• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.25 no.1
• /
• pp.1-10
• /
• 2018

Recently, there has been rapid development in the field of flexible electronic devices, such as organic light emitting diodes (OLEDs), organic solar cells and flexible sensors. Encapsulation process is added to protect the flexible electronic devices from exposure to oxygen and moisture in the air. Using numerical simulation, we investigated the effects of the encapsulation layer on mechanical stability of the silicon chip, especially the fracture performance of center crack in multi-layer package for various loading condition. The multi-layer package is categorized in two type - a wide chip model in which the chip has a large width and encapsulation layer covers only the chip, and a narrow chip model in which the chip covers both the substrate and the chip with smaller width than the substrate. In the wide chip model where the external load acts directly on the chip, the encapsulation layer with high stiffness enhanced the crack resistance of the film chip as the thickness of the encapsulation layer increased regardless of loading conditions. In contrast, the encapsulation layer with high stiffness reduced the crack resistance of the film chip in the narrow chip model for the case of external tensile strain loading. This is because the external load is transferred to the chip through the encapsulation layer and the small load acts on the chip for the weak encapsulation layer in the narrow chip model. When the bending moment acts on the narrow model, thin encapsulation layer and thick encapsulation layer show the opposite results since the neutral axis is moving toward the chip with a crack and load acting on chip decreases consequently as the thickness of encapsulation layer increases. The present study is expected to provide practical design guidance to enhance the durability and fracture performance of the silicon chip in the multilayer package with encapsulation layer.

• Information Display
• /
• v.20 no.3
• /
• pp.48-56
• /
• 2019

유연 OLED 디스플레이 구현을 위한 박막 봉지 기술에 대해 두 가지 관점으로 살펴보았다. 첫 번째 다층 구조를 통한 박막 봉지 특성 개선에 대한 연구는 현재까지 다양한 연구들이 진행되어 왔으며 활발히 진행 중이다. 특히 우수한 투습 방지 특성을 가지며 동시에 기계적 내구성을 잃지 않기 위해 유 무기 적층구조는 중요한 연구 주제였다. 유기물 층은 다양한 소재, 증착 방법들이 연구되었으며 무기물 층은 ?고 좋은 특성을 가지기 위해 원자층 증착법을 활용하는 것이 중요하다. 특히 원자층 증착법이 대면적 증착이 가능하며, 균일도가 높다는 점에서 향후 양산에서도 활용이 가능하다는 점에서 원자층 증착법과 분자층 증착법을 통한 유 무기 적층 구조 연구가 중요하다고 할 수 있다. 또한 막에 구조적인 변화를 주어 가해자는 응력을 최소화하는 방법을 소개하였다. 이론적으로 전체막에서 외부 응력이 가해지더라도 받는 응력이 0이 되는 중립면을 활용하면 큰 외부 응력이 막에 가해지더라도 열화가 확연히 줄어든 연구 결과들이 있었다. 결론적으로 유연 OLED 디스플레이 구현하기 위해 박막 봉지 측면에서 이루어 져야 할 연구의 방향은 소재적으로 유 무기 적층 구조를 통한 막 내구성 및 투습 방지 특성 확보가 중요하고 구조적으로는 OLED 패널 제작 시 박막 봉지 층 이외에 상부 추가되는 막의 두께와 탄성 계수를 조절하여 기계적 내구성이 낮은 백플레인 부분과 박막 봉지 부분을 중립면에 위치시켜 외부 응력으로부터 자유로워 지도록 하는 방향으로 진행될 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.401-401
• /
• 2012

유기발광소자는 유연 소자로의 적용, 자체 발광 등의 장점으로 차세대 디스플레이로서 각광받고 있다. 하지만 유기발광소자는 유기물을 발광층으로 하고 있기 때문에 수분에 취약하다는 단점이 있다. 그래서 봉지 기술(encapsulation)을 필요로 한다. 널리 알려진 방법으로는 유리로 소자를 감싸고 내부에 흡습제를 충진하여 수분 투습을 줄일 수 있다. 하지만 위 기술을 사용할 경우 유기발광소자의 장점인 유연 소자의 적용이 어렵다. 따라서 박막 봉지 기술을 이용하면 보다 얇은 두께의 소자 제작이 가능하고 유연 소자의 적용 역시 가능해진다. 박막 코팅을 이용한 봉지 기술 중 화학적 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)이나 물리적 증착법(Physical Vapor Deposition, PVD)을 이용하는 방법이 널리 알려져 있지만 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)을 이용하면 보다 낮은 두께의 치밀한 박막을 제작 할 수 있다. 본 연구는 원자층 증착법을 응용한 분자층 증착법(Molecular Layer Deposition, MLD)을 이용하여 Trimethylaluminum과 Ethylene glycol을 순차적으로 주입함으로써 Alucone 유기 박막을 제작하고 유기발광소자의 봉지 기술로의 적용을 위해 투과 방지막 특성에 관하여 분석했다. 박막 봉지 기술로서 적용하기 위해 제작된 투과 방지막은 원자층 증착법으로 Al2O3무기 박막을 제작하고 분자층 증착법으로 Alucone 박막을 순차적으로 증착하였다. 이를 Ca를 이용하여 전도도를 측정하고, 투습도를 계산하여 투과 방지막 특성을 분석하였다. Alucone 박막은 우수한 투과 방지막 특성을 가지지는 못하지만 적층 구조로 제작함으로써 두 쌍의 Alucone/Al2O3일때, $6.07{\times}10^{-2}g/m^2day$의 투습도를 보여주고 있다. Alucone 박막의 존재는 수분이나 산소의 투과 경로 길이를 늘려줌으로써 Alucone/Al2O3 박막의 투과방지 특성이 향상되는 것으로 사료된다.

• Information Display
• /
• v.23 no.6
• /
• pp.11-25
• /
• 2022

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.28 no.2
• /
• pp.13-28
• /
• 2021

Since transient electronic devices can operate under harsh conditions such as electrolytic solutions or inside the body, and be removed by hydrolysis after operation, they can replace conventional electronic devices in various research areas like biomedical implantable devices. Moreover, transient electronic devices that can dissolve in water and enzymes are the focus of the new concept of green technology, which can solve electrical waste issues. However, the surroundings of transient electronic devices can deteriorate internal device components. Thus, an encapsulation strategy is introduced for stable operation in solution by shielding the outside of a device with a passive barrier. This article summarizes recent research trends in transient electronic devices, including their background, dissolution behavior, and encapsulation strategies to enhance reliability by blocking water permeation.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.36 no.10
• /
• pp.1049-1054
• /
• 2012

Continued advancements in organic materials have led to the development of organic devices that are thin, flexible, and lightweight and that can potentially be used as low-cost energy-conversion devices. While these devices have many advantages, the environmentally induced degradation of the active materials and the low-work-function electrodes remain a valid concern. Hence, many vacuum deposition processes have been applied to develop low-permeation barrier coatings. In this work, we present the results pertaining to the developed thin-film encapsulation. Multilayer encapsulation involves the use of $SiO_x$ or $SiN_x$ with parylene. The effective water vapor transmission rates were investigated using a Ca-corrosion test. The integration of the developed barrier layers was demonstrated by encapsulating pentacene/$C_{60}$ solar cells, and the results are presented.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.29 no.4
• /
• pp.484-487
• /
• 2018

In this paper, the optical and electrical properties of ytterbium films were studied for water vapor transmission rate (WVTR) analysis of encapsulation films used in organic electronic devices. Ytterbium thin films show a wide range of light transmittance (70-10%) and resistivity ($6.0-0.16m{\Omega}{\cdot}cm$) depending on various film thicknesses (20-100 nm). The Yb thin films were oxidized with moisture and its transmittance and resistance changed in real time. As a result, the WVTR of parylene and aluminum nitride (AlN) laminated thin encapsulation film was measured to be $4.3{\times}10^{-3}g/m^2{\cdot}day$ with the 25 nm thick ytterbium thin film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.443-443
• /
• 2013

유기광전자소자는 아주 얇은 두께로 제작 가능하여 휘어지는 소자를 구현할 수 있다. 이런 장점 때문에 플렉서블 디스플레이, 플렉서블 태양전지 구현에 가장 적합한 소자로 각광받고 있다. 하지만 수분이나 산소에 의한 소자내의 유기물과 금속의 열화로 소자의 수명이 줄어들기 때문에 산소 및 수분 침투를 방지하는 봉지기술(encapsulation)이 필요하다. 본 연구는 원자층 증착법을 이용한 무기박막층과 분자층 증착법을 이용한 폴리머박막의 적층구조를 이용하여 유기소자에 적용할 수 있는 수분 투과 방지막을 제작하였다. 무기박막층으로는 trymethylaluminum (TMA)과 $H_2O$를 사용하여 $Al_2O_3$를 제작하였고 폴리머층으로는 TMA와 ethylene glycol를 사용하여 alucone박막을 제작하였다. 폴리머층으로 사용된 alucone박막의 X-선 광전자 분광 스펙트럼은 대기중 수분과 산소에 의한 화학결합구조의 변화를 보였지만, $Al_2O_3$와 적층구조로 사용되었을 때, 배리어특성을 증가시키고 휘어짐에 따른 보호막의 열화현상을 줄여줄 수 있는 것을 Ca-test를 통해 확인하였다. 이러한 현상은 alucone막을 적층함으로써 $Al_2O_3$를 침투한 소량의 수분과 산소가, alucone박막을 지나면서 다음 $Al_2O_3$ 층으로 침투하기 전까지의 경로를 늘려주기 때문이라 사료된다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
• /
• v.21 no.1
• /
• pp.39-43
• /
• 2022

In this paper, a study was conducted on encapsulation technology for high mechanical stability of flexible displays. First, unlike conventional encapsulation barrier that exclude cracks as much as possible for low water vapor transmission rate (WVTR), mechanical properties were improved by using a defect suppression mechanism introduced with crack arresters. The zero-stress encapsulation barrier optimizes the residual stress of the thin film based to improve the internal mechanical stability. The zero-stress encapsulation barrier was applied to the organic light emitting diodes (OLEDs) to confirm its characteristics and lifetime. Due to improved internal mechanical stability, it has a longer lifetime more than 35% compared to conventional encapsulation technologies. As the zero-stress encapsulation barrier proposed in this study does not require additional deposition process, it is not difficult to apply it. Based on various advantages, it is expected to play an important role in flexible displays.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.17 no.1
• /
• pp.9-15
• /
• 2008

Various diatomic inorganic films and their composite films are packed as passivation films covering Ca cells on glass substrates by using an electron-beam evaporation technique. When these Ca cells are exposed to an ambient atmosphere, the water vapor penetrating through the passivation layers is absorbed in the Ca cells, resulting in a gradual progress of transparency in the Ca cells, which can be represented by changes of the optical transmittance in the visible range. Compared with the saturation times for the Ca cells to become completely transparent in the atmosphere, the protection effects of water vapor are estimated for various passivation films. The composite films consisting silicon oxide($SiO_2$) and tin oxide($SnO_2$) or zinc oxide(ZnO) are found to show a superior protection effect of water vapor as compared with diatomic inorganic films. Also, the main factors affecting the permeation of water vapor through the oxide films are found to be the polarizability and the packing density.