멍 또는 슬릿을 통해 연속적인 증발을 갖는 것이다. 다수의 구멍 또는 슬릿이 기판 상에 버스 라인의 어레이를 생성하는 데 사용될 수도 있다. 라인 내의 파괴부는 요구되지 않는 경우에 금속이 성막되는 것을 마스킹하기 위해 기판에 부착된 제거 가능한 재료를 사용함으로써 성취될 수도 있다.
이동 기판 웨브에 수직으로 버스 라인을 성막하는 것은 예를 들어 전술된 바와 같이 원통형 마스크를 통해 기판 상에 도전성 재료(금속)를 플래시 증발시키는 것 또는 연속 증발시키는 것에 의해 행해질 수도 있다. 예를 들어, 도 17a에 도시되어 있는 바와 같이, 원통형 마스크는 예를 들어 그 내부에 하나 이상의 좁은 슬릿(들)(510)을 갖고 예를 들어 실린더(500)의 내부 내에 증발 소스(400)를 갖는 실린더(500)를 포함할 수도 있다. 실린더(500)는 증발 소스(400) 주위로 회전한다. 재료는 슬릿(510)이 실린더(500)의 회전 중에 특정 위치에 도달할 때 슬릿(510)을 통해 기판 웨브(310)(도 17b 참조) 상으로 통과한다. 성막을 위한 슬릿 위치는 예를 들어 소스(400) 바로 위일 수도 있지만, 다른 위치가 사용될 수도 있다. 차폐부가 증발된 소스 재료를 구속하여 특정 방향, 즉 상방으로만 진행할 수 있게 하도록 사용될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 슬롯(510)의 폭, 실린더 회전의 속도, 실린더 회전의 방향 및 기판 웨브의 속도의 조합은 예를 들어 버스 라인의 폭을 결정하는 데 사용될 수도 있다. 슬릿 또는 개구(510)의 길이는 예를 들어 기판의 일 에지로부터 다른 에지로 진행할 수도 있고 또는 더 짧은 버스(또는 다른) 라인이 요구되면 슬릿 내에 다수의 파괴부가 존재할 수도 있다. 도 17b에 도시되어 있는 바와 같이 실린더(500a)의 회전 속도를 감소시키기 위해 실린더(500a)의 원주 주위에 다수의 슬릿(510a)(도 17b 참조)이 존재할 수도 있다. 실린더 회전 속도는 예를 들어 버스 라인들 사이에 요구된 거리를 제공하도록 즉시 프로그램 가능할 수도 있다.
부가적으로, 웨브의 방향으로 패터닝된 라인을 제공하기 위해 이동 기판의 방향에 평행한 원통형 마스크 내의 슬릿이 제조될 수도 있다. 이동 기판에 평행한 슬릿은 예를 들어 바람직하지 않은 영역(예를 들어, 조명 패널들 사이의) 내의 성막을 차단하기 위한 방법을 제공할 수도 있다. 평행 및 수직 버스 라인을 위한 패터닝 방법의 모두를 사용할 때, 버스 라인의 반복 가능한 그리드 패턴이 예를 들어 도 18에 도시되어 있는 바와 같이 각각의 조명 패널을 위해 성막될 수도 있다.
다른 옵션은 실린더 내에 슬릿 또는 구멍의 패턴을 갖는 것이다. 기판 상의 패턴은 예를 들어, 이중 기능을 가질 수도 있다. 예를 들어, 제1 기능은 조명 패널의 균일성을 향상시키기 위한 버스 라인일 수도 있다. 제2 기능은 조명 패널에 대한 장식 특징부(패턴)일 수도 있다. 전술된 방법은 또한 예를 들어 도 19에 도시되어 있는 바와 같이 유기 성막을 위해 사용될 수도 있다. 이러한 용례에서, 실린더(600)는 예를 들어, 실린더(600) 내의 유기 재료가 성막되게 하기 위한 대형 개구 영역(610) 및 접점 또는 각각의 조명 패널 사이의 바람직하지 않은 영역 상에 유기 재료가 성막되는 것을 방지하기 위한 더 소형의 차단 영역(620)을 포함할 수도 있다. 이 시스템 및 방법은 성막 프로세스 전에 기판(310)에 직접 도포될 마스킹을 위한 요구를 감소시킨다.
기판 상에 2차원 매트릭스를 포함하는 결정된 패턴을 제공하는 것은 예를 들어 상이한 방식으로 성취될 수도 있다. 제1 방법에서, 기판은 예를 들어 병렬 패턴(이동 기판의 방향에서 일련의 라인)으로 시작될 수도 있다. 병렬 패턴은 예를 들어 제1 원통형 마스크를 사용하여 성막될 수도 있다. 기판은 이어서 실린더 위에 통과할 수도 있고, 여기서 수직 패턴(예를 들어, 이동 기판에 수직인 라인)이 성막되어 도 20에 도시되어 있는 바와 같이 2차원 매트릭스를 생성한다. 다른 방법에서, 2차원 매트릭스가 동시에 단일의 실린더를 통해 성막된다(즉, 실린더 내의 개구의 패턴은 2차원 매트릭스를 형성함). 이는 도 21에 도시되어 있는 바와 같이 단지 하나의 수직 또는 단지 하나의 수평 개구가 실린더 내에 존재할 때 비교적 간단하다. 하나 초과의 수직 라인 및 하나 초과의 수평 라인이 요구될 때, 실린더 내의 수직 개구와 수평 개구 사이의 영역은 실린더 내부로부터 지지될 필요가 있을 것이다. 실린더 벽 단독으로는 실린더 내의 개구가 그 영역을 완전히 둘러싸기 때문에 이러한 영역을 지지할 수 없다(도 22 참조).
본 개시 내용은 예시 및 설명을 위해 제시되어 있고 배타적이거나 한정적인 것으로 의도된 것은 아니다. 다수의 수정 및 변형이 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다. 예시적인 실시예는 원리 및 실용적인 용례를 설명하기 위해 그리고 당 기술 분야의 다른 숙련자들이 고려된 특정 용도에 적합한 바와 같이 다양한 수정을 갖고 다양한 실시예를 위해 개시 내용을 이해하는 것을 가능하게 하기 위해 선택되고 설명되었다.
따라서, 예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에 설명되었지만, 이 상세한 설명은 한정적인 것은 아니고, 다양한 다른 변경 및 수정이 본 개시 내용의 범주 또는 사상으로부터 벗어나지 않고 당 기술 분야의 숙련자에 의해 거기에 행해질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (15)

  1. 가요성 기판 상에 마이크로전자 시스템을 형성하는 방법으로서,
    가요성 기판의 제1 측면 상에서, 적어도 하나의 유기 박막층, 적어도 하나의 전극, 및 적어도 하나의 유기 박막층 및 적어도 하나의 전극 위에 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는 것을 포함하고, 상기 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하는 것, 적어도 하나의 전극을 성막하는 것 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는 것은 각각 진공 하에서 발생하고, 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하기 전에는 적어도 하나의 유기 박막층 또는 적어도 하나의 전극의 다른 고체 재료와의 어떠한 물리적 접촉도 발생하지 않는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가요성 기판은 성막 중에 일정한 동작 상태인 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하는 것, 적어도 하나의 전극을 성막하는 것 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는 것은 진공을 파괴하지 않고 발생하는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 배리어층이 적어도 하나의 유기 박막층 전에 성막되는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 가요성 기판 상에 형성된 마이크로전자 시스템은 적어도 하나의 박막 캡슐화층의 성막 후에 회수 롤러 상에 권취되는 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 마이크로전자 시스템의 표면은 회수 롤러 상에 권취되기 전에 적층되는 것인 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 가요성 기판은 성막들 중 제1 성막 전에 공급 롤러로부터 풀려지는 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 가요성 기판은 공급 롤러로부터 풀려지고, 가요성 기판 상에 형성된 마이크로전자 시스템은 단일 풀림 및 권취 사이클에서 회수 롤러 상에 권취되는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 가요성 기판은 사전 패터닝된 전극을 포함하는 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 마이크로전자 시스템은 유기 발광 다이오드 시스템인 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    공급 롤러로부터 가요성 기판을 풀리게 하는 것과,
    적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막한 후에 회수 롤러 상에 가요성 기판을 권취하는 것을 더 포함하고,
    복수의 유기 박막층이 성막되고, 복수의 유기 박막층의 성막, 적어도 하나의 전극의 성막 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층의 성막은 모두 진공을 파괴하지 않고 발생하는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 박막 캡슐화층의 성막 전에는 롤러 주위에서의 권취가 발생하지 않는 것인 방법.
  13. 가요성 기판 상에 마이크로전자 시스템을 형성하기 위한 제조 시스템으로서,
    롤 투 롤(roll-to-roll) 기판 공급 및 회수 시스템과,
    상기 롤 투 롤 기판 공급 및 회수 시스템 상에 있는 동안에 기판이 통과하는 진공 하에서 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템과,
    상기 롤 투 롤 기판 공급 및 회수 시스템 상에 있는 동안 기판이 통과하는 진공 하에서 적어도 하나의 전극을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템, 그리고
    진공 하에서 적어도 하나의 유기 박막층과 적어도 하나의 전극 위에 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템
    을 포함하는 제조 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 진공은 기판이 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템을 통해, 적어도 하나의 전극을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템을 통해 그리고 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하기 위한 적어도 하나의 시스템을 통해 통과할 때에 파괴되지 않는 것인 제조 시스템.
  15. 가요성 기판의 제1 측면 상에서, 적어도 하나의 유기 박막층, 적어도 하나의 전극, 및 적어도 하나의 유기 박막층 및 적어도 하나의 전극 위에 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막함으로써 형성된 마이크로전자 시스템에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유기 박막층을 성막하는 것, 적어도 하나의 전극을 성막하는 것, 및 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하는 것은 각각 진공 하에서 발생하고, 적어도 하나의 박막 캡슐화층을 성막하기 전에는 적어도 하나의 유기 박막층 또는 적어도 하나의 전극과 다른 고체 재료의 어떠한 물리적 접촉도 발생하지 않는 것인 마이크로전자 시스템.
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