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▶ アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-06
(45)【発行日】2024-03-14
(54)【発明の名称】薄膜封入を改善するための方法
(51)【国際特許分類】
H10K 71/10 20230101AFI20240307BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20240307BHJP
H10K 50/844 20230101ALI20240307BHJP
H10K 59/10 20230101ALI20240307BHJP
H10K 85/10 20230101ALI20240307BHJP
【ＦＩ】
H10K71/10
G09F9/30 365
H10K50/844
H10K59/10
H10K85/10
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2022550123
(86)(22)【出願日】2021-02-02
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-17
(86)【国際出願番号】 US2021016243
(87)【国際公開番号】W WO2021173309
(87)【国際公開日】2021-09-02
【審査請求日】2022-11-10
(31)【優先権主張番号】62/983,067
(32)【優先日】2020-02-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ウー， ウェン－ハオ
(72)【発明者】
【氏名】チェン， ジャージャン ジェリー
【審査官】辻本 寛司
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１６－５１７１３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０００５９９８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１０９３００（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２５６０７０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３３６５４２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３３１３２８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／１５５４１９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ１０Ｋ ７１／１０
Ｇ０９Ｆ ９／３０
Ｈ１０Ｋ ５０／８４４
Ｈ１０Ｋ ５９／１０
Ｈ１０Ｋ ８５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
有機発光ダイオード（OLED）パターニング済み基板上に封入構造を形成するための方法であって、壁構造を有するOLEDパターニング済み基板であって、前記壁構造が当該基板の表面上に形成され、前記壁構造の側壁が少なくとも１つの波形表面を有するOLEDパターニング済み基板を、プラズマ処理チャンバ内に配置すること、及び
前記少なくとも１つの波形表面に沿った複数の空隙のうちの少なくとも１つを充填する側壁平坦化層を、前記壁構造上に直接堆積させることを含む、方法。
【請求項2】
前記側壁平坦化層を堆積させることが、フッ素化ヘキサメチルジシロキサン（HMDSO:F）のガス前駆体を流すことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記プラズマ処理チャンバ内で混合ガスプラズマを使用して前記側壁平坦化層を硬化させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記側壁平坦化層を堆積させることを繰り返すことを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記側壁平坦化層を硬化させることを繰り返すことを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記側壁平坦化層の厚さが、０．１μmから１．０μmの間である、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記側壁平坦化層が、１０％を超える炭素含有量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
フッ素化ヘキサメチルジシロキサン（HMDSO:F）の液体前駆体が、前記プラズマ処理チャンバに入る前に、ガス抜き器を通って流れる、請求項２に記載の方法。
【請求項9】
フッ素化ヘキサメチルジシロキサン（HMDSO:F）の前記液体前駆体が、前記プラズマ処理チャンバに入る前に、前記ガス抜き器から気化器を通って流れる、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記側壁平坦化層上にバリア層を形成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
基板、前記基板の表面上に形成された複数の有機発光ダイオード（OLED）デバイス、
前記基板の前記表面上に形成された少なくとも１つの壁構造であって、前記壁構造の側壁が少なくとも１つの波形表面を有する少なくとも１つの壁構造、及び
前記壁構造の上に配置され、前記少なくとも1つの波形表面に沿った複数の空隙のうちの少なくとも１つを充填する側壁平坦化層を含む、パターニング済み基板。
【請求項12】
前記側壁平坦化層が、フッ素化プラズマ重合ヘキサメチルジシロキサン（pp-HMDSO:F）を含む、請求項１１に記載のパターニング済み基板。
【請求項13】
前記側壁平坦化層が、１０％を超える炭素含有量を有する、請求項１２に記載のパターニング済み基板。
【請求項14】
前記側壁平坦化層が、前記少なくとも１つの壁構造上に直接堆積される、請求項１１に記載のパターニング済み基板。
【請求項15】
前記壁構造が、レジスト材料の複数の層から形成されている、請求項１１に記載のパターニング済み基板。
【請求項16】
前記少なくとも１つの波形表面が、前記レジスト材料の前記複数の層によって形成されている、請求項１５に記載のパターニング済み基板。
【請求項17】
前記側壁平坦化層上に形成されたバリア層を更に含む、請求項１１に記載のパターニング済み基板。
【請求項18】
有機発光ダイオード（OLED）パターニング済み基板上に封入構造を形成するためのプラズマ処理チャンバであって、前記プラズマ処理チャンバの処理領域内に配置された基板支持体、
前記基板支持体に対向する、前記処理領域内に配置されたシャワーヘッド、
前記シャワーヘッドに結合されたガス源、
前記プラズマ処理チャンバに液体前駆体を提供するように構成されたアンプル、並びに
前記パターニング済み基板上に封入構造を形成するためのプロセスを制御するように構成されたコントローラ
を備え、
前記コントローラは、指示命令を含むコンピュータ可読媒体を備え、前記指示命令は、前記コントローラのプロセッサによって実行されると、前記プラズマ処理チャンバに、
壁構造を有するOLEDパターニング済み基板であって、前記壁構造が当該基板の表面上に形成され、前記壁構造の側壁が少なくとも１つの波形表面を有するOLEDパターニング済み基板を、前記プラズマ処理チャンバ内に配置すること、及び
前記少なくとも１つの波形表面に沿った複数の空隙のうちの少なくとも１つを充填する側壁平坦化層を、前記壁構造上に直接堆積させること
を行わせる、
プラズマ処理チャンバ。
【請求項19】
前記指示命令が、前記プラズマ処理チャンバに、前記側壁平坦化層上にバリア層を形成することを更に行わせる、請求項１８に記載のプラズマ処理チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001] 本発明の実施形態は、広くは、有機発光ダイオードデバイス構造、及び有機発光ダイオード基板上に形成された壁特徴、を封入するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
[0002] 把持（hand held）デバイス、テレビ、モニタ、及び腕時計などのようなディスプレイを利用する電子デバイス、並びに他のディスプレイデバイスは、しばしば、有機発光ダイオード（OLED）ディスプレイを利用する。液晶ディスプレイ（LCD）などと比較して、応答時間が速く、視野角が大きく、コントラストが高く、軽量で、電力が少なく、フレキシブル基板に対して従順なためである。しかし、図１で示されているように、カメラレンズ、スピーカ、及びセンサなどのような、ディスプレイデバイスに関連する他の付属的特徴は、OLEDディスプレイを含む領域とは別個の電子デバイスの領域内に配置される。他の付属的特徴をディスプレイ領域から分離する必要性は、望ましくないことに、アクティブなディスプレイ領域のサイズを縮小する。現在の傾向は、電子デバイスのユーザ対向前面をできるだけ多く利用する、今まで以上に大きなディスプレイに向かっている。したがって、アクティブなディスプレイ領域のサイズを少なくとも増加させるために、電子デバイスの更なる付属的特徴をOLEDディスプレイに統合する必要がある。しかし、電子デバイスのディスプレイ領域に付属的特徴を統合するために使用される従来のプロセス及び支持構造は、しばしば、形成された構造を水分及び酸素による劣化の影響を受け易いものにする、図４Ａ～図４Ｂに関連して説明されるような処理アーチファクトを含む。したがって、これらの問題を解決するデバイス構造及びその形成方法が必要とされている。
【発明の概要】
【0003】
[0003] 一実施形態では、OLEDパターニング済み基板上の構造を封入するための方法が提供される。本方法は、少なくとも１つの波形表面を有する壁構造を有するOLEDパターニング済み基板を、プラズマ処理チャンバ内に配置することと、少なくとも１つの波形表面に沿った複数の空隙（void）のうちの少なくとも１つを充填する側壁平坦化層を、壁構造上に直接堆積させることとを含む。
【0004】
[0004] 別の一実施形態では、パターニング済み基板が提供される。基板は、基板の表面上に形成された複数のOLEDデバイスを有し、少なくとも１つの壁構造が、基板の表面上に形成され、壁構造は、少なくとも１つの波形表面を有する。壁構造は、壁構造の上に配置され、少なくとも1つの波形表面に沿った複数の空隙のうちの少なくとも１つを充填する側壁平坦化層を更に含む。
【0005】
[0005] 更に別の一実施形態では、OLEDパターニング済み基板上に封入構造を形成するためのプラズマ処理チャンバが提供される。プラズマ処理チャンバは、プラズマ処理チャンバの処理領域内に配置された基板支持体、基板支持体に対向する、処理領域内に配置されたシャワーヘッド、シャワーヘッドに結合されたガス源、チャンバに液体前駆体を提供するように構成されたアンプル、及びパターニング済み基板上に封入構造を形成するためのプロセスを制御するように構成されたコントローラを有する。パターニング済み基板上に封入構造を形成するためのプロセスは、少なくとも１つの波形表面を有する壁構造を有するOLEDパターニング済み基板を、プラズマ処理チャンバ内に配置すること、及び、少なくとも１つの波形表面に沿った複数の空隙のうちの少なくとも１つを充填する側壁平坦化層を、壁構造上に直接堆積させることを含む。
【0006】
[0006] 本開示の上述の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって得られる。そのうちの幾つかの実施形態は添付の図面で例示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容し得ることから、添付の図面は、この開示の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】[0007] OLEDディスプレイとは別個の電子特徴を有する従来の把持ディスプレイデバイスの概略上面図である。
【図2A】[0008] OLEDディスプレイの領域の中に統合された電子特徴を有する把持デバイスの概略上面図である。
【図5】[0014] 本明細書で説明される方法を実行するために使用されてよいPECVD装置チャンバの概略断面図である。
【図6】[0015] 本開示の一実施形態による、OLED基板上の特徴を封入する方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
[0017] 理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、追加の記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込むことができると考えられている。
【0009】
[0018] 図１は、OLEDディスプレイとは別個の電子デバイスの付属的特徴を有する従来の把持ディスプレイデバイスの概略上面図である。この例では、把持ディスプレイデバイスが携帯電話である。ディスプレイデバイス１００は、ディスプレイ領域１１０、及びディスプレイデバイス１００の前面上のカメラレンズ１２０を含む。カメラレンズ１２０は、ディスプレイ領域１１０とは別個の、ディスプレイデバイス１００の前面の上側領域１１５内に配置されている。ディスプレイ領域１１０とは別個のカメラレンズ１２０を有する上側領域１１５を有することによって、ディスプレイデバイス１００のディスプレイ領域１１０のサイズ（すなわち、アクティブな領域）が制限される。
【0010】
[0019] 図２Ａは、本明細書で説明される実施形態による、ディスプレイOLED領域２１０内に統合された電子デバイスの付属的特徴（例えば、カメラレンズ２２０）を有する、ディスプレイデバイス２００（例えば、携帯電話）の概略上面図である。カメラレンズ２２０などのデバイスの付属的特徴がディスプレイ領域２１０内に統合されると、ディスプレイ領域２１０は、ディスプレイデバイス２００の前面のより大きな面積をカバーする。したがって、図２Ａで示されているように、ディスプレイ領域２１０は、ディスプレイデバイス２００の前面全体（例えば、ユーザ対向面）をカバーしてよい。したがって、統合された付属的特徴を有するディスプレイ領域２１０を有するディスプレイデバイス２００は、同じサイズのデバイスの前面上により大きなディスプレイ領域２１０を適合させることによって、図１のディスプレイデバイス１００と比較して、ユーザの体験を向上させる。
【0011】
[0020] 図２Ｂは、図２Ａで示されているような、統合されたデバイスの付属的特徴（カメラレンズ２２０）を通って延在する２Ｂ‐２Ｂ切断面に沿って生成された概略断面図である。ディスプレイデバイス２００は、OLEDパターニング済み基板２５０を含む。OLEDパターニング済み基板２５０は、基板２５２の上面２５５上にOLEDデバイス構造２６０が予め形成された上面２５５を有する基板２５２を含む。一実施形態では、基板２５２が、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、若しくはポリイミド（PI）などの、ガラス又はプラスチックで作製される。OLEDパターニング済み基板２５０は、予め形成された壁２７０を含む。壁２７０は、基板２５２の上面２５５上に設けられ、ディスプレイ領域２１０の部分として設けられる統合されたデバイス特徴用の支持を提供する。一実施例では、壁２７０がフォトレジストで作製される。別の一実施例では、壁２７０がポリイミドで作製される。一実施形態では、図２Ｂで示されているように、壁２７０が、カメラレンズ２２０を支持し取り囲むように構成される。別の一実施形態では、壁２７０が、光センサ又は熱センサなどのようなセンサを支持するように構成される。別の一実施形態では、壁２７０が、マイクロホン又はスピーカを支持するように構成される。
【0012】
[0021] 図３Ａは、図２Ａで特定されているように、ディスプレイ領域２１０の保護スクリーンの下で見られるOLEDパターニング済み基板２５０の一部分の上面図である。図３Ｂは、図３Ａで示されているOLEDパターニング済み基板２５０の一部分を通って延在する３Ｂ‐３Ｂ切断面に沿って生成された概略断面図である。OLEDパターニング済み基板２５０は、上面２５５上に設けられた複数のOLEDデバイス構造２６０を含み、カメラレンズ２２０を取り囲むように構成された壁２７０（例えば、図示されている円形の壁）を含む。スロット２７５は、例えば、ディスプレイデバイス２００用のスピーカを収容するために設けられる。幾つかの実施形態では、スロット２７５が、基板２５２を貫通するスロット形状の孔である。幾つかの実施形態（図示せず）では、スロット２７５が、壁２７０と同様の壁によって取り囲まれ、この壁が、内部に設けられたスピーカ用の支持を提供する。幾つかの実施形態（図示せず）では、壁部分が、様々な位置で基板２５２上に配置されてよく、マイクロホン、スピーカ、及びセンサなどのような更なるデバイス特徴を支持する。図３Ｂを参照すると、分かり易くするために、壁２７０は、円形壁の断面として示され、壁２７０の２つの部分を示している。
【0013】
[0022] 図４Ａは、図３Ｂで示されている壁２７０の概略断面図である。壁２７０は、基板２５２上で示されている。上述されたように、基板２５２は、ポリエチレンテレフタレート（PET）若しくはポリエチレンナフタレート（PEN）又はポリイミド（PI）などのような、ガラス或いはプラスチックであってよい。壁２７０は、フォトリソグラフィを使用するパターンレジストプロセスなどの半導体デバイス製造で使用される一般的なパターニング方法を使用して形成されてよい。壁２７０は、ポリマー系フォトレジスト（polymer-based photoresist）の複数の層を含んでよい。各層は、堆積され、硬化され、リンスされ、このプロセスは、カメラレンズ２２０又はセンサなどの統合されるデバイスの付属的特徴を支持するように設計された高さ及び幅で、壁２７０を形成するために繰り返されてよい。例えば、一実施形態では、壁２７０が、フォトレジストの数十の層を必要とする５ミクロン×５ミクロンの高さ及び幅を有してよい。このような一実施形態では、フォトレジストが、堆積、硬化、リンスのプロセスを使用して別々の層に堆積されるため、図４Ａで示されているように、壁２７０の側壁２７１は、波形縁の側壁２７１を残して不均一であり、略８０～９０nm（頂から谷へ）の側壁粗さを提供する。
【0014】
[0023] 図４Ｂは、図４Ａで示されている壁部分から形成された従来の封入済み壁部分の概略断面図である。封入層４１０は、壁２７０の上に設けられ、OLEDデバイスパターニング済み基板２５０及びOLEDデバイス（図示せず）の上にも設けられ、OLEDデバイスパターニング済み基板及びOLEDデバイスの寿命を制限する水分又は酸素の侵入に対する障壁（バリア）を提供する。封入層４１０は、SiN、SiON、SiO2、Al2O3、AlNなどのような誘電体層、又は他の適切な誘電体層である。封入層４１０は、CVD、PVD、スピンコーティング、又は他の技法などの適切な堆積技法によって堆積されてよい。従来の封入層は、約０．７μmなどの約０．１μmから約１．５μmの厚さを有してよい。このような従来の構造では、堆積された封入層４１０が、波形形状の側壁２７１に沿って複数の空隙４２０を残す。空隙４２０は、水分又は酸素が封入層を通過して浸透することを可能にする短縮された経路及び欠陥を提供することによって、OLEDパターニング済み基板２５０の劣化のリスクを増大させ、OLEDパターニング済み基板２５０及びOLEDデバイス構造２６０の劣化をもたらす。更に、側壁２７１上の封入層４１０部分とOLEDパターニング済み基板２５０上の封入層４１０部分との間の継ぎ目４２２は、水分及び酸素が封入層４１０に浸透するための空隙、間隙、及び短縮された経路を提供し、OLEDパターニング済み基板２５０の寿命を制限する。
【0015】
[0024] 図５は、本明細書で説明される動作を実行するために使用されてよい、プラズマ化学気相堆積（PECVD）装置の概略断面図である。該装置は、１以上の膜が、OLEDパターニング済み基板２５０の上に堆積されてよい、チャンバ５００を含む。チャンバ５００は、概して、プロセス空間を画定する壁５０２、底部５０４、及びシャワーヘッド５０６を含む。基板支持体５１８が、プロセス空間内に配置される。プロセス空間は、スリットバルブ開口部５０８を通してアクセスされる。それによって、OLEDパターニング済み基板２５０が、チャンバ５００の内外に移動されてよい。基板支持体５１８は、基板支持体５１８を上げ下げするためにアクチュエータ５１６に結合されている。リフトピン５２２が、基板支持体５１８を貫通して移動可能に配置され、OLEDパターニング済み基板２５０を、基板支持体５１８の基板受け入れ面へ、及び該基板受け入れ面から移動させる。基板支持体５１８はまた、基板支持体５１８を所望の温度に維持するための加熱及び／又は冷却要素５２４も含む。基板支持体５１８はまた、基板支持体５１８の周辺部に、RF反射経路を提供するためのRF反射ストラップ５２６も含む。チャンバ５００は、システムコントローラ５０１に接続され、該システムコントローラは、本明細書で開示される主題の態様を記憶及び／又は実装するように構成される。
【0016】
[0025] シャワーヘッド５０６が、固定機構５５０によってバッキング板５１２に結合される。シャワーヘッド５０６は、１以上の固定機構５５０によってバッキング板５１２に結合され、それは、たるみを防止し且つ／又はシャワーヘッド５０６の真直度／湾曲を制御するのに役立つ。
【0017】
[0026] ガス源５３２が、バルブ５５７を介してバッキングプレート５１２に流体結合され、シャワーヘッド５０６内のガス通路を通して、シャワーヘッド５０６とOLEDパターニング済み基板２５０との間の処理エリアにガスを提供する。チャンバ５００に液体前駆体を供給するためのアンプル５５１が、ポンプ５５２、流体ガス抜き器５５３、気化器５５５、及びバルブ５５６に連結される。減圧ポンプ５１０が、プロセス空間を所望の圧力に維持するためにチャンバ５００に結合される。RF源５２８が、整合ネットワーク（match network）５９０を介して、バッキング板５１２及び／又はシャワーヘッド５０６に結合され、RF電流をシャワーヘッド５０６に提供する。RF電流は、シャワーヘッド５０６と基板支持体５１８との間に電場を生成する。それによって、プラズマが、シャワーヘッド５０６と基板支持体５１８との間のガスから生成されてよい。
【0018】
[0027] 誘導結合遠隔プラズマ源などの遠隔プラズマ源５３０が、ガス源５３２とバッキング板５１２との間に結合される。基板の処理と処理との間に、洗浄ガスが遠隔プラズマ源５３０に提供されてよく、それによって、遠隔プラズマが生成される。遠隔プラズマ源５３０によって生成された遠隔プラズマからのラジカルが、チャンバ５００に提供されてよく、チャンバ５００の構成要素を洗浄する。洗浄ガスは、RF源５２８によって更に励起されてよく、シャワーヘッド５０６に提供される。
【0019】
[0028] シャワーヘッド５０６は、更に、シャワーヘッドサスペンション５３４によってバッキング板５１２に結合される。一実施形態では、シャワーヘッドサスペンション５３４が、可撓性の金属スカート（metal skirt）である。シャワーヘッドサスペンション５３４は、シャワーヘッド５０６が上に載置されてよいリップ部５３６を有してよい。チャンバ５００を密封するために、バッキング板５１２が、チャンバ壁５０２に結合されたレッジ５１４の上面に置かれてよい。
【0020】
[0029] システムコントローラ５０１は、チャンバ５００の様々な構成要素を制御するように構成されている。システムコントローラ５０１は、メモリ（例えば、不揮発性メモリ）及びサポート回路と共に動作可能なプログラマブル中央処理装置（CPU）を含む。サポート回路は、従来、CPUに結合され、キャッシュ、クロック回路、入力／出力サブシステム、電源など、及びチャンバ５００の様々な構成要素に結合されたそれらの組み合わせを備え、それらの制御を容易にする。CPUは、積層造形システム３００の様々な構成要素やサブプロセッサを制御するために、プラグラム可能な論理制御装置（PLC）などの工業的な環境内で使用される汎用コンピュータプロセッサの任意の形態のうちの１つである。CPUに結合されたメモリは、非一時的であり、典型的には、ランダムアクセスメモリ（RAM）、読み出し専用メモリ（ROM）、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、又は他の任意の形態のローカル若しくはリモートのデジタル記憶装置といった、容易に入手可能なメモリのうちの１以上である。
【0021】
[0030] 図６は、本明細書で説明される実施形態による、OLEDパターニング済み基板２５０を封入するための方法６００のフロー図である。方法６００の動作は、図５及び図７Ａ～図７Ｃと併せて説明されるが、該方法の動作を任意の順序で実行するように構成された任意のチャンバが、本明細書で説明される実施形態の範囲内に含まれることを、当業者は理解するだろう。方法６００の実施形態は、図５のチャンバ５００などの本明細書で説明されるチャンバ動作のうちの１以上と組み合わせて使用されてよい。方法６００は、指示命令を含むコンピュータ可読媒体として、コントローラ５０１に記憶され得るか又はコントローラ５０１によってアクセスされ得る。該指示命令は、コントローラ５０１のプロセッサによって実行されたときに、チャンバ５００に方法６００を実行させる。
【0022】
[0031] 図７Ａ～図７Ｃは、図６の封入方法６００の異なる段階中の壁２７０構造の概略断面図を示している。方法６００は、OLEDパターニング済み基板２５０を、処理チャンバ５００などのプラズマ処理チャンバ内に配置することによって、プロセス６１０で開始する。OLEDパターニング基板２５０は、OLEDデバイス構造、例えばデバイス２６０（図示せず）、並びに、図７Ａで示されるような、及び図３Ｂを参照して説明されたものと同様な、基板２５２の表面上に予め形成された壁２７０を有する。
【0023】
[0032] プロセス６２０では、図７Ｂで示されるように、側壁平坦化層が、壁２７０を含むOLEDパターニング済み基板２５０の上に堆積される。側壁平坦化層７１０は、波形側壁２７１上の１以上の空隙又は間隙を充填し、壁２７０の表面粗さを克服する平坦化界面層を提供し、空隙又は継ぎ目なしに側壁２７１及びOLEDパターニング済み基板２５０の上に平坦化側壁層を生成し、したがって、水分又は酸素からの欠陥の可能性を最小化する。側壁平坦化層７１０は、フッ素化プラズマ重合ヘキサメチルジシロキサン（pp-HMDSO:F）を含んでよく、チャンバ５００などのPECVDチャンバ内で堆積されてよく、優れた粒子被覆性能及び表面平坦化効果を提供する。側壁平坦化層７１０は、約０．１μmから約１．０μmの間、例えば約０．１μmから約０．３μm間の合計厚さを有して、略８０～９０nm（頂から谷へ）のパターニング済み側壁粗さを克服する。pp-HMDSO:F層の堆積は、１以上のフッ素含有ガス及びHMDSOガスをO2又ははN2Oガスと共に流すことによって実現される。フッ素含有ガスは、フッ化窒素（NF3）、フッ化ケイ素（SiF4）、フッ素ガス（F2）、四フッ化炭素（CF4）、又はそれらの任意の組み合わせであってよい。フッ素がドープされたプラズマ重合HMDSO層は、優れた粒子被覆性能及び表面平坦化効果を有する。結果として生じる側壁平坦化層７１０は、１０原子パーセント未満のフッ素含有量を有する。
【0024】
[0033] pp-HMDSO:Fの堆積中、フッ素含有ガスとHMDSOガスとの流量の比率は、約０．２５と約１．５との間であってよい。HMDSO中の炭素含有量は、１０％を超えてよい。側壁平坦化層７１０を堆積させるときに、HMDSOは、最初はアンプル５５１から提供される液体前駆体であるが、蒸気状態にあるときにより良好な被覆及び均一性を提供する。したがって、HMDSOは、先ず流体ガス抜き器５５３を通って流れ、次いで気化器５５５を通って流れることによって蒸気に変換され、その後、チャンバ５００に供給される。一実施形態では、pp-HMDSO:FのPECVDが、以下の条件下で行われる。SiF4が、１２５標準立方センチメートル／分（sccm）の流量を有し、HMDSOが、３００sccmの流量を有する。換言すれば、SiF4とHMDSOとの比率は、約０．４０と約０．４５との間である。プラズマが７００Wで生成され、チャンバ圧力が約１８００mtorrである。PECVDは、摂氏約８０度で堆積され、OLEDパターニング済み基板２５０とPECVDチャンバ５００のシャワーヘッド５０６との間の距離は、約６５０ミルなどの約５００～１２００ミルの間である。
【0025】
[0034] 一実施形態では、マスク（図示せず）がOLEDパターニング済み基板２５０の上に位置合わせされる。それによって、壁２７０がマスクの開口部を通して露出される。マスクは、OLEDデバイス構造２６０がマスクによってカバーされるように配置される。それによって、その後に堆積される任意のpp-HMDSO:F材料は、マスク内の開口部を通って堆積するが、マスクによってカバーされているOLEDデバイス上には堆積しない。マスクは、金属材料から作製されてよい。
【0026】
[0035] pp-HMDSO:Fを含む側壁平坦化層７１０は、応力解放、粒子適合性、及び可撓性を含む、特性を有してよい。pp-HMDSO:F側壁平坦化層７１０のこれらの特性は、pp-HMDSO:Fを含む側壁平坦化層７１０が、表面の凹凸を平坦化して、平滑な表面を形成することを可能にする。しかし、pp-HMDSO:F側壁平坦化層の形成プロセスに起因して、pp-HMDSO:F側壁平坦化層は、物理的に軟らかい場合があり、これはバリア層、すなわち封入層と共に積層されるときに統合性の問題を課す。軟らかいpp-HMDSO:F緩衝層の上にバリア層が積層されると、しわのある表面が形成される。しわのある表面は、水分の侵入を受けやすい欠陥を作り出す１以上の空隙及び間隙を生成することがある。加えて、軟らかいpp-HMDSO:F層は、その光透過性を失い、デバイスをトップエミッションOLEDデバイスとして不適切にする。
【0027】
[0036] 側壁平坦化層７１０を硬くし、しわのある表面が形成されるのを防止するために、側壁平坦化層７１０のプラズマ硬化が行われる。プロセス６３０では、側壁平坦化層７１０が、減圧環境内で硬化される。一実施形態では、側壁平坦化層７１０が、側壁平坦化層７１０の堆積と同じプロセスチャンバ内で硬化される（すなわち、インシトゥ硬化プロセス）。硬化は、硬化が行われるチャンバ内に水（H2O）を生成するように構成された、混合ガスプラズマ、又はガス状混合物から生成されたプラズマを使用して行われる。混合ガスプラズマは、凝縮硬化のために水を生成するように構成され、それは、チャンバの中に水分を導入する。混合ガスプラズマは、アンモニア（NH3）、亜酸化窒素（N2O）、水素（H2）、及び酸素（O2）の群から選択される２以上のガスを含んでよい。例えば、混合ガスプラズマは、NH3及びN2O、H2及びN2O、H2及びO2、又はNH3及びO2を含んでよい。一実施形態では、混合ガスプラズマが、フッ化窒素（NF3）、フッ化ケイ素（SiF4）、フッ素ガス（F2）、及び／又は四フッ化炭素（CF4）などの、フッ素を更に含んでよい。
【0028】
[0037] 混合ガスプラズマ中の混合ガスの比率は、OLEDパターニング済み基板２５０と処理チャンバ５００のシャワーヘッド５０６との間の間隔に依存する。例えば、OLEDパターニング済み基板２５０とシャワーヘッド５０６との間の間隔が約６５０ミルである場合、１：１の比率のNH3とN2Oとが、約１０～１５秒の硬化持続時間だけ利用されてよい。別の一実施例では、OLEDパターニング済み基板２５０とシャワーヘッドとの間の間隔が約１０００ミルである場合、３：１の比率のNH3とN2Oとが、約３０秒の硬化持続時間だけ利用されてよい。したがって、硬化持続時間は、混合ガスプラズマ中の混合ガスの比率、及びOLEDパターニング済み基板２５０とシャワーヘッド５０６との間の間隔に依存する。したがって、硬化持続時間は、混合ガスプラズマの混合ガスの間のより高い比率を補償するため、及び基板２５０とシャワーヘッド５０６との間のより大きな間隔を補償するために増加されてよい。硬くされた側壁平坦化層７１０は、その上に１以上の緩衝層が続いて堆積されたときに、その可撓性及び光透過性を維持する。
【0029】
[0038] プロセス６４０では、プロセス６２０及びプロセス６３０を１以上の回数だけ繰り返して、１以上の更なる側壁平坦化層７１０を個別に堆積させる。更なる層を堆積させる前に、各堆積された層を硬化させる。各更なる層は、１以上の更なる副層がその後にその上に堆積されるときに、その可撓性及び光透過性を維持する。
【0030】
[0039] 完成した側壁平坦化層７１０は、約０．１～１．０μmの厚さを有してよい。一実施形態では、所望の厚さの完成した側壁平坦化層７１０を形成するために、第１の硬化された側壁平坦化層７１０上に堆積される１～１０の更なる層を要することがある。別の一実施形態では、完成した側壁平坦化層７１０が、３つの層を含み、各層は、合計厚さ０．３μmに対して約０．１μmの厚さを有する。完成した側壁平坦化層７１０は、その可撓性を維持し、側壁表面粗さを克服して、その後にその上に堆積されるバリア層用の平坦化表面を提供する。
【0031】
[0040] 方法６００のプロセス６５０では、バリア層、すなわち封入層が、側壁平坦化層７１０を覆って基板上に堆積されて、OLEDデバイス構造及び壁２７０などのパターニング済み特徴を水分及び酸素から保護するためのキャッピング層として働く。プロセス６５０では、図７Ｃで示されるように、バリア層７２０が、側壁平坦化層７１０及び基板２５２上に堆積される。バリア層７２０は、窒化ケイ素（SiN）、酸窒化ケイ素（SiON）、二酸化ケイ素（SiO2）、又は他の適切な誘電体層などの、誘電体層である。バリア層７２０は、約０．７μmなどの約０．１μmと１．０μmと間の厚さを有してよい。バリア層７２０は、CVD、PECVD、物理的気相堆積（PVD）、スピンコーティング、又は他の適切な技法などの、適切な堆積技法によって堆積されてよい。更なるバリア層を追加して、OLEDデバイスのパターニング済み基板及びその上に設けられた特徴を更に封入及び保護してよい。
【0032】
[0041] 側壁平坦化層の堆積、側壁平坦化層の硬化、及び本明細書で説明されるようなバリア層の堆積は、PECVDチャンバ５００などの単一の堆積チャンバの減圧環境内で行われてもよい。単一の堆積チャンバの減圧環境内で堆積及び硬化動作を実行することにより、側壁平坦化層７１０及びバリア層７２０を、減圧を破壊する必要なく形成することができ、これにより、様々な層の層間剥離が排除又は低減され、更にプロセスチャンバの中に汚染物質が導入されるリスクが排除又は低減される。
【0033】
[0042] 汚染のリスクを更に最小限に抑えるために、堆積サイクルの間にプロセスチャンバ５００のパージが実行されてよい。一実施形態では、第１の側壁平坦化層７１０が堆積され、次いでチャンバがパージされ、その結果、側壁平坦化層の堆積に使用されたガスは、後続の硬化プロセスのためにチャンバ内に存在しない。側壁平坦化層の複数の層の各層が堆積されると、チャンバ５００がパージされ、次いで、側壁平坦化層が硬化される。パージプロセスは、各堆積及び硬化プロセスの後に、側壁平坦化層のための所望の厚さが到達されるまで行われる。次いで、チャンバは、再びパージされてよく、その結果、側壁平坦化層の複数の層の堆積及び硬化に使用されたガスは、その後のバリア層堆積プロセスのためにチャンバ内に存在しない。一実施形態では、チャンバが、側壁堆積プロセスの後にパージされず、各硬化プロセスの後にのみパージされる。最後に、バリア層が堆積される。単一チャンバプロセスは、複数チャンバプロセスを使用する場合のチャンバの数（及び整備費用）を低減させるのみならず、サイクル時間を低減させる点で有利であってよい。
【0034】
[0043] 要約すると、ディスプレイデバイス用のOLEDパターニング済み基板は、OLEDパターニング済み基板の壁特徴の側壁に沿った波形空隙を充填する側壁平坦化層を有するように形成される。壁特徴は、OLEDパターニング済み基板に統合され、カメラレンズ、スピーカ、マイクロホン、及びセンサなどのような、更なるディスプレイデバイス特徴用の支持を提供する。側壁平坦化層は、次の層が形成される前に各層が硬化されるpp-HMDSO:Fの複数の層であってよい。側壁平坦化層の上にバリア層が形成されて、OLEDパターニング済み基板上の壁特徴及びOLEDデバイスを、OLEDデバイスの寿命を制限する水分及び酸素から保護する。更に、側壁平坦化層とバリア層とは、単一プロセスチャンバの減圧環境内で堆積及び硬化される。単一の堆積チャンバの減圧環境内で堆積及び硬化動作を実行することによって、側壁平坦化層及びバリア層が、更に減圧を破壊する必要なしに形成されることを可能にし、それは、様々な層の層間剥離及び可能な欠陥を更に排除し又は低減させる。更に、汚染物質がプロセスチャンバに導入されるリスクが排除されるか又は低減され、これにより、側壁平坦化層が、その可撓性及び光透過性を維持することを可能にする。更に、単一の堆積チャンバの減圧環境内で堆積及び硬化動作を行うことによって、封入されたOLEDパターニング済み基板の形成の方法が単純化され、それは、関連費用を低減させてよい。
【0035】
[0044] 上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱しなければ、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は以下の特許請求の範囲によって決まる。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】