플렉서블 디스플레이 수분/산소 방지막
· 수분/산소 노출시 cathode 및 pixel등에 dark spot 및 shrinkage 불량 발생
· 높은 수분 투과 장지 베리어 필름 필요
(Lifetime > 10 years) to WVTR : 10-6 g•m-2/day
| 구분 |
Can(Getter) |
Can(Frit) |
TFE |
Hybrid TFE |
| 구조 |
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| 대면적 |
▲ |
X |
X |
● |
| 플렉서블 |
X |
X |
● |
● |
| 전면발광 |
Impossible |
Possible |
Possible(SDC) |
Possible(LGD) |
OLED 저온 공정 Thin Film Encap이 필요한 이유?
- - OLED 및 Cathode는 H2O와 O2에 매우 취약 (수명 단축)
- - Flexible OLED을 만들기 위해서는 Glass 보호막 사용 못함
- - OLED 및 Polymer substate는 고온에서 경화됨. (저온 공정)
OLED 저온 공정 보호막 requirement
- - 박막 밀도 (High)
- - 박막 내의 불순물 (Low)
- - 박막 Crack 및 Pin-hole (Low)
- - Step coverage (High)
- - 저온공정 가능 (<100℃)
- - WVTR < 10-6 g•m-2/day
[Ref: UBI Research 2015]
ALD
ALD 반응 메카니즘
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ALD 장점
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증착 균일성 비교
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타 증착 장비간 비교
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CVD |
ALD |
| Step coverage |
Good(~70%) |
Excellent(~95%) |
| Deposition temp |
< 400 ℃ |
< 400 ℃ |
| SDeposition reaction |
Surface reaction + Gas phase reaction |
Surface reaction |
| Particle |
• |
Good |
| Contamination |
5 ~ 30 at% (C,O) |
< 1at% |
| Thickness control |
Depend on Gas flow rate, temp, Time, etc |
Good(Depend on # of Cycle) |
| Repeatability |
OK |
Good |
| Composition |
Bad |
Good |
ALD 기술 독창성
시분할 ALD와 공간 분할 ALD 비교
기존 시분할
ALD |
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· 시분할 ALD (기존)
- - 시간에 따른 반응 가스 분리
- - 기판 고정형
- - 시분할 퍼지가스에 따른 가스 분리
- - 낮은 생산성 및 대면적 어려움
- - 성숙한 테크놀로지
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공간분할
ALD |
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· 공간분할 ALD (신규)
- - 공간에 따른 반응 가스 분리
- - 기판 이동형
- - 공간분할 퍼지가스로 가스 분리
- - 높은 생산성 및 대면적 용이
- - 새로운 테크놀로지
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[Ref: Paul Poodt et al. J. Vac. Sci. Technol. , 010802-1, A30(1), Jan/Feb 2012]
· 기존 시분할 ALD는 기판 고정형으로 각각의 가스를 순차적으로 주입함 → 낮은 생산성
· 공간 분할 ALD는 기판이 이송하면서 해당 가스들이 순차적으로 반응함 → 높은 생산성
Roll to Roll ALD Concept
| Concept |
Characteristics |
- - 공간 분할 ALD using Roll to Roll 반송
- - 기존 Gas Injector Module 추가 Shrinkage.
(Injector Module내 Bar 5-Set (ALD 5 Cycle) 구현)
- - Roll Substrate Moving Speed : > 800 mm/sec
- - Gas Injector Module을 복수로 병렬 배치함.
: 10ea module 연결 → ALD 50 cycle (약 50Å) / 1 scan
: 300Å Target시 1.5회 왕복
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- - Tact Time
: Bar 2-Set → 6.1min
(@370x470mm2 , 50nm Al2O3) 결과치
: Bar 5-Set → 2.4min (Growth Rate : 200Å/min) 예상치
Bar 10-Set → 1.2min (Growth Rate : 410Å/min) 예상치
(Moving Speed 증가시 추가 감소 가능)
- - Roll 이송 방식에 따라 증착면 접촉 damage 최소화를 위한
최소 Gas Module 갯수 (최소 ALD막 두께) 설정에 따라 Module
갯수 설정이 필요함.
- - Roll to Roll ALD에 적합한 Injector 구조로
Bar Injector Shrinkage로 Throughput 증가 및
Bar Injector Extend로 대면적 대응 Scalability 용이
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특허
한양대 이전 기술 (2016/02, 한양대 ㈜넥서스비)
| 국가 |
출원번호 |
출원일 |
발명의 명칭 |
등록일 |
| 한국 |
2013-0004051 |
2013.01.14 |
고속 원거리 플라즈마 원자층 증착장치 |
20140605 |
| 대만 |
103101238 |
2014.01.14 |
Fast remote plasma atomic layer deposition apparatus |
- |
1. 고속 원자층 증착 장비 (공간분할_리모트플라즈마 포함)
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2. 마듈 연속 배치로 Roll to Roll 원자층 증착장비 대응
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기술 이전 후 선행 연구 결과
1. 공간 분할 원자층 증착 장비 가스 Injector Drawing
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2. 퍼지 가스를 이용한 에어 커튼 방식
- - Single Substrate Scan Space Divided ALD
- - Tunable gap size with Substrate to Injector
- - Low Temperature / High Throughput
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Flexible OLED 장비 시장
| 구분 |
현재의 시장규모(2015년) |
예상 시장규모(2020년) |
| 전체시장 |
67,000억원 |
740,000억원 |
| ALD 시장 |
500억원 |
10,000억원 |
사업전략
양산 및 판로 확보 계획
Spin-off Effect
과학기술진흥 및 산업경제발전에 기여
ALD 응용분야
