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CN101730949A - 用于将薄膜封装层组件施加至有机器件的方法，以及具有优选用该方法施加的薄膜封装层组件的有机器件 - Google Patents

用于将薄膜封装层组件施加至有机器件的方法，以及具有优选用该方法施加的薄膜封装层组件的有机器件 Download PDF

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CN101730949A
CN101730949A CN200880016100A CN200880016100A CN101730949A CN 101730949 A CN101730949 A CN 101730949A CN 200880016100 A CN200880016100 A CN 200880016100A CN 200880016100 A CN200880016100 A CN 200880016100A CN 101730949 A CN101730949 A CN 101730949A
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thin
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伊沃·亨德里克·克龙恩
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Abstract

本发明提供了一种用于将薄膜封装层组件施加至有机器件的方法，其中，所述有机器件包括设置有活性堆叠体然后设置有用于遮蔽所述活性堆叠体使之基本不受氧和湿气影响的薄膜封装层组件的衬底，其中，所述薄膜封装层组件通过将至少一个有机层和至少一个无机层施加至所述活性堆叠体而形成的，所述至少一个无机层是利用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)或反应溅射而施加的，其中，在施加第一有机层之后，在利用PECVD或反应溅射向其施加无机层之前，将所述金属层施加至所述第一有机层，其中利用引起相对较少辐射的沉积技术施加所述金属层，其中，所述金属层保护所述有机层免受随后的用于施加无机层的PECVD或反应溅射过程中的辐射的影响。

Description

用于将薄膜封装层组件施加至有机器件的方法，以及具有优选用该方法施加的薄膜封装层组件的有机器件
技术领域
本发明涉及一种用于将薄膜封装层组件施加至有机器件例如OLED的方法，其中，该有机器件包括设置有活性堆叠体然后设置有用于遮蔽该活性堆叠体使之基本不受湿气和/或氧的影响的薄膜封装层组件的衬底，其中，薄膜封装层组件通过将至少一个有机层和至少一个无机层施加至活性堆叠体而形成，其中，该至少一个无机层是利用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)或反应溅射而施加的。
背景技术
这样一种方法是实际中已知的。在用于施加薄膜封装层组件的已知方法中，将第一密封无机层施加至活性堆叠体，用于保护该器件的功能层。接着，将第一有机层施加至活性堆叠体上的无机层上。之后，将第二无机层施加至有机层上，形成另一密封。此外，在这些层之上进一步施加有机层和无机层也是可以的。使用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)或通过反应溅射来施加无机层。还已知的是，当构建薄膜封装层组件时，将有机层作为第一层来施加，然后交替地施加无机层和有机层。
人们发现，设置有如此制造的薄膜封装层组件的有机器件仍会性能变差(degrade)。经过广泛的研究，目前人们假定，当利用等离子体沉积技术(诸如电子回旋共振(ECR)、感应耦合等离子体(ICP)或膨胀热等离子体(ETP))施加例如SiN层的无机层时，会出现有机器件的性能变差，因为等离子体辐射影响了先前施加的薄膜封装层组件的一个有机层或多个有机层。此外，在反应溅射中，在合适的工艺时间内，加载至该有机层或多个有机层上的等离子体可能是密集的。由于受影响的该有机层或多个有机层，脱离出可能对活性堆叠体有害的材料，例如发光材料层(例如PDOT层)、或阴极中的钡。
然而，当利用不同的沉积技术例如化学气相沉积(CVD)而不是PECVD或其他类似技术(在该沉积技术中，有机(聚合物)层并不受等离子体辐射的影响)来施加无机层时，无机层的沉积速率相对较低。这些沉积速率可以比等离子沉积中的沉积速率低至10倍。从工艺速度和工艺效率的角度考虑，这是不利的。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于将薄膜封装层组件施加至有机器件并且不具有上述缺点的方法。更具体地，本发明的目的在于提供一种用于将薄膜封装层组件施加至有机器件的方法，从而使薄膜封装层组件的有机层不会受到用于施加薄膜封装层组件的沉积技术的辐射的影响，并由此同时工艺速度(或处理速度)相对较高。
结果，本发明提供了一种用于将薄膜封装层组件施加至有机器件(诸如OLED)的方法，其中，该有机器件包括设置有活性堆叠体然后设置有用于遮蔽该活性堆叠体使之基本不受氧和湿气影响的薄膜封装层组件的衬底，其中，薄膜封装层组件通过将至少一个有机层和至少一个无机层施加至活性堆叠体而形成的，其中，该至少一个无机层是利用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)或反应溅射(法)而施加的，其特征在于，在施加该薄膜封装层组件的第一有机层之后，在利用PECVD或反应溅射施加无机层之前，将金属层施加到该第一有机层上，其中利用引起相对较少的(little)辐射的沉积技术将金属层施加至该有机层，其中，设置金属层是用于保护有机层以免受到随后的用于施加无机层的PECVD或反应溅射法步骤中的辐射的影响。
这样的金属层可防止有机(聚合物)层在无机层等离子体沉积在有机层上的过程中受到等离子体的影响。所以，例如，可见光、UV辐射、反应性离子、电子和/或热等不会影响有机层的质量。结果，至少在很大的范围内防止了有机器件的功能层的变差(或退化)。
此外，金属层在薄膜封装层组件中的使用显示出优点，即该层在任何湿气和/或氧到达该活性堆叠体的功能层之前，构成了对于湿气和/氧的额外的内部屏障。这就提高了利用本发明的方法制造的有机器件的质量。优选地，等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)是例如电子回旋共振(ECR)、感应耦合等离子体(ICP)或膨胀热等离子体(ETP)的一种技术。
根据本发明的进一步的详尽细节，金属层具有与存在于活性堆叠体中的阴极相同的成分。由于用于金属层的金属还用于提供活性堆叠体中的阴极，因此，其在有机器件的制造过程中是已经备好的(现有的，在手头的)，这从成本的角度看是有利的。例如，对于小分子OLED，阴极和金属层两者均可包括例如锂和铝。
根据本发明的进一步详尽细节，该金属层包括钡和铝。钡不仅提供对有机层的良好粘附，并且具有用于俘获湿气和氧的吸气剂功能。钡和铝的组合提供了一种良好的保护以免受到等离子体辐射。此外，钡和铝已经用在相同的制造方法中用于提供阴极，例如在聚合物OLED中，因此，上述的这些金属则在用于制造金属层时也是备好的，这从成本的角度考虑是有利的。此外，钡促进了钡-铝层与有机层之间的粘附。优选地，金属层包括具有优选2至10nm的层厚度的钡层和具有优选10至800nm的层厚度的铝层。
在本发明的另一种实施方式中，金属层包括纯金属，例如铬，或包括碱金属诸如锂与例如铝的金属的组合，这也是可以的。除铬之外的其他金属可以例如包括铝、铜、镍、锌或钽。使用合金也是可以的。
优选地，至少一个无机层是陶瓷或介电层，例如SiNx层和SiOx层等。
根据本发明的进一步的详尽细节，用于沉积金属的并引起相对小辐射的沉积技术包括化学气相沉积(CVD)而不是PECVD、蒸发、溅射等沉积技术。
用于施加金属层的这样的沉积技术的使用防止了其上施加有金属层的有机层受到影响。
在本发明的一种实施方式中，当在有机器件上生产薄膜封装层组件，其包括多个交替施加的有机层或无机层，这时，金属层可以沉积在多个施加至有机器件的有机层上。
该薄膜封装层组件则包括多个对抗不希望的辐射的过滤器，这就提高了防护的质量。
根据发明的进一步的详尽细节，薄膜封装层组件的第一施加无机层可以在施加第一有机层之前进行施加。这种变型例具有使堆叠体不会受到从有机层脱离的物质的影响的优点。
根据本发明的可替换的进一步的详尽细节，薄膜封装层组件的第一施加无机层可以在将金属层施加至该薄膜封装层组件的第一有机层之后进行施加。这种变型例具有这样的优点：将无机层施加至金属层，金属层大部分具有顶表面轮廓，相比于未覆盖的有机器件活性堆叠体，更适合于无机层的粘附。
本发明进一步提供了一种有机器件，例如一种有机发光器件(OLED)，优选地，利用本发明的方法制造，其中，有机器件包括利用薄膜封装层组件进行遮蔽的活性堆叠体，该薄膜封装层组件的无机层利用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)或反应溅射进行施加，其中，薄膜封装层组件包括第一施加有机层，其中在利用PECVD或反应溅射向其施加无机层之前，将至少一个金属层施加至第一施加有机层，其中，金属层利用引起相对较少的辐射的沉积技术而施加至有机层，其中，金属层设置成用于保护其下方的有机层在随后的利用PECVD或反应溅射的无机层施加中免受辐射的影响。
利用这样的有机器件，能够获得与以上提及的和描述的有关用于施加薄膜封装层组件的方法等同的优点和效果。
附图说明
本发明其他的详尽细节在从属权利要求中进行了描述，并且，将在下文中参照附图进行进一步的清晰地说明，其中：
图1示出了根据本发明的实施方式利用根据本发明的方法制造的有机发光二极管(OLED)的部分的截面示意图。
具体实施方式
图1中示出了有机器件O的部分。更具体地，该图示出了利用根据本发明的方法制造的OLED的部分。该OLED O包括其上设置有活性堆叠体A的衬底1。该活性堆叠体A是由阳极2构成，其能够包括透明导电氧化物(TCO)，例如ITO层。接着，施加PPV层3，以及至少一个电致发光层4。在其上设置阴极5例如钡-铝组合物。在活性堆叠体A之上，设置薄膜封装层组件E。该薄膜封装层组件E包括无机层6，其例如为SiNx或SiOx层。该层优选地已经利用可带来相对高的沉积速率的等离子体沉积技术进行施加。无机层6优选地为陶瓷或介电层，诸如上述SiNx层或SiOx层等。
无机层6形成了活性堆叠体A的第一密封层，它防止了湿气和/或氧进入并不利地影响堆叠体A的功能层。设置在无机层6上的是有机(聚合物)层7，其可具有例如4-7微米的厚度。接着，在施加另一无机层9之前，将金属层8设置在有机层7上。该金属层8是利用引起相对较少的辐射的沉积技术，例如CVD(而不是PECVD)、蒸发、溅射或其他类似的沉积技术而进行施加的。结果，在施加金属层8的过程中有机层7并未受到辐射的影响。进一步设置金属层8，以便防止有机层7在通过PECVD施加下一个无机层9的过程中会发生辐射脱离。以这种方式，防止有机层7降解(degrading)并产生(secreting)对于堆叠体A的功能层具有不利影响的材料。金属层8可以与阴极5具有相同的组成。以这种方式，用作金属层8的金属是在制造过程中已经存在的，从成本的角度考虑，这是有利的。金属层8进一步提供额外的屏障，所以任何的湿气和/或氧要到达活性堆叠体A则需要穿越更长的路径，由此，可更好地保护活性堆叠体A免受湿气和/或氧的影响，这对于有机器件的质量是有利的。
优选地，金属层8是钡层与铝层的组合，该钡层具有例如2至10nm的厚度，而该铝层具有例如10至800nm的厚度。然后，首先施加钡层，以获得合适的粘附性，然后是铝层。该金属层8进一步实现吸气剂的功能。来自金属层的钡能够结合会对活性堆叠体A有害的任何不希望的气体分子。然而，金属层8包括铬，或锂与铝或可能是其他金属(诸如铜、镍、锌、或钽)的组合，这也是可能的。此外，使用合金是这些可能中的一种。如果需要的话，将一个有机层诸如有机层10沉积在无机层9上，如在图1中的本发明的示例性实施方案中所示出的。
在利用根据本发明的方法制造的有机器件O的另一种示例性实施方式中，薄膜封装层组件E包括多个交替地施加至活性堆叠体A的有机的和无机的层，这是可以的。在这样的有机器件O的设计中，在将无机层施加至多个有机层上或施加至所有的有机层上之前，将金属层沉积在其上。
在本发明的又一种示例性实施方式中，有机器件O可以是一种顶发射器件，例如活性矩阵显示器。在这样的器件中，将阴极设置在衬底上并且将透光性导电层(light-transmitting conductivelayer)设置在薄膜封装层组件附近。在这种实施方式中，薄膜封装层组件是透光性的。这可以通过例如选择非常薄的金属层而实现。
显然，本发明并不限于上述示例性实施方式，在本发明的如权利要求所限定的范围内变型例可以进行各种修改。因此，在本发明的另一种实施方式中，在阴极5上，可以首先施加有机(聚合物)层，其上施加金属层。仅在其后施加第一无机层。此外，将金属层设置在薄膜封装层组件中几个有机层之上也是可以的。此外，显然，用于施加薄膜封装层组件的方法还可以用于将封装层施加至其他的器件，例如芯片、LCD等器件，在这些器件中，不希望在将无机层施加至有机层之后该有机层降解(或退化)。

Claims (19)

1.一种用于将薄膜封装层组件施加至有机器件诸如OLED的方法，其中，所述有机器件包括设置有活性堆叠体然后设置有用于遮蔽所述活性堆叠体使之基本不受氧和湿气影响的所述薄膜封装层组件的衬底，其中，所述薄膜封装层组件通过将至少一个有机层和至少一个无机层施加至所述活性堆叠体而形成，其中，所述至少一个无机层是利用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)或反应溅射而施加的，
其特征在于，在施加所述薄膜封装层组件的第一有机层之后，在利用PECVD或反应溅射向其施加无机层之前，将金属层施加至所述第一有机层，其中利用引起相对较少的辐射的沉积技术将所述金属层施加至所述有机层，其中，所述金属层设置成用于保护所述有机层免受随后的用于施加无机层的PECVD或反应溅射法步骤中的辐射的影响。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)是诸如电子回旋共振(ECR)、感应耦合等离子体(ICP)或膨胀热等离子体(ETP)的一种技术。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述金属层具有与所述活性堆叠体中存在的阴极相同的成分。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述金属层包括钡和铝。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述金属层由具有优选2至10nm的层厚度的钡层和在其上具有优选10至800nm的层厚度的铝层构成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述金属层包括纯金属例如铬，或包括诸如锂的碱金属与例如铝的一种金属的组合。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一种无机层是陶瓷或介电层，例如SiNx层和SiOx层等。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于沉积所述金属层的并引起相对较少的辐射的沉积技术包括不是PECVD的化学气相沉积(CVD)、蒸发、溅射等沉积技术。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当在所述有机器件上施加薄膜封装层组件，其包括多个交替施加的有机层和无机层，金属层沉积在多个施加至所述有机器件的有机层上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述有机器件是顶发射器件，例如活性矩阵显示器，其中将阴极设置在所述衬底上并且其中将透光性导电层设置在所述薄膜封装层组件附近，其中所述薄膜封装层组件是透光性的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述薄膜封装层组件的第一施加无机层是在施加它的所述第一有机层之前施加的。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，所述薄膜封装层组件的第一施加无机层是在已经将所述金属层施加至所述薄膜封装层组件的所述第一有机层之后施加的。
13.一种优选利用根据前述权利要求中任一项所述的方法制造的有机器件，例如有机发光器件(OLED)，其中所述有机器件包括通过薄膜封装层组件遮蔽的活性堆叠体，所述薄膜封装层组件的无机层利用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)或反应溅射进行施加，其中，所述薄膜封装层组件包括第一施加有机层，其中在利用PECVD或反应溅射向其施加无机层之前，将至少一个金属层施加至所述第一施加有机层，其中，所述金属层利用引起相对较少的辐射的沉积技术而施加至所述有机层，其中，所述金属层设置成用于保护其下方的有机层在随后的利用PECVD或反应溅射的无机层施加中免受辐射的影响。
14.根据权利要求13所述的有机器件，其中，利用例如电子回旋共振(ECR)、感应耦合等离子体(ICP)或膨胀热等离子体(ETP)的等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)技术施加所述无机层。
15.根据权利要求13或14所述的有机器件，其中，所述金属层具有与所述活性堆叠体中存在的阴极相同的成分。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的有机器件，其中，所述金属层包括钡和铝的组合。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的有机器件，其中，所述金属层包括具有优选2至10nm的层厚度的钡层并且在其上包括具有优选10至800nm的层厚度的铝层。
18.根据权利要求13-17中任一项所述的有机器件，其中，所述金属层包括纯金属例如铬，或包括诸如锂的碱金属与例如铝的一种金属的组合。
19.根据权利要求13-18中任一项所述的有机器件，其中，利用诸如化学气相沉积(CVD)而不是PECVD或蒸发或溅射的沉积技术将所述金属层设置至所述第一有机层上，并且其不影响所述有机层。
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