KR20180080901A - 투습 방지막과 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1 투습 방지막; 상기 제 1 투습 방지막 상에 형성되는 제 2 투습 방지막; 및 상기 제 2 투습 방지막 상에 형성되는 제 3 투습 방지막을 포함하고 상기 제 2 투습 방지막에서의 산소(O)의 농도는 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 산소의 농도보다 큰 것을 포함하는 투습 방지막과 그 제조 방법 및 그를 이용한 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

투습 방지막과 그 제조 방법{Film for preventing humidity from percolation and Method for manufacturing the same}
본 발명은 투습 방지막에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유기 발광 소자에 적용될 수 있는 투습 방지막 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device)는 전자(electron)를 주입하는 음극(cathode)과 정공(hole)을 주입하는 양극(anode) 사이에 발광층이 형성된 구조를 가지며, 음극에서 발생된 전자 및 양극에서 발생된 정공이 발광층 내부로 주입되면 주입된 전자 및 정공이 결합하여 액시톤(exciton)이 생성되고, 생성된 액시톤이 여기 상태(excited state)에서 기저 상태(ground state)로 떨어지면서 발광을 일으키는 소자이다.
이와 같은 유기 발광 소자의 경우 상기 발광층에 수분이 침투하게 되면 상기 발광층이 쉽게 열화되어 소자 특성이 떨어지고 수명도 단축된다. 따라서, 유기 발광 소자의 상면에는 상기 발광층에 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 투습 방지막이 형성된다.
이하, 도면을 참조로 종래의 유기 발광 소자에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 유기 발광 소자는, 기판(1), 발광부(2), 및 투습 방지막(3)을 포함하여 이루어진다.
상기 발광부(2)는 상기 기판(1) 상에 형성되어 있다. 상기 발광부(2)는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 구비된 유기 발광층을 포함하여 이루어진다.
상기 투습 방지막(3)은 상기 발광부(2) 상에 형성되어 상기 발광부(2) 내로 수분이 침투하는 것을 방지한다.
이와 같은 종래의 유기 발광 소자는 상기 투습 방지막(3)의 재료로 무기 절연물을 이용하고 있는데, 그 형성 공정의 한계로 인해서 투습 방지 효과가 떨어지는 단점이 있다.
무기 절연물은 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 공정을 통해 형성하는데, 증착 공정시 박막에 핀 홀(Pin hole)과 같은 결함(defect)이 발생하게 되면, 박막이 성장하면서 상기 핀 홀과 같은 결함도 함께 성장하게 된다. 즉, 상기 핀 홀과 같은 결함이 상기 투습 방지막(3)의 하부에서부터 상부까지 연속적으로 형성되기 때문에, 외부의 수분이 상기 결함이 있는 영역을 통해서 상기 발광부(2)로 쉽게 침투할 수 있어 상기 발광부(2)를 쉽게 열화시키는 문제가 있다.
또한, 무기 절연물을 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)으로 증착하는 경우, 투습도는 향상되지만 증착 속도가 느려서 생산성이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 핀 홀과 같은 결함이 하부에서 상부까지 연속적으로 형성되는 것을 차단하여 수분 침투 방지 효과가 우수하고, 증착 속도를 향상시켜 생산성이 향상된 투습 방지막과 그 제조방법 및 그를 이용한 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 제 1 투습 방지막; 상기 제 1 투습 방지막 상에 형성되는 제 2 투습 방지막; 및 상기 제 2 투습 방지막 상에 형성되는 제 3 투습 방지막을 포함하고 상기 제 2 투습 방지막에서의 산소(O)의 농도는 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 산소의 농도보다 큰 것을 포함하는 투습 방지막을 제공한다.
또한, 상기 제 2 투습 방지막은 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막에 비해 질소(N)의 농도가 작은 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 투습 방지막의 습식 에칭 비율(wet etch rate)이 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 습식 에칭 비율보다 큰 것을 포함할 수 있고, 상기 제 2 투습 방지막의 습식 에칭 비율(wet etch rate)이 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 습식 에칭 비율보다 10배 이상 100배 이하 큰 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 투습 방지막의 두께가 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 두께보다 작은 것을 포함할 수 있고, 상기 제 1 투습 방지막과 상기 제 2 투습 방지막 사이에 결정화된 층이 형성되지 않는 것을 포함할 수 있으며, 상기 제 2 투습 방지막과 상기 제 3 투습 방지막 사이에 결정화된 층이 형성되지 않는 것을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 기판; 상기 기판 상에 형성되는 발광부; 및 상기 발광부 상에 형성되는 투습 방지막을 포함하고, 상기 투습 방지막은 상기 투습 방지막의 하부로부터 상부까지 막 내에 포함되는 산소(O)의 농도는 점차 증가하다가 감소하고, 질소(N)의 농도는 점차 감소하다가 증가하는 것을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
또한, 상기 투습 방지막은 단일층으로 형성되고, 상기 투습 방지막의 내부에서는 상기 산소의 농도와 상기 질소의 농도가 점차적으로 변하는 것을 포함 할 수 있다.
본 발명은 또한, 화학 기상 증착법으로 제 1 투습 방지막을 형성하는 제 1 투습 방지막 형성 단계; 상기 제 1 투습 방지막 상에 원자층 증착법으로 제 2 투습 방지막을 형성하는 제 2 투습 방지막 형성 단계; 및 상기 제 2 투습 방지막 상에 화학 기상 증착법으로 제 3 투습 방지막을 형성하는 제 3 투습 방지막 형성 단계를 포함하는 투습 방지막의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 제 1 투습 방지막 내지 상기 제 3 투습 방지막은 하나의 챔버 내에서 형성되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 투습 방지막은 실리콘(Si)을 포함하는 소스 가스와 아산화질소(N2O)를 포함하는 제 2 반응 가스가 반응하여 형성되는 것을 포함할 수 있고, 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막은 실리콘(Si)을 포함하는 상기 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 제 1 반응 가스가 반응하여 형성되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 투습 방지막의 증착 속도(deposiotion rate)가 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 증착 속도보다 작은 것을 포함할 수 있고, 상기 제 2 투습 방지막의 증착 속도(deposiotion rate)가 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 증착 속도보다 4배 이상 10배 이하 작은 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 투습 방지막 형성 단계 전에만 시즈닝(seasoning) 공정을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 실리콘을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 제 1 반응 가스가 반응하여 성막되고, 상기 실리콘을 포함하는 소스 가스와 아산화질소(N2O)를 포함하는 제 2 반응 가스가 반응하여 성막되며, 상기 실리콘을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 상기 제 1 반응 가스가 반응하여 성막되는 것을 포함하는 투습 방지막의 제조 방법을 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투습 방지막은 화학 기상 증착법과 원자층 증착법에 의해 형성되기 때문에 제 1 투습 방지막에 형성된 핀 홀과 같은 결함이 제 2 투습 방지막에서 치유될 수 있어 수분 침투 방지 효과가 향상될 수 있고, 증착 속도가 향상되어 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 투습 방지막은 화학 기상 증착법과 원자층 증착법을 하나의 챔버 안에서 수행할 수 있기 때문에 별도의 진공을 해제하는 공정 및 시즈닝(seasoning) 공정이 필요하지 않아서 공정 시간이 줄어들어 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 화학 기상 증착법과 원자층 증착법에 의해 형성되는 투습 방지막을 별도의 챔버로 진행하는 경우 파티클(particle) 등이 생길 수 있는데 반해 본 발명에 따르면 파티클의 생성을 줄일 수 있어 투습성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투습 방지막의 깊이에 따른 산소의 농도를 나타내는 그래프이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 투습 방지막의 깊이에 따른 질소의 농도를 나타내는 그래프이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투습 방지막의 각 투습 방지막의 사이에서의 TEM(transmission delectron microscope; 투과전자현미경) 사진이다.
도 4b는 도 4a에서 TEM 을 찍은 위치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 별도의 챔버에서 공정이 진행될 때의 공정 순서도를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 챔버 안에서 공정이 진행될 때의 공정 순서도를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자는, 기판(10), 발광부(20) 및 투습 방지막(30)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 기판(10)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
상기 발광부(20)는 상기 기판(10)의 일면, 예로서 상기 기판(10)의 상면 상에 형성되어 있다. 상기 발광부(20)는 제1 전극, 유기 발광층, 및 제2 전극을 포함하여 이루어진다. 상기 제1 전극은 ITO와 같은 양극(Anode)으로 이루어질 수 있다. 상기 유기 발광층은 상기 제1 전극의 상면 상에 차례로 적층된 정공 주입층(Hole Injecting Layer), 정공 수송층(Hole Transporting Layer), 발광층(Emitting Layer), 전자 수송층(Electron Transporting Layer), 및 전자 주입층(Electron Injecting Layer)의 조합으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 전극은 상기 유기 발광층의 상면 상에 적층된 Ag 또는 Al과 같은 음극(Cathode)으로 이루어질 수 있다. 상기 발광부(20)의 구체적인 구성 및 형성 공정은 당업계에 공지된 다양한 구조 및 공정으로 변경될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 기판(10)과 상기 발광부(20) 사이에 박막 트랜지스터가 추가로 형성되어, 상기 발광부(20)의 발광이 상기 박막 트랜지스터에 의해 조절될 수 있다. 이와 같이 박막 트랜지스터가 구비된 유기 발광 소자는 화상을 디스플레이하는 표시 장치로 이용될 수 있다.
상기 투습 방지막(30)은 제 1 투습 방지막(31), 제 2 투습 방지막(32) 및 제 3 투습 방지막(33)을 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 투습 방지막(31)은 상기 발광부(20)의 상면 상에 형성되어 있다. 상기 제 1 투습 방지막(31)은 실리콘(Si)계 절연물로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 투습 방지막(31)은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD)법에 의해 형성될 수 있다. 상기 제 1 투습 방지막(31)은 실리콘(Si)을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 제 1 반응 가스가 반응하여 형성될 수 있다. 상기 실리콘을 포함하는 소스 가스는, 예로서 실란(Silane; SiH4), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 및 TSA(Trisilylamine), HMDSO(Hexamethyldisiloxane), 및 HMDSN(Hexamethyldisilazane)로 이루어진 가스 중 적어도 하나의 가스로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제 1 투습 방지막(31)은 실리콘(Si)을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 상기 제 1 반응 가스가 반응하여 형성되기 때문에, 상기 제 1 투습 방지막(31)은 질소(N)의 농도가 높을 수 있다.
상기 제 2 투습 방지막(32)은 상기 제 1 투습 방지막(31)의 상면 상에 형성되어 있다. 상기 제 2 투습 방지막(32)은 실리콘(Si)계 절연물로 이루어질 수 있다. 상기 제 2 투습 방지막(32)은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)법에 의해 형성될 수 있다. 상기 제 2 투습 방지막(32)은 실리콘(Si)을 포함하는 소스 가스와 아산화질소(N2O)를 포함하는 제 2 반응 가스가 반응을 하여 형성될 수 있다. 상기 제 2 투습 방지막(32)은 실리콘(Si)을 포함하는 소스 가스와 아산화질소(N2O)를 포함하는 상기 제 2 반응 가스가 반응하여 형성되기 때문에, 상기 제 2 투습 방지막(32)은 산소(O)의 농도가 높을 수 있다.
상기 제 3 투습 방지막(33)은 상기 제 2 투습 방지막(32)의 상면 상에 형성되어 있다. 상기 제 3 투습 방지막(33)은 실리콘(Si)계 절연물로 이루어질 수 있다. 상기 제 3 투습 방지막(33)은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD)법에 의해 형성될 수 있다. 상기 제 3 투습 방지막(33)은 실리콘(Si)을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 상기 제 1 반응 가스가 반응하여 형성될 수 있다. 상기 제 3 투습 방지막(33)은 실리콘(Si)을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 상기 제 1 반응 가스가 반응하여 형성되기 때문에, 상기 제 3 투습 방지막(33)은 질소(N)의 농도가 높을 수 있다.
따라서, 상기 제 1 투습 방지막(31) 상에 상기 제 2 투습 방지막(32)이 형성되고, 상기 제 2 투습 방지막(32) 상에 상기 제 3 투습 방지막(33)이 형성되며, 상기 제 2 투습 방지막(32)에서의 산소의 농도는 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)의 산소의 농도보다 큰 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 투습 방지막(32)은 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)에 비해 질소의 농도가 작은 것을 포함할 수 있다.
상기 제 2 투습 방지막(32)의 두께는 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)의 두께보다 작은 것을 포함할 수 있다. 상기 제 2 투습 방지막(32)은 원자층 증착법에 의해서 형성되고, 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)은 화학 기상 증착법에 의해서 형성되기 때문에 상기 제 2 투습 방지막(32)을 형성하는데 더 오랜 시간이 걸릴 수 있다. 따라서 생산성을 향상시키기 위해서 상기 제 2 투습 방지막(32)의 두께가 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)의 두께보다 작게 형성될 수 있다.
상기 제 2 투습 방지막(32)의 습식 에칭 비율(wet etch rate)이 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)의 습식 에칭 비율보다 큰 것을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제 2 투습 방지막(32)의 습식 에칭 비율이 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)의 습식 에칭 비율보다 10배 이상 100배 이하로 큰 것을 포함할 수 있다.
습식 에칭 비율은 시간당 습식 에칭이 되는 정도를 나타낸 것으로 상기 제 2 투습 방지막(32)은 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)에 비해 산소의 농도가 높고, 질소의 농도가 낮기 때문에 습식 에칭 비율이 클 수 있다. 상기 제 2 투습 방지막(32)의 습식 에칭 비율이 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)의 습식 에칭 비율보다 10배 이하인 경우 상기 제 2 투습 방지막(32)의 투습성이 떨어질 수 있고, 100배 이상인 경우에는 상기 제 2 투습 방지막(32)을 형성하기 힘들 수 있다.
상기 제 2 투습 방지막(32)의 증착 속도(deposiotion rate)가 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)의 증착 속도보다 작은 것을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제 2 투습 방지막(32)의 증착 속도가 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)의 증착 속도보다 4배 이상 10배 이하 작은 것을 포함할 수 있다.
상기 제 2 투습 방지막(32)은 원자층 증착법에 의해 형성되기 때문에 화학 기상 증착법으로 형성되는 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)에 비해 증착 속도가 작을 수 있다. 상기 제 2 투습 방지막(32)의 증착 속도가 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)의 증착 속도보다 4배 이하인 경우 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)의 증착 속도가 느려서 생산성이 떨어질 수 있고, 10배 이상인 경우 상기 제 2 투습 방지막(32)의 증착 속도가 빨라서 투습성이 저하될 수 있다.
상기 제 2 투습 방지막(32)은 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 3 투습 방지막(33)을 형성할 때에 비해 플라즈마의 강도가 약할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투습 방지막(30)의 깊이에 따른 산소의 농도를 나타내는 그래프이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 투습 방지막(30)의 깊이에 따른 질소의 농도를 나타내는 그래프이다.
도 3a 및 도3b를 참조하여 설명하면, 상기 투습 방지막(30)의 깊이에 따른 산소와 질소의 농도는 상기 제 2 투습 방지막(32)에서 산소의 농도는 최대가 되고, 질소의 농도는 최소가 될 수 있다.
또한, 상기 제 1 투습 방지막(31) 내지 상기 제 3 투습 방지막(33)이 하나의 챔버 내에서 형성되는 경우 상기 제 1 투습 방지막(31)과 상기 제 2 투습 방지막(32) 사이 및 상기 제 2 투습 방지막(32) 사이 및 상기 제 3 투습 방지막(33) 사이에 결정화된 층이 형성되지 않을 수 있다. 상기 제 1 투습 방지막(31)과 상기 제 2 투습 방지막(32) 사이 및 상기 제 2 투습 방지막(32) 사이 및 상기 제 3 투습 방지막(33) 사이에 결정화된 층이 형성되지 않을 수 있기 때문에 산소와 질소는 하나의 투습 방지막 내에서 다른 투습 방지막 내로 확산(Diffusion)이 용이하게 일어나기 때문에 산소와 질소의 농도는 급격하게 변화하지 않고 점차적으로 변할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 투습 방지막(30)을 포함하는 유기 발광 소자에서 상기 투습 방지막(30)이 하나의 챔버 안에서 형성되는 경우, 상기 제 1 투습 방지막(31) 내지 상기 제 3 투습 방지막(33)이 어떤 경계를 가지고 형성되지 않고, 하나의 단일층처럼 형성되어 산소와 질소의 농도만 변하는 것을 포함할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투습 방지막(30)의 각 투습 방지막의 사이에서의 TEM(transmission delectron microscope; 투과전자현미경) 사진이고, 도 4b는 도 4a에서 TEM 을 찍은 위치를 나타내는 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하면, 도 4b에서 상기 제 1 투습 방지막(31)과 상기 제 2 투습 방지막(32)의 사이(200)와 상기 제 2 투습 방지막(32)과 상기 제 3 투습 방지막(33)의 사이(100)에서 투과전자현미경을 통해 단면을 찍은 사진을 확인할 수 있다.
이에 따르면, 독립 챔버 즉 별도의 챔버에서 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 2 투습 방지막(32)을 형성하는 경우 각 막의 경계에서 결정화가 진행된 것을 확인할 수 있다. 이에 따라서 막의 경계에서 결정화가 되어 작은 점들처럼 보이는 것을 확인할 수 있다. 반면에 In 챔버 즉 하나의 챔버에서 상기 제 1 투습 방지막(31) 및 상기 제 2 투습 방지막(32)을 형성하는 경우 각 막의 경계에서 결정화가 진행되지 않은 것을 확인할 수 있다. 이에 따라서 막의 경계에서 결정화가 되지 않아서 별도의 챔버에서 진행한 것과 달리 작은 점들이 확인되지 않는다.
도 5는 별도의 챔버에서 공정이 진행될 때의 공정 순서도를 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 챔버 안에서 공정이 진행될 때의 공정 순서도를 나타내는 그래프이다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 도 5는 상기 제 1 투습 방지막(31) 내지 상기 제 3 투습 방지막(33)이 모두 다른 챔버 내에서 형성되는 것을 나타내고, 도 6은 상기 제 1 투습 방지막(31) 내지 상기 제 3 투습 방지막(33)이 동일한 챔버 내에서 형성될 때를 나타낸다.
도 5에서, 먼저 시즈닝(seasoning) 공정을 진행한 후 화학 기상 증착법으로 발광부(20)가 형성된 기판(10) 상에 제 1 챔버 내에서 상기 제 1 투습 방지막(31)을 형성할 수 있다. 상기 제 1 투습 방지막(31)은 실리콘을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 제 1 반응 가스가 반응하여 형성될 수 있다.
상기 기판(10) 상에 상기 제 1 투습 방지막(31)이 형성된 후 상기 제 1 챔버 내에서 상기 기판(10)을 제 2 챔버로 이동시키기 위해서 진공을 해제(venting)하고, 상기 기판(10)을 이동시킬 수 있다. 상기 기판(10)을 상기 제 2 챔버로 이동시키기 전에 상기 제 2 챔버 내에서 또 다시 시즈닝 공정을 진행한 후 원자층 증착법으로 상기 제 2 투습 방지막(32)을 형성할 수 있다. 상기 제 2 투습 방지막(32)은 실리콘을 포함하는 소스 가스와 아산화질소(N2O)를 포함하는 제 2 반응 가스가 반응하여 형성될 수 있다. 상기 제 2 투습 방지막(32)은 상기 제 1 투습 방지막(31) 상에 형성될 수 있고, 상기 제 1 투습 방지막(31)은 상기 제 1 챔버에서 상기 제 2 챔버로 이동시 막의 표면에서 결정화가 될 수 있다. 상기 제 2 챔버 내에서 상기 제 2 투습 방지막(32)이 형성되고, 상기 기판(10)은 다시 상기 제 1 챔버로 이동될 수 있다.
상기 제 2 투습 방지막(32)이 형성된 상기 기판(10)을 다시 상기 제 1 챔버로 이동시키기 위해서 상기 제 2 챔버의 진공을 해제할 수 있다. 상기 제 2 챔버의 진공을 해제하고, 상기 기판(10)을 이동시키기 전에 상기 제 1 챔버에서 시즈닝 공정을 진행할 수 있다. 그 후 상기 기판(10)은 상기 제 1 챔버 내에서 상기 제 3 투습 방지막(33)이 형성될 수 있다. 상기 제 3 투습 방지막(33)은 실리콘을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 제 1 반응 가스가 반응하여 형성될 수 있다. 상기 제 3 투습 방지막(33)은 상기 제 2 투습 방지막(32) 상에 형성될 수 있고, 상기 제 2 투습 방지막(32)은 상기 제 2 챔버에서 상기 제 1 챔버로 이동시 막의 표면에서 결정화가 될 수 있다.
반면에 도 6에서 제 1 투습 방지막(31) 내지 제 3 투습 방지막(33)이 하나의 챔버 안에서 형성되는 경우에는 기판(10)의 이동시 필요한 진공 해제 및 시즈닝 공정이 필요 없을 수 있다. 이에 따라서 하나의 챔버 안에서 상기 제 1 투습 방지막(31) 내지 상기 제 3 투습 방지막(33)을 형성하는 경우 공정 시간 및 공정 수가 줄어 들어 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 제 1 투습 방지막(31) 형성 단계 전에만 시즈닝 공정이 진행될 수 있다.
또한, 상기 투습 방지막(30)은 실리콘을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 제 1 반응 가스가 반응하여 성막되고, 상기 실리콘을 포함하는 소스 가스와 아산화질소(N2O)를 포함하는 제 2 반응 가스가 반응하여 성막되며, 상기 실리콘을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 상기 제 1 반응 가스가 반응하여 성막되는 것을 포함하여 형성될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기판 20: 발광부
30: 투습 방지막 31: 제 1 투습 방지막
32: 제 2 투습 방지막 33: 제 3 투습 방지막

Claims (17)

  1. 제 1 투습 방지막;
    상기 제 1 투습 방지막 상에 형성되는 제 2 투습 방지막; 및
    상기 제 2 투습 방지막 상에 형성되는 제 3 투습 방지막을 포함하고 상기 제 2 투습 방지막에서의 산소(O)의 농도는 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 산소의 농도보다 큰 것을 포함하는 투습 방지막.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 투습 방지막은 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막에 비해 질소(N)의 농도가 작은 것을 포함하는 투습 방지막.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 투습 방지막의 습식 에칭 비율(wet etch rate)이 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 습식 에칭 비율보다 큰 것을 포함하는 투습 방지막.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 투습 방지막의 습식 에칭 비율(wet etch rate)이 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 습식 에칭 비율보다 10배 이상 100배 이하 큰 것을 포함하는 투습 방지막.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 투습 방지막의 두께가 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 두께보다 작은 것을 포함하는 투습 방지막.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 투습 방지막과 상기 제 2 투습 방지막 사이에 결정화된 층이 형성되지 않는 것을 포함하는 투습 방지막.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 투습 방지막과 상기 제 3 투습 방지막 사이에 결정화된 층이 형성되지 않는 것을 포함하는 투습 방지막.
  8. 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 발광부; 및
    상기 발광부 상에 형성되는 투습 방지막을 포함하고,
    상기 투습 방지막은 상기 투습 방지막의 하부로부터 상부까지 막 내에 포함되는 산소(O)의 농도는 점차 증가하다가 감소하고, 질소(N)의 농도는 점차 감소하다가 증가하는 것을 포함하는 유기 발광 소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 투습 방지막은 단일층으로 형성되고, 상기 투습 방지막의 내부에서는 상기 산소의 농도와 상기 질소의 농도가 점차적으로 변하는 것을 포함하는 유기 발광 소자.
  10. 화학 기상 증착법으로 제 1 투습 방지막을 형성하는 제 1 투습 방지막 형성 단계;
    상기 제 1 투습 방지막 상에 원자층 증착법으로 제 2 투습 방지막을 형성하는 제 2 투습 방지막 형성 단계; 및
    상기 제 2 투습 방지막 상에 화학 기상 증착법으로 제 3 투습 방지막을 형성하는 제 3 투습 방지막 형성 단계를 포함하는 투습 방지막의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 투습 방지막 내지 상기 제 3 투습 방지막은 하나의 챔버 내에서 형성되는 것을 포함하는 투습 방지막의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 투습 방지막은 실리콘(Si)을 포함하는 소스 가스와 아산화질소(N2O)를 포함하는 제 2 반응 가스가 반응하여 형성되는 것을 포함하는 투습 방지막의 제조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막은 실리콘(Si)을 포함하는 상기 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 제 1 반응 가스가 반응하여 형성되는 것을 포함하는 투습 방지막의 제조 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 투습 방지막의 증착 속도(deposiotion rate)가 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 증착 속도보다 작은 것을 포함하는 투습 방지막의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 투습 방지막의 증착 속도(deposiotion rate)가 상기 제 1 투습 방지막 및 상기 제 3 투습 방지막의 증착 속도보다 4배 이상 10배 이하 작은 것을 포함하는 투습 방지막의 제조 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 투습 방지막 형성 단계 전에만 시즈닝(seasoning) 공정을 더 포함하는 투습 방지막의 제조 방법.
  17. 실리콘을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 제 1 반응 가스가 반응하여 성막되고, 상기 실리콘을 포함하는 소스 가스와 아산화질소(N2O)를 포함하는 제 2 반응 가스가 반응하여 성막되며, 상기 실리콘을 포함하는 소스 가스와 암모니아(NH3) 및 질소(N2)를 포함하는 상기 제 1 반응 가스가 반응하여 성막되는 것을 포함하는 투습 방지막의 제조 방법.
KR1020170002003A 2017-01-05 2017-01-05 투습 방지막과 그 제조 방법 KR20180080901A (ko)

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