KR102316288B1 - 투습 방지막과 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 투습 방지막; 및 상기 제1 투습 방지막 상에 구비된 제2 투습 방지막을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 투습 방지막과 상기 제2 투습 방지막의 조성은 서로 상이하고, 상기 제2 투습 방지막은 조성비가 서로 상이한 제1 적층 영역과 제2 적층 영역이 교대로 적층되어 이루어진 투습 방지막과 그 제조방법 및 그를 이용한 유기 발광 소자와 그 제조방법을 제공한다.
Description
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.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 핀 홀과 같은 결함이 하부에서 상부까지 연속적으로 형성되는 것을 차단하여 수분 침투 방지 효과가 우수한 투습 방지막과 그 제조방법 및 그를 이용한 유기 발광 소자와 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 제1 투습 방지막; 및 상기 제1 투습 방지막 상에 구비된 제2 투습 방지막을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 투습 방지막과 상기 제2 투습 방지막의 조성은 서로 상이하고, 상기 제2 투습 방지막은 조성비가 서로 상이한 제1 적층 영역과 제2 적층 영역이 교대로 적층되어 이루어진 투습 방지막을 제공한다.
상기 제1 투습 방지막은 2 종류의 성분으로 이루어져 있고, 상기 제2 투습 방지막은 상기 2 종류의 성분에 1 종류의 성분이 추가되어 3 종류의 성분으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 투습 방지막의 하면은 상기 제1 투습 방지막의 상면보다 실리콘 함유량이 많을 수 있다.
상기 제1 투습 방지막의 중앙부는 상기 제1 투습 방지막의 하면 및 상면보다 실리콘 함유량이 많을 수 있다.
상기 제1 적층 영역에 포함된 질소의 함유량은 상기 제1 적층 영역에 포함된 실리콘의 함유량보다 많고, 상기 제2 적층 영역에 포함된 실리콘의 함유량은 상기 제2 적층 영역에 포함된 질소의 함유량보다 많을 수 있다.
상기 제1 적층 영역의 하층은 상기 제1 적층 영역의 상층보다 질소 함유량이 많고, 상기 제2 적층 영역의 하층은 상기 제2 적층 영역의 상층보다 실리콘 함유량이 많을 수 있다.
상기 제1 적층 영역의 질소 함유량은 하층에서 중간층으로 갈수록 증가하다고 중간층에서 상측으로 갈수록 감소하고, 상기 제2 적층 영역의 실리콘 함유량은 하층에서 중간층으로 갈수록 증가하다고 중간층에서 상측으로 갈수록 감소할 수 있다.
본 발명은 또한, 제1 소스 가스를 반응 초기 시점부터 반응 종료시점까지 계속해서 공급하는 공정; 플라즈마를 상기 반응 초기 시점부터 상기 반응 종료시점까지 계속해서 형성시키는 공정; 및 상기 제1 소스 가스를 공급한 이후에 제2 소스 가스와 제3 소스 가스를 펄스 구동을 가지도록 교대로 공급하는 공정을 포함하는 투습 방지막의 제조 방법을 제공한다.
상기 제2 소스 가스와 상기 제3 소스 가스를 공급하는 공정은 상기 제2 소스 가스와 상기 제3 소스 가스의 공급량을 일정하게 유지하면서 공급하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제2 소스 가스와 상기 제3 소스 가스를 공급하는 공정은 상기 제2 소스 가스와 상기 제3 소스 가스의 공급량을 점차로 증가시키다가 다시 점차로 감소시키는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제1 소스 가스는 산소 가스로 이루어지고, 상기 제2 소스 가스는 질소 소스 가스로 이루어지고, 상기 제3 소스 가스를 실리콘 소스 가스로 이루어질 수 있다.
본 발명은 또한 기판; 상기 기판 상에 구비된 발광부; 및 상기 발광부 상에 구비된 투습 방지막을 포함하여 이루어지고, 상기 투습 방지막은 제1 투습 방지막; 및 상기 제1 투습 방지막 상에 구비된 제2 투습 방지막을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 투습 방지막과 상기 제2 투습 방지막의 조성은 서로 상이하고, 상기 제2 투습 방지막은 조성비가 서로 상이한 제1 적층 영역과 제2 적층 영역이 교대로 적층되어 이루어진 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명은 또한, 기판 상에 발광부를 형성하는 공정; 및 상기 발광부 상에 투습 방지막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 투습 방지막을 형성하는 공정은 제1 소스 가스를 반응 초기 시점부터 반응 종료시점까지 계속해서 공급하는 공정; 플라즈마를 상기 반응 초기 시점부터 상기 반응 종료시점까지 계속해서 형성시키는 공정; 및 상기 제1 소스 가스를 공급한 이후에 제2 소스 가스와 제3 소스 가스를 펄스 구동을 가지도록 교대로 공급하는 공정을 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 투습 방지막이 서로 조성이 상이한 제1 투습 방지막과 제2 투습 방지막을 포함하고, 또한 상기 제2 투습 방지막은 조성비가 서로 상이한 제1 적층 영역과 제2 적층 영역이 교대로 적층되어 이루어져 있기 때문에, 핀 홀과 같은 결함이 하부에서 상부까지 연속적으로 형성되는 것이 방지되어 투습 방지막의 수분 침투 방지 효과가 우수하다.
도 1은 종래의 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 공정을 도시한 개략적인 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 가스 공급 방법을 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반응 가스 공급 방법을 도시한 개념도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 공정을 도시한 개략적인 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 가스 공급 방법을 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반응 가스 공급 방법을 도시한 개념도이다.
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 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 공정을 도시한 개략적인 공정도이다.
우선, 도 2a에서 알 수 있듯이, 기판(10) 상에 발광부(20)를 형성한다.
상기 발광부(20)를 형성하는 공정은 상기 기판(10) 상에 제1 전극을 형성하는 공정, 상기 제1 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 공정, 및 상기 유기 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 발광부(20)를 형성하는 공정은 당업계에 공지된 다양한 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극은 ITO와 같은 양극으로 이루어질 수 있고, 상기 유기 발광층은 정공 주입층(Hole Injecting Layer), 정공 수송층(Hole Transporting Layer), 발광층(Emitting Layer), 전자 수송층(Electron Transporting Layer), 및 전자 주입층(Electron Injecting Layer)으로 이루어질 수 있고, 상기 제2 전극은 Ag 또는 Al과 같은 음극으로 이루어질 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.
다음, 도 2b에서 알 수 있듯이 상기 발광부(20)가 형성된 기판(10)을 증착 장치 내에 로딩한 후, 도 2c에서 알 수 있듯이 상기 발광부(20) 상에 투습 방지막(30)을 형성한다.
우선, 상기 증착 장치에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 증착 장치는 공정 챔버(100), 기판 지지부(110), 가스 분사부(120), 가스 공급 라인(130), 가스 공급부(140a, 140b, 140c), 가스 공급 조절부(150a, 150b, 150c), 플라즈마 전원(160), 및 급전 케이블(161)을 포함하여 이루어진다.
상기 공정 챔버(100)는 반응 공간을 정의한다.
상기 기판 지지부(110)는 상기 공정 챔버(100)의 하측 내부에 마련될 수 있다. 상기 기판 지지부(110)에는 상기 발광부(20)가 형성된 기판(10)이 안착된다. 상기 기판 지지부(110)는 회전가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 상기 기판 지지부(110) 내에는 가열 장치가 추가로 내장될 수 있으며, 이 경우 공정 진행시 상기 기판(10)에 대한 가열이 가능하다.
상기 가스 분사부(120)는 상기 공정 챔버(100)의 상측 내부에 마련될 수 있다. 상기 가스 분사부(120)는 상기 가스 공급 라인(130)과 연통되어 있어, 상기 가스 공급 라인(130)으로부터 공급되는 가스를 상기 기판(10)으로 분사한다. 상기 기판(10) 방향으로 균일하게 가스가 공급될 수 있도록 상기 가스 분사부(120)에는 가스 분배판이 구비될 수 있다. 이와 같은 가스 분사부(120)의 구성은 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.
상기 가스 공급 라인(130)은 상기 공정 챔버(100)의 상측에 연결되며 상기 가스 분사부(120)와 연통되어 있다. 상기 가스 공급 라인(130)은 공급되는 가스의 종류에 따른 다양하게 변경될 수 있다. 본 발명에 일 실시예에 따르면 3 종류의 반응가스가 상기 공정 챔버(100) 내부로 공급될 수 있기 때문에, 세 갈래로 분지된 가스 공급 라인(130)을 도시하였다.
상기 가스 공급부(140a, 140b, 140c)는 상기 가스 공급 라인(130)과 연결되어 있다. 상기 가스 공급부(140a, 140b, 140c)는 제1 가스 공급부(140a), 제2 가스 공급부(140b), 및 제3 가스 공급부(140c)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 가스 공급부(140a)는 산소 가스를 수용하고 있다. 상기 제1 가스 공급부(140a)에 수용된 산소 가스는 상기 가스 공급 라인(130)을 통해서 상기 가스 분사부(120)로 공급된다.
상기 제2 가스 공급부(140b)는 질소 소스 가스를 수용하고 있다. 상기 제2 가스 공급부(140b)에 수용된 질소 소스 가스는 상기 가스 공급 라인(130)을 통해서 상기 가스 분사부(120)로 공급된다. 상기 질소 소스 가스는 질소를 함유하는 가스로 이루어지며, 예로서 N2 또는 NH3로 이루어질 수 있다.
상기 제3 가스 공급부(140c)는 실리콘 소스 가스를 수용하고 있다. 상기 제3 가스 공급부(140c)에 수용된 실리콘 소스 가스는 상기 가스 공급 라인(130)을 통해서 상기 가스 분사부(120)로 공급된다. 상기 실리콘 소스 가스는 실리콘을 함유하는 가스로 이루어지며, 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 있다.
상기 가스 공급 조절부(150a, 150b, 150c)는 상기 가스 공급 라인(130)에 구비될 수 있으며, 상기 가스 공급부(140a, 140b, 140c)와 대응되는 개수로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스 공급 조절부(150a, 150b, 150c)는 상기 제1 가스 공급부(140a)에서 공급되는 산소 가스의 공급 여부 또는 공급량을 조절하는 제1 가스 공급 조절부(150a), 상기 제2 가스 공급부(140b)에서 공급되는 질소 소스 가스의 공급 여부 또는 공급량을 조절하는 제2 가스 공급 조절부(150b), 및 상기 제3 가스 공급부(140c)에서 공급되는 실리콘 소스 가스의 공급 여부 또는 공급량을 조절하는 제3 가스 공급 조절부(150c)로 이루어질 수 있다.
상기 가스 공급 조절부(150a, 150b, 150c)는 상기 가스 공급부(140a, 140b, 140c)에서 공급되는 가스의 공급 여부를 온/오프(on/off) 할 수 있는 밸브로 이루어질 수도 있고, 상기 가스 공급부(140a, 140b, 140c)에서 공급되는 가스의 공급량을 조절할 수 있는 MFC(Mass Flow Controller)로 이루어질 수도 있다.
상기 플라즈마 전원(160)은 급전 케이블(161)을 통해서 상기 반응 챔버(100)와 연결되어 있다. 상기 플라즈마 전원(160)은 반응 챔버(100) 내부에 플라즈마를 발생시켜 가스들 사이의 반응을 보다 용이하게 한다. 이와 같은 플라즈마 전원(160)과 반응 챔버(100) 사이의 연결 구조는 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 증착 장치가 도 2b에 도시한 구조로 한정되는 것은 아니고, 본 발명에 따른 증착 장치는 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2b와 같은 증착 장치를 이용하여 도 2c와 같이 상기 발광부(20) 상에 투습 방지막(30)을 형성할 수 있다.
상기 투습 방지막(30)은 상기 발광부(20)의 상면에 형성된 제1 투습 방지막(31) 및 상기 제1 투습 방지막(31)의 상면에 형성된 제2 투습 방지막(32)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 투습 방지막(31)과 상기 제2 투습 방지막(32)은 조성이 서로 상이하다. 특히, 상기 제1 투습 방지막(31)은 2 종류의 성분으로 이루어지고, 상기 제2 투습 방지막(32)은 상기 2 종류의 성분에 1 종류의 성분이 추가되어 3 종류의 성분으로 이루어질 수 있다. 예로서, 상기 제1 투습 방지막(31)은 실리콘 산화물로 이루어질 수 있고, 상기 제2 투습 방지막(32)은 실리콘 산화 질화물로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 투습 방지막(31)은 SiO2로 이루어질 수 있고, 상기 제2 투습 방지막(32)은 SiON으로 이루어질 수 있다.
상기 실리콘 산화물로 이루어진 제1 투습 방지막(31)은 상기 발광부(20)와 접촉하는 하면에서부터 상기 제2 투습 방지막(32)과 접촉하는 상면까지 그 조성비가 일정하지 않고 변경될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광부(20)와 접촉하는 제1 투습 방지막(31)의 하면은 상기 제2 투습 방지막(32)과 접촉하는 제1 투습 방지막(31)의 상면보다 실리콘의 함유량이 많을 수 있다. 특히, 상기 제1 투습 방지막(31)의 실리콘 함유량은 상기 발광부(20)와 접촉하는 하면에서부터 상기 제2 투습 방지막(32)과 접촉하는 상면으로 갈수록 점차로 감소할 수 있다.
또는, 상기 제1 투습 방지막(31)의 중앙부가 상기 발광부(20)와 접촉하는 제1 투습 방지막(31)의 하면 및 상기 제2 투습 방지막(32)과 접촉하는 제1 투습 방지막(31)의 상면보다 실리콘 함유량이 많을 수 있다. 특히, 상기 제1 투습 방지막(31)의 실리콘 함유량은 상기 발광부(20)와 접촉하는 하면에서부터 중앙부로 갈수록 점차로 증가하다가 다시 상기 제2 투습 방지막(32)과 접촉하는 상면으로 갈수록 점차로 감소할 수 있다.
상기 실리콘 산화 질화물로 이루어진 제2 투습 방지막(32)은 제1 투습 방지막(31)과 접촉하는 하면에서부터 제1 투습 방지막(31)과 접촉하지 않는 상면까지 그 조성비가 일정하지 않고 변경될 수 있으며, 특히, 상기 제2 투습 방지막(32)의 경우 조성비의 변경이 하면에서 상면까지 일정한 간격을 가지면서 교대로 반복될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 투습 방지막(32)은 질소의 함유량이 실리콘의 함유량보다 많은 제1 적층 영역과 실리콘 함유량이 질소 함유량보다 많은 제2 적층 영역을 포함하고 있고, 이와 같은 제1 적층 영역과 제2 적층 영역이 일정한 간격으로 교대로 반복될 수 있다. 상기 제1 적층 영역과 상기 제2 적층 영역은 서로 접하고 있다.
특히, 상기 질소의 함유량이 실리콘의 함유량보다 많은 제1 적층 영역의 경우, 하층의 질소 함유량이 상층의 질소 함유량보다 상대적으로 많을 수도 있고, 하층에서 중간층으로 갈수록 질소 함유량이 증가하다가 중간층에서 상측으로 갈수록 질소 함유량이 감소할 수도 있다.
또한, 상기 실리콘 함유량이 질소 함유량보다 많은 제2 적층 영역의 경우, 하층의 실리콘 함유량이 상층의 실리콘 함유량보다 상대적으로 많을 수도 있고, 하층에서 중간층으로 갈수록 실리콘 함유량이 증가하다가 중간층에서 상측으로 갈수록 실리콘 함유량이 감소할 수도 있다.
이상 설명한 본 발명의 다양한 형태의 투습 방지막(30)은 산소 가스, 질소 소스 가스 및 실리콘 소스 가스의 공급 주기 및 공급량을 조절함으로써 얻을 수 있는데 그에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 가스 공급 방법을 도시한 개념도이다.
도 3에서 알 수 있듯이, 산소 가스는 반응 초기 시점부터 반응 종료 시점까지 계속해서 공급하고, 플라즈마도 반응 초기 시점부터 반응 종료 시점까지 계속해서 형성시킨다.
실리콘 소스 가스와 질소 소스 가스는 펄스(pulse) 구동을 가지도록 교대로 온/오프(on/off) 공급을 반복한다. 도시한 바와 같이, 실리콘 소스 가스를 먼저 공급하고, 그 후 실리콘 소스 가스의 공급을 멈춘 후 질소 소스 가스를 공급하고, 다시 질소 소스 가스의 공급을 멈춘 후 실리콘 소스 가스를 공급한다. 이와 같이, 실리콘 소스 가스와 질소 소스 가스를 일정한 간격으로 교대로 공급하게 된다.
도면에서 H1은 실리콘 소스 가스의 1회 공급량을 H2는 질소 소스 가스의 1회 공급량을 도시한 것으로서, H1과 H2는 목적하는 박막의 조성에 따라 조절할 수 있다. 또한, 도면에서 L1은 실리콘 소스 가스의 1회 공급 시간을 L2는 질소 소스 가스의 1회 공급 시간을 도시한 것으로서, L1과 L2도 목적하는 박막의 조성에 따라 조절할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 산소 가스의 공급과 플라즈마의 발생을 계속해서 수행하고, 실리콘 소스 가스와 질소 소스 가스를 교대로 공급하게 되면, 반응 초기에는 실리콘 산화물이 형성되고 그 후 실리콘 산화 질화물이 이어서 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 반응 초기에 산소 플라즈마가 형성된 상태에서 실리콘 소스 가스를 공급하게 되면 산소와 실리콘이 반응하여 실리콘 산화물이 형성되며, 이와 같이 형성된 실리콘 산화물이 전술한 제1 투습 방지막(31)이 된다.
특히, a구간에는 실리콘 소스 가스가 공급되지만 b구간에는 실리콘 소스 가스가 공급되지 않는다. 따라서, a구간에 생성된 실리콘 산화물에 포함된 실리콘의 함유량은 b구간에 생성된 실리콘 산화물에 포함된 실리콘의 함유량보다 많다. 결국 전술한 상기 발광부(20)와 접촉하는 제1 투습 방지막(31)의 하면은 상기 a구간에 해당하고, 상기 제2 투습 방지막(32)과 접촉하는 제1 투습 방지막(31)의 상면은 상기 b구간에 해당하게 되어, 상기 제1 투습 방지막(31)의 하면의 실리콘 함유량이 상기 제1 투습 방지막(31)의 상면의 실리콘 함유량보다 많게 된다.
또한, x구간에서와 같이 산소 플라즈마가 형성된 상태에서 실리콘 소스 가스의 공급을 멈추고 질소 소스 가스를 공급하게 되면 산소와 잔류하는 실리콘 및 공급된 질소가 반응하여 실리콘 산화 질화물이 형성된다. 또한, y구간에서와 같이 산소 플라즈마가 형성된 상태에서 질소 소스 가스의 공급을 멈추고 실리콘 소스 가스를 공급하게 되면 산소와 잔류하는 질소 및 공급된 실리콘이 반응하여 실리콘 산화 질화물이 형성된다. 이와 같이, x구간과 y구간을 반복수행 함으로써 전술한 제2 투습 방지막(32)을 구성하는 실리콘 산화 질화물을 얻을 수 있다.
특히, 상기 x구간에서는 질소 소스 가스는 공급되지만 실리콘 소스 가스는 공급되지 않는다. 따라서, x구간에 생성된 실리콘 산화 질화물의 경우 질소의 함유량이 실리콘의 함유량보다 많게 되어 전술한 실리콘 산화 질화물의 제1 적층 영역을 구성하게 된다.
또한, 상기 y구간에서는 실리콘 소스 가스는 공급되지만 질소 소스 가스는 공급되지 않는다. 따라서, y구간에 생성된 실리콘 산화 질화물의 경우 실리콘의 함유량이 질소의 함유량보다 많게 되어 전술한 실리콘 산화 질화물의 제2 적층 영역을 구성하게 된다.
결국, 상기 x구간과 y구간을 반복 수행하게 되면 질소의 함유량이 실리콘의 함유량보다 많은 제1 적층 영역과 실리콘의 함유량이 질소의 함유량보다 많은 제2 적층 영역이 반복될 수 있다.
한편, x구간 중에서 앞쪽 구간은 질소 소스 가스가 공급되지만 뒤쪽 구간은 질소 소스 가스가 공급되지 않는다. 따라서, x구간 중에서 앞쪽 구간의 질소 함유량이 뒤쪽 구간의 질소 함유량보다 많다. 결국, x구간 중에서 앞쪽 구간은 상기 제1 적층 영역의 하층을 구성하고, x구간 중에서 뒤쪽 구간은 상기 제1 적층 영역의 상층을 구성하기 때문에, 상기 제1 적층 영역의 하층의 질소 함유량이 제1 적층 영역의 상층의 질소 함유량보다 많다.
또한, y구간 중에서 앞쪽 구간은 실리콘 소스 가스가 공급되지만 뒤쪽 구간은 실리콘 소스 가스가 공급되지 않는다. 따라서, y구간 중에서 앞쪽 구간의 실리콘 함유량이 뒤쪽 구간의 실리콘 함유량보다 많다. 결국, y구간 중에서 앞쪽 구간은 상기 제2 적층 영역의 하층을 구성하고, y구간 중에서 뒤쪽 구간은 상기 제2 적층 영역의 상층을 구성하기 때문에, 상기 제2 적층 영역의 하층의 실리콘 함유량이 제2 적층 영역의 상층의 실리콘 함유량보다 많다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반응 가스 공급 방법을 도시한 개념도이다.
도 4에서 알 수 있듯이, 산소 가스는 반응 초기 시점부터 반응 종료 시점까지 계속해서 공급하고, 플라즈마도 반응 초기 시점부터 반응 종료 시점까지 계속해서 형성시킨다.
실리콘 소스 가스와 질소 소스 가스는 펄스(pulse) 구동을 가지도록 교대로 온/오프(on/off) 공급을 반복한다. 전술한 도 3에 따른 실시예에서는 실리콘 소스 가스와 질소 소스 가스의 공급량이 조절되지 않고 따라서 실리콘 소스 가스와 질소 소스 가스의 공급량이 일정하게 유지되는 반면에, 도 4에 따른 실시예에서는 실리콘 소스 가스와 질소 소스 가스의 공급량이 조절될 수 있다.
구체적으로, 도시한 바와 같이, 실리콘 소스 가스를 먼저 공급하되 공급량을 점차로 증가시키다가 다시 점차로 감소시키고, 그 후 실리콘 소스 가스의 공급을 멈춘 후 질소 소스 가스를 공급하되 공급량을 점차로 증가시키다가 다시 점차로 감소시키고, 다시 질소 소스 가스의 공급을 멈춘 후 실리콘 소스 가스를 공급하되 공급량을 점차로 증가시키다가 다시 점차로 감소시킨다. 이와 같이, 실리콘 소스 가스와 질소 소스 가스를 일정한 간격으로 교대로 공급하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 산소 가스의 공급과 플라즈마의 발생을 계속해서 수행하고, 실리콘 소스 가스와 질소 소스 가스를 교대로 공급하게 되면, 반응 초기에는 실리콘 산화물이 형성되고 그 후 실리콘 산화 질화물이 이어서 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 반응 초기에 산소 플라즈마가 형성된 상태에서 실리콘 소스 가스를 공급하게 되면 산소와 실리콘이 반응하여 실리콘 산화물이 형성되며, 이와 같이 형성된 실리콘 산화물이 전술한 제1 투습 방지막(31)이 된다.
특히, 실리콘 소스 가스의 공급량은 점차로 증가하다가 다시 점차로 감소하게 된다. 따라서, 생성된 실리콘 산화물에 포함된 실리콘의 함유량은 점차로 증가하다가 다시 점차로 감소하게 된다. 결국 전술한 제1 투습 방지막(31)에 함유된 실리콘 함유량은 상기 발광부(20)와 접촉하는 하면에서부터 중앙부로 갈수록 점차로 증가하다고 다시 상기 제2 투습 방지막(32)과 접촉하는 상면으로 갈수록 점차로 감소하게 된다.
또한, x구간에서와 같이 산소 플라즈마가 형성된 상태에서 실리콘 소스 가스의 공급을 멈추고 질소 소스 가스를 공급하게 되면 산소와 잔류하는 실리콘 및 공급된 질소가 반응하여 실리콘 산화 질화물이 형성된다. 또한, y구간에서와 같이 산소 플라즈마가 형성된 상태에서 질소 소스 가스의 공급을 멈추고 실리콘 소스 가스를 공급하게 되면 산소와 잔류하는 질소 및 공급된 실리콘이 반응하여 실리콘 산화 질화물이 형성된다. 이와 같이, x구간과 y구간을 반복수행 함으로써 전술한 제2 투습 방지막(32)을 구성하는 실리콘 산화 질화물을 얻을 수 있다.
상기 x구간에서는 질소 소스 가스는 공급되지만 실리콘 소스 가스는 공급되지 않는다. 따라서, x구간에 생성된 실리콘 산화 질화물의 경우 질소의 함유량이 실리콘의 함유량보다 많게 되어 전술한 실리콘 산화 질화물의 제1 적층 영역을 구성하게 된다. 특히, x구간에 생성된 실리콘 산화 질화물의 질소 함유량은 점차로 증가하다가 점차로 감소하게 된다. 즉, 상기 제1 적층 영역의 경우 하층에서 중간층으로 갈수록 질소 함유량이 증가하다가 중간층에서 상측으로 갈수록 질소 함유량이 감소한다.
상기 y구간에서는 실리콘 소스 가스는 공급되지만 질소 소스 가스는 공급되지 않는다. 따라서, y구간에 생성된 실리콘 산화 질화물의 경우 실리콘의 함유량이 질소의 함유량보다 많게 되어 전술한 실리콘 산화 질화물의 제2 적층 영역을 구성하게 된다. 특히, y구간에 생성된 실리콘 산화 질화물의 실리콘 함유량은 점차로 증가하다가 점차로 감소하게 된다. 즉, 상기 제2 적층 영역의 경우 하층에서 중간층으로 갈수록 실리콘 함유량이 증가하다가 중간층에서 상측으로 갈수록 실리콘 함유량이 감소한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 투습 방지막(30)이 서로 조성이 상이한 제1 투습 방지막(31)과 제2 투습 방지막(32)을 포함하고, 또한 상기 제2 투습 방지막(32)은 조성비가 서로 상이한 제1 적층 영역과 제2 적층 영역이 교대로 적층되어 이루어져 있다. 따라서, 본 발명에 따른 투습 방지막(30)은 조성이 상이하거나 조성비가 상이한 복수의 박막이 적층된 구조로 이루어져 있기 때문에, 핀 홀과 같은 결함이 하부에서 상부까지 연속적으로 형성되지 않아 수분 침투 방지 효과가 우수하다.
이상의 실시예는 산소 가스를 반응 초기 시점부터 반응 종료 시점까지 계속해서 공급하고, 플라즈마도 반응 초기 시점부터 반응 종료 시점까지 계속해서 형성하고, 실리콘 소스 가스와 질소 소스 가스는 펄스(pulse) 구동을 가지도록 교대로 공급을 반복함으로써, 실리콘 산화물로 이루어진 제1 투습 방지막(31)과 실리콘 산화 질화물로 이루어진 제2 투습 방지막(32)을 연속하여 형성하는 방법 및 그에 의해 제조된 투습 방지막(30)에 관한 것이지만, 본 발명이 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
예로서, 본 발명은 질소 가스를 반응 초기 시점부터 반응 종료 시점까지 계속해서 공급하고, 플라즈마도 반응 초기 시점부터 반응 종료 시점까지 계속해서 형성하고, 실리콘 소스 가스와 산소 소스 가스는 펄스(pulse) 구동을 가지도록 교대로 공급을 반복함으로써, 실리콘 질화물로 이루어진 제1 투습 방지막(31)과 실리콘 산화 질화물로 이루어진 제2 투습 방지막(32)을 연속하여 형성하는 방법 및 그에 의해 제조된 투습 방지막(30)도 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어진 제1 투습 방지막(31)과 실리콘 산화 질화물로 이루어진 제2 투습 방지막(32)을 연속하여 형성하는 방법에만 한정되는 것은 아니고, 당업계에 공지된 투습 방지 기능을 가지는 절연막이 조성이 서로 상이한 복수의 적층구조로 이루어진 투습 방지막(30)을 형성하는 방법도 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 투습 방지막은 유기 발광 소자의 투습 방지에만 한정되는 것은 아니고 투습 방지가 요구되는 다양한 분야의 다양한 구조에 확대 적용될 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, 32: 제1, 제2 투습 방지막
100: 공정 챔버 110: 기판 지지부
120: 가스 분사부 130: 가스 공급 라인
140a, 140b, 140c: 가스 공급부
150a, 150b, 150c: 가스 공급 조절부
160: 플라즈마 전원 161: 급전 케이블
30: 투습 방지막 31, 32: 제1, 제2 투습 방지막
100: 공정 챔버 110: 기판 지지부
120: 가스 분사부 130: 가스 공급 라인
140a, 140b, 140c: 가스 공급부
150a, 150b, 150c: 가스 공급 조절부
160: 플라즈마 전원 161: 급전 케이블
Claims (13)
- 제1 투습 방지막; 및
상기 제1 투습 방지막 상에 구비된 제2 투습 방지막을 포함하여 이루어지고,
상기 제1 투습 방지막과 상기 제2 투습 방지막의 조성은 서로 상이하고,
상기 제2 투습 방지막은 조성비가 서로 상이한 제1 적층 영역과 제2 적층 영역이 교대로 적층되어 이루어지고,
상기 제1 투습 방지막의 하면은 상기 제1 투습 방지막의 상면보다 실리콘 함유량이 많은 투습 방지막. - 제1항에 있어서,
상기 제1 투습 방지막은 2 종류의 성분으로 이루어져 있고, 상기 제2 투습 방지막은 상기 2 종류의 성분에 1 종류의 성분이 추가되어 3 종류의 성분으로 이루어져 있는 투습 방지막. - 삭제
- 제1 투습 방지막; 및
상기 제1 투습 방지막 상에 구비된 제2 투습 방지막을 포함하여 이루어지고,
상기 제1 투습 방지막과 상기 제2 투습 방지막의 조성은 서로 상이하고,
상기 제2 투습 방지막은 조성비가 서로 상이한 제1 적층 영역과 제2 적층 영역이 교대로 적층되어 이루어지고,
상기 제1 투습 방지막의 중앙부는 상기 제1 투습 방지막의 하면 및 상면보다 실리콘 함유량이 많은 투습 방지막. - 제1 투습 방지막; 및
상기 제1 투습 방지막 상에 구비된 제2 투습 방지막을 포함하여 이루어지고,
상기 제1 투습 방지막과 상기 제2 투습 방지막의 조성은 서로 상이하고,
상기 제2 투습 방지막은 조성비가 서로 상이한 제1 적층 영역과 제2 적층 영역이 교대로 적층되어 이루어지고,
상기 제1 적층 영역에 포함된 질소의 함유량은 상기 제1 적층 영역에 포함된 실리콘의 함유량보다 많고,
상기 제2 적층 영역에 포함된 실리콘의 함유량은 상기 제2 적층 영역에 포함된 질소의 함유량보다 많은 투습 방지막. - 제5항에 있어서,
상기 제1 적층 영역의 하층은 상기 제1 적층 영역의 상층보다 질소 함유량이 많고, 상기 제2 적층 영역의 하층은 상기 제2 적층 영역의 상층보다 실리콘 함유량이 많은 투습 방지막. - 제5항에 있어서,
상기 제1 적층 영역의 질소 함유량은 하층에서 중간층으로 갈수록 증가하다고 중간층에서 상측으로 갈수록 감소하고,
상기 제2 적층 영역의 실리콘 함유량은 하층에서 중간층으로 갈수록 증가하다고 중간층에서 상측으로 갈수록 감소하는 투습 방지막. - 제1 소스 가스를 반응 초기 시점부터 반응 종료시점까지 계속해서 공급하는 공정;
플라즈마를 상기 반응 초기 시점부터 상기 반응 종료시점까지 계속해서 형성시키는 공정; 및
상기 제1 소스 가스를 공급한 이후에 제2 소스 가스와 제3 소스 가스를 펄스 구동을 가지도록 교대로 공급하여 제1 투습 방지막 및 상기 제1 투습 방지막 상에 구비된 제2 투습 방지막을 형성하는 공정을 포함하고,
상기 제2 투습 방지막은 조성비가 서로 상이한 제1 적층 영역과 제2 적층 영역이 교대로 적층되어 이루어지고,
상기 제1 적층 영역에 포함된 질소의 함유량은 상기 제1 적층 영역에 포함된 실리콘의 함유량보다 많고,
상기 제2 적층 영역에 포함된 실리콘의 함유량은 상기 제2 적층 영역에 포함된 질소의 함유량보다 많은 투습 방지막의 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 제2 소스 가스와 상기 제3 소스 가스를 공급하는 공정은 상기 제2 소스 가스와 상기 제3 소스 가스의 공급량을 일정하게 유지하면서 공급하는 공정을 포함하는 투습 방지막의 제조 방법. - 제1 소스 가스를 반응 초기 시점부터 반응 종료시점까지 계속해서 공급하는 공정;
플라즈마를 상기 반응 초기 시점부터 상기 반응 종료시점까지 계속해서 형성시키는 공정; 및
상기 제1 소스 가스를 공급한 이후에 제2 소스 가스와 제3 소스 가스를 펄스 구동을 가지도록 교대로 공급하는 공정을 포함하고,
상기 제2 소스 가스와 상기 제3 소스 가스를 공급하는 공정은 상기 제2 소스 가스와 상기 제3 소스 가스의 공급량을 점차로 증가시키다가 다시 점차로 감소시키는 공정을 포함하는 투습 방지막의 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 제1 소스 가스는 산소 가스로 이루어지고, 상기 제2 소스 가스는 질소 소스 가스로 이루어지고, 상기 제3 소스 가스를 실리콘 소스 가스로 이루어진 투습 방지막의 제조 방법. - 기판;
상기 기판 상에 구비된 발광부; 및
상기 발광부 상에 구비된 투습 방지막을 포함하여 이루어지고,
상기 투습 방지막은 전술한 제1항 내지 제2항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 투습 방지막으로 이루어진 유기 발광 소자. - 기판 상에 발광부를 형성하는 공정; 및
상기 발광부 상에 투습 방지막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고,
상기 투습 방지막을 형성하는 공정은 전술한 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 투습 방지막의 제조 방법으로 이루어진 유기 발광 소자의 제조 방법.
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