专利名称：一种有机发光器件的薄膜封装方法
技术领域：
本发明涉及一种有机发光二极管显示器件(OLED)的制备工艺，特别涉及一种有机发光器件的薄膜封装方法。
背景技术：
近年来，属于自发光装置的有机发光二极管(OLED)作为平板显示器件引起了人们的广泛关注。OLED器件的寿命一方面取决于所选用的有机材料，另一方面还取决于器件的封装方法。对于有机电子器件，尤其是OLED来说，要严格杜绝来自周围环境的氧气和潮气进入器件内部接触到敏感的有机物质和电极。因为在OLED器件装置内部，潮气或者氧气的存在容易引起其特性的退化或失效，即使微量的潮气也会使有机化合物层与电极层剥离，产生黑斑。因而，为使OLED器件在长期工作过程中的退化和失效得到抑制，稳定工作达到足够的寿命，对封装材料的阻隔性提出很高的要求。如今常用的是采用蚀刻玻璃罩或者金属壳体来覆盖有机发光部分，在有机发光部分的周围施加密封剂，并且将潮气吸收剂放置在其中，以使氧气和湿气不靠近或者在到达有机物质之前至少由吸气材料截取，从而保证有机发光装置的寿命。然而，这样的密封壳体的质量较大，使得器件的整体尺寸也随之增厚，不符合轻薄的要求。而且，金属不透明，使得金属也不适于某些应用。因此，为了实现 OLED更轻更薄的要求，有必要消除由潮气吸收剂和玻璃/金属壳体所占用的空间。所以众多的研究人员将目光转向了薄膜封装，在薄膜封装中，为了限制或者防止潮气和氧气的入侵，封装结构配置有多层薄膜的堆叠。现有的薄膜封装技术将密封材料层层堆叠，这种封装技术密封效果不好，针孔、裂缝较多，并且在基板裂片的过程中容易造成层与层之间产生裂缝。针对该问题，本发明提出在沉积薄膜的过程中利用金属掩模版将不需要的地方遮挡，使薄膜的沉积产生如图2所示的密封效果，即在上面的一层须完全包覆下面一层的边缘，形成一个个独立的密封单元。掩膜版的图案与单个有机发光器件的图案一致，略大于发光器件的轮廓，且下层密封层所使用的掩膜版开孔面积略小于其上一层密封层的轮廓。一层薄膜密封层使用一种掩膜版，沉积完一层之后由机械手在真空腔体内自动更换下一层薄膜所用的掩膜版。如图2所示，这样封装完之后切割裂片出来的单个产品不会将封装薄膜的断面暴露于大气中。例如，在WO 03/050894A2, CN100499953C中描述了这种薄膜封装，该密封层优选地由无机薄膜形成，并且无机层具有高的屏障效应。然而，由于无机薄膜弹性较低，内应力大，因而几乎对分散机械应力没有帮助，另一方面，由于无机薄膜封装层是坚硬层，切割之际在密封层中容易形成裂缝或者致使部分密封层剥离，使得潮气和氧气能够通过裂缝进入器件内部。由于这个原因，已经公知在无机层之间设置有机层或者聚合物层，这些有机层或者聚合物层具有更高弹性，因而可以有效抑制开裂。这样的层结构例如在CN 101106178A 中提出，尽管由此获得良好的结果，但是最终的密封效果仍然不尽如人意。因为潮气和氧气一般很难从密封层的厚度方向进入有机器件内部，而是容易从密封层的边缘及密封层与基板接合的部位进入的机会更大一些。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种有机发光器件的薄膜封装方法，该方法具有工艺简单，操作方便，密封壳体质量密小，避免裂纹和翘起，密封效果好，有利于延长有机发光器件寿命的特点。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种有机发光器件的薄膜封装方法，包括I、在基板01上自下而上至少沉积三层薄膜密封层03、04、05，各层薄膜密封层分别采用无机材料与有机材料交替沉积；沉积各薄膜密封层03、04、05采用不同的掩模版 (10)；2、所述薄膜密封层03的厚度为15-50nm，薄膜密封层04的厚度为50_200nm，薄膜密封层05的厚度为100-200nm，先沉积的薄膜密封层较后沉积的薄膜密封层厚度小；3、所述无机薄膜密封层的材料是A1203、SiN, SiO2, SiNO中的一种，优选Al2O3 ；4、所述有机薄膜密封层的材料是聚对二甲苯基(Parylene)或聚脲(Polyurea)的一种；5、所述各薄膜密封层所用的掩模版图案(11)几何尺寸为第一层最小，第二层和第三层依次递增50nm ；6、有机薄膜密封层优先采用化学气相沉积法，无机密封层可采用离子束溅射，或原子层沉积，或磁控溅射沉积。与现有技术相比，本发明具有以下主要优点可有效减少裂片之后出现裂纹的现象，避免切割时造成密封层与基板01之间出现翘起而漏气现象，有效提高有机显示器件的寿命。
图I为未使用掩膜版的薄膜封装结果示意图。图2为本发明中使用掩膜版的薄膜封装结果示意图。图3为本发明与现有技术的区别对比图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的封装方法做进一步说明。参见图1、2、3，一种有机发光器件的薄膜封装方法，包括在基板01上至少沉积三层薄膜密封层，其中第一、第三和第五层(可选层)为无机材料薄膜密封层，可选用ai2o3、 SiN,SiO2,SiNO中的一种，优选Al2O3 ;采用离子束溅射沉积，沉积腔内为10_5-10_6Pa的真空度，沉积时间为3-20min，沉积厚度为15_200nm。第二层和第四层(可选层)为有机材料薄膜密封层，优先采用化学气相沉积 (CVD),可选用Parylene或Polyurea材料中的一种，优先采用Parylene ；沉积腔内为 KT5-IO-6Pa的真空度，沉积时间为5-20min，沉积厚度为50_200nm。实施例I本发明在沉积薄膜的过程中利用掩膜版技术，使所沉积的薄膜产生如图2所示的密封效果，即在上面的密封层完全包覆下面密封层的边缘，形成一个个独立的密封单元。该掩膜版为镍钢材质，掩膜版的图案与单个有机发光器件的图案一致，且薄膜密封层 03/04/05所使用的掩膜版尺寸依次增大50微米。第一步沉积无机薄膜密封层03，本层采用离子束溅射沉积，密封材料选用Al2O3, 沉积腔内为10_6Pa的真空度，沉积时间为3min，沉积厚度为15nm。将基板01置入沉积腔内，将第一层掩膜版放置在基板01的相应位置，调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，3min后完成沉积，取出第一层掩膜版，换上第二层掩膜版。本步骤完成了在基板01上制备厚15nm的无机密封层03。第二步沉积有机薄膜密封层04，本层采用化学气相沉积(CVD)，密封材料采用C 型聚氯代对二甲苯，沉积腔内为10_6Pa的真空度，沉积时间为5min，沉积厚度为50nm。首先在其它装置内的120°C下将固态的C型Parylene进行升华，接着在650°C时使2个侧链碳碳键裂解，生成稳定的活性单体，再将该活性单体通过导管引入沉积腔内，调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，在已制备有无机密封层03的基板01上，以室温环境沉积有机密封层04，IOmin后完成沉积，取出第二层掩膜版，换上第三层掩膜版。本步骤完成了在基板01上有机密封层04的制备，即瞬间聚合冷凝吸附在基板和无机薄膜密封层上，形成均匀致密的有机薄膜密封层。第三步沉积无机薄膜密封层05，本层采用离子束溅射沉积，密封材料采用SiON， 沉积腔内为KT6Pa的真空度，沉积时间20min，沉积厚度为lOOnm。调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，沉积过程与第一步相同，20min后完成沉积，取出第三层掩膜版，换上第四层掩膜版。本步骤完成了在基板01上已制备04有机薄膜密封层的第二层15nm厚的无机密封层05。第四步沉积有机薄膜密封层06，本层采用化学气相沉积(CVD)，密封材料采用C 型聚氯代对二甲苯，沉积腔内为10_6Pa的真空度，沉积时间15min，沉积厚度为lOOnm。调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，首先在其它装置内的120°C下将固态的C型Parylene进行升华,接着在650°C时使2个侧链碳碳键裂解,生成稳定的活性单体，再将该活性单体通过导管引入沉积腔内，沉积过程与第二步相同，20min沉积完成后取出第四层掩膜版，换上第五层掩膜版。第五步沉积无机薄膜密封层07，本层采用离子束溅射沉积，密封材料选用SiON， 沉积腔内为KT6Pa的真空度，沉积时间20min，沉积厚度为lOOnm。调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，沉积过程与第一步相同。20min完成沉积后，取出基板01和第五层掩模版即可。实施例2第一步沉积无机薄膜密封层03，本层采用磁控溅射沉积，密封材料选用Al2O3, 沉积腔内为10_6Pa的真空度，沉积时间5min，沉积厚度为50nm。将基板01置入沉积腔内，将第一层掩膜版放置在基板01的相应位置，调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，5min后完成沉积，取出第一层掩膜版，换上第二层掩膜版。
本步骤完成了在基板01上制备无机薄膜密封层03。第二步沉积有机薄膜密封层04，本层采用化学气相沉积(CVD)，密封材料采用聚脲，沉积腔内为KT6Pa的真空度，沉积时间为lOmin，沉积厚度为lOOnm。首先在150°C下将固态的C型Parylene进行升华，接着在680°C时2个侧链碳碳键裂解，生成稳定的活性单体，再将该活性单体通过导管引入真空沉积腔内，调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，在制备有无机薄膜密封层03的基板01上，以室温沉积有机密封层04。IOmin完成沉积后，取出第二层掩膜版，换上第三层掩膜版。本步骤完成了在基板01上有机薄膜密封层04的制备，即瞬间聚合冷凝吸附在基板和无机薄膜密封层上，形成均匀致密的有机薄膜密封层。第三步沉积无机薄膜密封层05，本层采用磁控溅射沉积，无机薄膜密封层05选用SiON，沉积腔内为10_6Pa的真空度，沉积时间20min，沉积厚度为200nm。调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，沉积过程同第一步，20min完成沉积后取出第三层掩膜版，换上第四层掩膜版。第四步沉积有机薄膜密封层06，本层采用化学气相沉积(CVD)，密封材料采用C 型聚氯代对二甲苯，沉积腔内为10_6Pa的真空度，沉积时间lOmin，沉积厚度为lOOnm。首先在140°C下将固态的C型Parylene进行升华,接着在660°C时2个侧链碳碳键裂解，生成稳定的活性单体，再将该活性单体通过导管引入真空沉积腔内，调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，沉积过程和升华温度同第二步，IOmin沉积完成后取出第四层掩膜版，换上第五层掩膜版。第五步沉积无机薄膜密封层07，本层采用磁控溅射沉积，密封材料选用SiON，沉积腔内为10_6Pa的真空度，沉积时间lOmin，沉积厚度为lOOnm。沉积过程同第一步，沉积完成后取出第五层掩膜版和已密封好的基板01即可。实施例3第一步沉积无机密封层03，本层采用磁控溅射沉积，密封材料选用SiN，沉积腔内的真空度10_5Pa，沉积时间3min，沉积厚度为30nm。将基板01置入沉积腔内，将第一层掩膜版(10)放置在基板01的相应位置，调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，3min完成沉积后，取出第一层掩膜版，换上第二层掩膜版。本步骤完成了在基板01上采用SiN材料制备无机密封层03。第二步沉积有机薄膜密封层04，本层采用化学气相沉积(CVD)，密封材料采用C 型聚氯代对二甲苯，沉积腔内的真空度10_5Pa，沉积时间为20min，沉积厚度为200nm。首先在100°C下将固态的C型聚氯代对二甲苯进行升华，接着在630°C时时2个侧链碳碳键裂解，生成稳定的活性单体，再将该活性单体通过导管引入沉积腔内，调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，2min完成沉积后取出第二层掩膜版，换上第三层掩膜版。本步骤完成了在基板01上有机薄膜密封层04的制备，即瞬间聚合冷凝吸附在基板和无机薄膜密封层上，形成均匀致密的有机薄膜密封层。第三步沉积无机薄膜密封层05，无机薄膜密封层采用磁控溅射沉积，无机薄膜密封层05选用SiO，沉积腔内的真空度10_5Pa，沉积时间15min，沉积厚度为150nm。调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，沉积过程同第一步，15min完成沉积后取出第三层掩膜版，换上第四层掩膜版。第四步沉积有机薄膜密封层06，本层采用化学气相沉积(CVD)，密封材料采用C 型聚氯代对二甲苯，沉积腔内的真空度10_5Pa，沉积时间为lOmin，沉积厚度为lOOnm。首先在100°C下将固态的C型聚氯代对二甲苯进行升华，接着在630°C时2个侧链碳碳键裂解，生成稳定的活性单体，再将该活性单体通过导管引入沉积腔内，调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，20min完成沉积后，取出第四层掩膜版，换上第五层掩膜版放置在相应的位置。本步骤完成了在基板01上制备第二层有机薄膜密封层04，即瞬间聚合冷凝吸附在基板和无机薄膜密封层上，形成均匀致密的有机薄膜密封层。第五步沉积无机薄膜密封层07，本层采用磁控溅射沉积，密封材料选用SiO，沉积腔内的真空度10_5Pa，沉积时间lOmin，沉积厚度为lOOnm。调整好沉积腔内的真空度和设定好沉积时间，沉积过程同第一步，IOmin后完成沉积后取出第五层掩膜版和已经密封后的基板01即可。本步骤完成了在基板01上制备第三层无机密封层07。图中01为基板，02为OLED本体，03为无机薄膜密封层，04为有机薄膜密封层，05 为无机薄膜密封层，10为掩模版，11为掩模版图案。
权利要求
1.一种有机发光器件的薄膜封装方法，其特征在于，在基板01上自下而上至少沉积三层薄膜密封层03、04、05，各层薄膜密封层分别采用无机材料与有机材料交替沉积；沉积各薄膜密封层03、04、05采用不同的掩模版(10)。
2.根据权利要求I所述的一种有机发光器件的薄膜封装方法，其特征在于所述的薄膜密封层03的厚度为15-50nm，薄膜密封层04的厚度为50_200nm，薄膜密封层05的厚度为100-200nm，先沉积的薄膜密封层较后沉积的薄膜密封层厚度小。
3.根据权利要求I所述的一种有机发光器件的薄膜封装方法，其特征在于所述的无机薄膜密封层的材料是A1203、SiN, SiO2, SiNO中的一种，优选A1203。
4.根据权利要求I所述的一种有机发光器件的薄膜封装方法，其特征在于所述的有机薄膜密封层的材料是聚对二甲苯基(Parylene)或聚脲(Polyurea)的一种。
5.根据权利要求I所述的一种有机发光器件的薄膜封装方法，其特征在于所述的各薄膜密封层所用的掩模版图案(11)几何尺寸为第一层最小，第二层和第三层依次递增 50nmo
6.根据权利要求I所述的一种有机发光器件的薄膜封装方法，其特征在于所述的有机薄膜密封层优先采用化学气相沉积法，无机薄膜密封层可采用离子束溅射，或原子层沉积，或磁控溅射沉积。
全文摘要
一种有机发光器件的薄膜封装方法，在基板上自下而上至少沉积三层薄膜密封层，各薄膜密封层分别采用无机材料与有机材料交替沉积；有机薄膜密封层优先采用化学气相沉积法，无机薄膜密封层可采用离子束溅射，或原子层沉积，或磁控溅射沉积；先沉积的薄膜密封层较后沉积的薄膜密封层厚度小，沉积各薄膜密封层采用不同的掩模版，各密封层所用的掩模版图案几何尺寸为第一层最小，第二层和第三层依次递增；本发明具有可有效减少裂片之后出现裂纹的现象，避免切割时造成密封层与基板之间出现翘起而漏气现象，有效提高有机显示器件的寿命。
文档编号H01L51/52GK102610762SQ201110024648
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者张斌 申请人:彩虹显示器件股份有限公司