[發明專利]一種薄膜封裝方法

有效

• 申請號: 200910209246.9
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN101697343A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 李豐;蘇文明
• 申請（專利權）人: 蘇州納科顯示技術有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L21/312;H01L21/314;H01L23/31;H01L23/29;H01L51/56;H01L51/52
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

本發明涉及器件的封裝薄膜結構及其封裝方法，尤其涉及顯示器、二極管、微機電傳感器件、有機電致發光器件(OLED)等的封裝結構和封裝方法。

背景技術

對于大多數器件，例如顯示器、二極管、微機電傳感器件等需要完全密封的物理封裝來保護。

研究表明，空氣中的水汽和氧氣等成分對OLED的壽命影響很大，其原因主要從以下方面進行考慮：OLED器件工作時要從陰極注入電子，這就要求陰極功函數越低越好，但做陰極的這些金屬如鋁、鎂、鈣等，一般比較活潑，易與滲透進來的水汽發生反應。另外，水汽還會與空穴傳輸層以及電子傳輸層(ETL)發生化學反應，這些反應都會引起器件失效。因此對OLED進行有效封裝，使器件的各功能層與大氣中的水汽、氧氣等成分隔開，就可以大大延長器件壽命。比如對于有機光電器件來說，例如有機發光器件(OLED)、有機光生伏打器件和有機太陽能電池(OSC)等，因為有機光電器件對空氣中的水汽、氧氣比較敏感，水氣和氧氣都會直接影響器件的壽命、效率等性能，所以為了防止有機光電器件的老化和不穩定，一般都要對器件進行封裝。

傳統的OLED器件是在剛性基板(玻璃、金屬)上制作電極和各有機功能層，對這類器件進行的封裝一般是給器件加一個蓋板，并將基板和蓋板用環氧樹脂粘接。這樣就在基板和蓋板之間形成了一個罩子，把器件和空氣隔開，空氣中的水、氧等成分只能通過基板和蓋板之間的環氧樹脂向器件內部進行滲透，因而，比較有效地防止了OLED各功能層以及陰極與空氣中的水、氧等成分發生反應。

但是隨著器件尺寸的微型化，及一些新型的、對環境敏感的器件的開發，這種采用封裝盒封裝的方法展現了一定的局限性。例如：對單個微型器件，如果仍采用封裝蓋與環氧樹脂封裝，則封裝操作難度大、效率低，且封裝蓋加工成本很高。

另外，對柔性OLED的封裝，一方面要求封裝結構對水汽的滲透率低于5×10^-6g·m^-2/d，氧氣的滲透率要小于10^-5cm²·m^-2/d，另一方面，封裝蓋板需要滿足柔性效果要求，而傳統的OLED封裝方法，一方面UV封裝膠不能滿足密封性的要求，需在封裝區內增加一些吸附、干燥片來除去器件內的水蒸汽和氧氣，另一方面，這種剛性的封裝蓋也無法滿足柔性效果的要求。

因此，柔性OLED器件通常采用薄膜封裝，薄膜封裝技術通過形成結構致密的薄膜、對封裝區內的核心部件實現物理保護，是一種無間隙薄膜封裝，基本不增加器件重量及體積。薄膜封裝材料主要有聚合物薄膜、金屬薄膜、無機絕緣體薄膜等，聚合物薄膜具有柔性，但防水氧滲透能力差，金屬薄膜因導電、不透明等也局限了其應用范圍，而SiO_x、SiN_x等無機絕緣薄膜對水氧有較高的防滲透能力，但其剛性結構不適用于柔性器件的封裝。根據封裝層的數目又可以分為單層薄膜封裝和多層薄膜封裝兩種封裝方式，如果要用單層膜對有機電致發光器件進行封裝，應該采用幾乎沒有小孔和晶粒邊界缺陷無機物薄膜，才能使密封性能良好，而且還要滿足柔性要求，因此不易實現；為此研究者們開發了上述復合結構薄膜封裝技術，如在聚合物/金屬，聚合物/SiO_x結構等，不僅大大提高了薄膜的防滲透能力，而且有效改善了薄膜性能，如結構具有一定柔性。如采用聚合物/SiO_x結構對有機光電子器件封裝：在完成金屬電極的沉積后，直接在有機區的上方沉積一層致密的SiO_x或SiN_x類層材料，再在另一腔體內，SiO_x層的上方形成聚合物，如此重復，獲得SiO_x(SiN_x)/聚合物/SiO_x(SiN_x)/聚合物/等多層交疊結構，達到保護器件的功能層、隔離外界水氧的侵蝕的效果。這種方法的弊端是需要在兩個處理腔體內用不同的方法分別完成，操作步驟多，處理周期長；而且常用的PVD、CVD、高真空熱沉積、磁控濺射等方法生長SiO_x或SiN_x薄膜需要較高溫度，高溫對器件有機層有一定的損傷。

發明內容

本發明目的是提供一種薄膜封裝方法，滿足封裝的密封性要求和柔性要求，同時減少操作步驟，縮短處理周期，并且降低封裝過程對器件有機層的損傷。