CN104157790B - 一种有机发光薄膜封装结构，其器件、装置及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有机发光薄膜封装结构，包含有机发光单元，以及覆盖有机发光单元的薄膜结构，薄膜结构包括位于下层的第一膜层、位于上层的第二膜层，以及位于中间的过渡层，第一膜层为SiX或SiXY，第二膜层为SiY或SiXY，过渡层的材料为多层SiXnYm，其中，第一膜层和第二膜层不为同种材料；其中，过渡层中一相邻两层SiXnYm的X或Y原子比的差值大于第一膜层或第二膜层与相邻过渡层的X或Y原子比差值，其中，m和n的取值为0～1，包含0和1的端值；其中，X为O、C或N，Y为O、C或N，X和Y为不同原子。采用本发明的方案，可对膜层应力改善的条件下，同时可以较好的保证膜层的综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机发光薄膜封装结构，及包含该结构的发光器件，发光装置，以及该结构的制造方法。
背景技术
现有OLED薄膜封装的结构主要分为以下三类：
第一种为无机-无机叠层封装，具体为多孔结构的无机层A，主要用于消散应力，致密的无机层B，用于阻隔水氧的侵入。
第二种为无机-有机叠层封装为有机层，主要用于消散应力，致密的无机层，用于阻隔水氧的侵入。
第三种为杂化聚合-无机叠层封装，主要用于消散应力，致密的无基层，用于阻隔水氧的侵入。
现有OLED薄膜封装的制备方法：1.在制备好的OLED器件上，使用PECVD沉积一层无机层，同样方法沉积一层有机层，如此反复，重复沉积3-7层，形成薄膜封装结构；2.为了防止器件损坏，也有在沉积薄膜之前沉积一层保护层；
上述现有技术的OLED薄膜封装结构，在抗应力、水氧透过率、光透过率、折射率等方面，还未有一种综合性能较优的封装结构出现。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术存在的问题，提供了一种有机发光薄膜封装结构，包含有机发光单元，以及覆盖所述有机发光单元的薄膜结构，所述薄膜结构包括位于下层的第一膜层、位于上层的第二膜层，以及位于中间的过渡层，所述第一膜层为SiX或SiXY，所述第二膜层为SiY或SiXY，所述过渡层的材料为多层SiXnYm，其中，所述第一膜层和第二膜层不为同种材料；其中，所述过渡层中一相邻两层SiXnYm的X或Y原子比的差值大于所述第一膜层或第二膜层与相邻过渡层的X或Y原子比差值，其中，所述m和n的取值为0～1，包含0和1的端值；其中，所述X为O、C或N，所述Y为O、C或N，所述X和Y为不同原子。
本发明还提供了一种有机发光器件，包括有机发光单元以及上述任一种所述的薄膜结构。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述有机发光器件。
本发明还提供了一种有机发光薄膜封装结构的制造方法，包括：
蒸镀有机发光单元；
在所述有机发光单元采用等离子体增强化学气相沉积法制备薄膜结构的第一膜层；
通过调节通入的气流量，制备薄膜结构的过渡层；
在所述过渡层表面采用等离子体增强化学气相沉积法制备第二膜层，
其中，所述第一膜层为SiX或SiXY，所述第二膜层为SiY或SiXY，所述过渡层的材料为多层SiXnYm，其中，所述第一膜层和第二膜层不为同种材料；
其中，所述过渡层中一相邻两层SiXnYm的X或Y原子比的差值大于所述第一膜层或第二膜层与相邻过渡层的X或Y原子比差值大，
所述m和n的取值为0～1，包含0和1的端值；
所述X为O、C或N，所述Y为O、C或N，所述X和Y为不同原子。
采用本发明的技术方案，对膜层应力改善的条件下，同时可以较好的保证膜层的综合性能。
附图说明
图1为本发明一实施例的封装结构图；
图2为本发明另一实施例的封装结构图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
本发明实施例一种有机发光薄膜封装结构，包含有机发光单元，以及覆盖所述有机发光单元的薄膜结构，该薄膜结构包括位于下层的第一膜层、位于上层的第二膜层，以及位于中间的过渡层，该第一膜层为SiX或SiXY，所述第二膜层为SiY或SiXY，该过渡层的材料为多层SiXnYm，其中，该第一膜层和第二膜层不为同种材料；该过渡层中一相邻两层SiXnYm的X或Y原子比的差值大于第一膜层或第二膜层与相邻过渡层的X或Y原子比差值，m和n的取值为0～1，包含0和1的端值；X为O、C或N，所述Y为O、C或N，所述X和Y为不同原子，其中Si为硅原子，O为氧原子，C为碳原子，N为氮原子。
为了进一步理解本发明，下列举出优选的实施例，下面的优选实施例只是为了说明本发明，本发明的实施例并不局限于下列的实施例。
对比例1
首先，蒸镀形成有机发光单元，并真空蒸镀一层缓冲层。
其次，在缓冲层上，采用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)制备第一膜层，第一膜层可以是有机无机杂化层、有机层、无机层中的一种，如SiN、SiOC、SiCN等；该对比例采用将第一膜层制作为SiN，且厚度为1um。
最后，在第一膜层上方进一步采用PECVD制备第二膜层，第二膜层为是无机层，如SiN、SiO等；该对比例采用将第二膜层制作为SiCN，制作的SiCN厚度为1um。
对比例2
首先，蒸镀形成有机发光单元。
在镀完有机发光单元，接着真空蒸镀一层缓冲层，通常来说，缓冲材料一般为NPB、C60、CBP或Alq3有机物薄膜。
采用PECVD制备第一膜层，第一膜层可以是有机无机杂化层、有机层、无机层中的一种，如SiN、SiOC、SiCN等；本对比例采用将第一膜层制作为SiN，厚度为0.4um。
通过调节通入N2气流量，制备各个过渡层，具体地，过渡层从下至上依次为SiC0.2N0.8、SiC0.4N0.6、SiC0.6N0.4、SiC0.8N0.2，各过渡层的厚度均设置为0.3um。
最后，采用PECVD制备第二膜层，第二膜层为是无机层，如SiN、SiO等；该对比例2的第二膜层材料为SiCN，厚度为0.4um。
实施例1
如图1所示，为本实施例一的薄膜封装结构示意图。
首先，蒸镀形成有机发光单元(图中未示出)。
在镀完有机发光单元，接着真空蒸镀一层缓冲层(图中未示出)，通常来说，缓冲材料一般为NPB、C60、CBP或Alq3有机物薄膜。
采用PECVD制备第一膜层101，第一膜层101可以是有机无机杂化层、有机层、无机层中的一种，如SiN、SiOC、SiCN等；本实施例采用将第一膜层制作为SiN，厚度为0.4um。
通过调节通入N2气流量，制备各个过渡层102，具体地，过渡层从下至上依次为SiC0.1N0.9、SiC0.2N0.8、SiC0.8N0.2、SiC0.9N0.1，各过渡层的厚度均设置为0.3um。
最后，采用PECVD制备第二膜层103，第二膜层为是无机层，如SiN、SiO等；本实施例的第二膜层材料为SiCN，厚度为0.4um。
在此，过渡层中一相邻两层C或N原子比的差值大于所述第一膜层或第二膜层与相邻过渡层的C或N原子比差值，具体地，本实施例中，第一膜层与相邻过渡层的C原子比差值为0.1，N原子比差值为0.1，而相邻过渡层SiC0.2N0.8与SiC0.8N0.2的C原子比差值为0.6，N原子比差值为0.6，大于上述第一膜层与相邻过渡层的原子比差值，此外，该实施例仅是优选的方案，本领域技术人员也可调整各过渡层的结构，满足上述条件即可，此外，本发明还提供了一种优选的设计方案，即过渡层从上至下或从下至上，相邻过渡层的原子比的差值先逐渐增大，后逐渐减小，本领域技术人员也可根据该方案，设计薄膜封装结构。
实施例2
首先，蒸镀形成有机发光单元。
在镀完有机发光单元，接着真空蒸镀一层缓冲层，通常来说，缓冲材料一般为NPB、C60、CBP或Alq3有机物薄膜。
采用PECVD制备第一膜层，第一膜层可以是有机无机杂化层、有机层、无机层中的一种，如SiN、SiOC、SiCN等；本实施例采用将第一膜层制作为SiN，厚度为0.2um。
通过调节通入N2气流量，制备各个过渡层，具体地，过渡层从下至上依次为SiC0.1N0.9、SiC0.2N0.8、SiC0.8N0.2、SiC0.9N0.1，各过渡层的厚度均设置为0.4um。
最后，采用PECVD制备第二膜层，第二膜层为是无机层，如SiN、SiO等；本实施例的第二膜层材料为SiCN，厚度为0.2um。
实施例3
如图2所示，为本实施例三的薄膜封装结构示意图。
首先，蒸镀形成有机发光单元。
在镀完有机发光单元，接着真空蒸镀一层缓冲层，通常来说，缓冲材料一般为NPB、C60、CBP或Alq3有机物薄膜。
采用PECVD制备第一膜层201，第一膜层201可以是有机无机杂化层、有机层、无机层中的一种，如SiN、SiOC、SiCN等；本实施例采用将第一膜层制作为SiO，厚度为0.4um。
通过调节通入N2气流量，制备各个过渡层202，具体地，过渡层从下至上依次为SiO0.9N0.1、SiO0.8N0.2、SiO0.2N0.8、SiO0.1N0.9，各过渡层的厚度均设置为0.3um。
最后，采用PECVD制备第二膜层203，第二膜层203为是无机层，如SiN、SiO等；本实施例的第二膜层材料为SiN，厚度为0.4um。
实施例4
首先，蒸镀形成有机发光单元。
在镀完有机发光单元，接着真空蒸镀一层缓冲层，通常来说，缓冲材料一般为NPB、C60、CBP或Alq3有机物薄膜。
采用PECVD制备第一膜层，第一膜层可以是有机无机杂化层、有机层、无机层中的一种，如SiN、SiOC、SiCN等；本实施例采用将第一膜层制作为SiO，厚度为0.4um。
通过调节通入N2气流量，制备各个过渡层，具体地，过渡层从下至上依次为SiO0.9N0.1、SiO0.7N0.3、SiO0.3N0.7、SiO0.1N0.9，各过渡层的厚度均设置为0.3um。
最后，采用PECVD制备第二膜层，第二膜层为是无机层，如SiN、SiO等；本实施例的第二膜层材料为SiN，厚度为0.4um。
实施例5
首先，蒸镀形成有机发光单元。
在镀完有机发光单元，接着真空蒸镀一层缓冲层，通常来说，缓冲材料一般为NPB、C60、CBP或Alq3有机物薄膜。
采用PECVD制备第一膜层，第一膜层可以是有机无机杂化层、有机层、无机层中的一种，如SiN、SiOC、SiCN等；本实施例采用将第一膜层制作为SiO，厚度为0.4um。
通过调节通入N2气流量，制备各个过渡层，具体地，过渡层从下至上依次为SiO0.9N0.1、SiO0.7N0.3、SiO0.2N0.8、SiO0.1N0.9，各过渡层的厚度均设置为0.3um。
最后，采用PECVD制备第二膜层203，第二膜层203为是无机层，如SiN、SiO等；本实施例的第二膜层材料为SiN，厚度为0.4um。
效果实施例
下面对上述实施例1和对比例1-2进行应力、水氧透过率、贴附性能、光透过率、折射率、可操作性六个方面的性能测试，具体测试方法和实验结果，请参见如下信息和表格。
1、应力
原理：相邻膜层由于材料、晶格结构的差异造成界面应力。且这种差异越大，界面应力越大。应力的减小的方式之一可以通过选用材料相近或者晶格结构相近的材料来达到。
2、水氧透过率(WVTR)
Mocon机台测试，观察水氧通过薄膜对Ca膜的损失程度；
多层膜可以通过薄膜封装的样品进行可靠性分析来反映(可靠性分析：将薄膜封装的样品置于60℃/90％RH，或者40℃/90％RH，观察样品的保质期间)。
3、贴附性能
将薄膜封装做好的样品，放在一定的环境下(60℃/90％RH，或者40℃/90％RH，或者别的条件下)一定时间后，通过显微镜观察膜层的分离现象或者气泡，分离现象越严重的贴附性能越不好。
4、光透过率
光透过率测试仪：可见光范围内，将薄膜镀在玻璃基板上，先测试玻璃基板的透过率，然后将其作为基准，再测试得到镀膜的基板的透过率。
5、折射率
用椭偏仪对镀膜于wafer(硅片)上的薄膜进行测试。
6、可操作性
制备薄膜的过程中，如果需要实时或者频繁调整气体流量的大小，可操作性就低，相反如果不用调整气体流量的大小，可操作性就高。
表1 对比例1-2和实施例1的效果数据
*上表中，各性能参数按优异至不佳分为5级-1级评估。
从上表可以看出：
应力：对比例1由于具有两种不同的材料层直接接触，互相之间造成很大的应力，而对比例2和实施例1都具有过渡层结构，但由于对比例2过渡均匀，因此对比例2相对好于实施例1，因此在应力方面，性能表现为：对比例2>实施例1>对比例1。
水氧透过率：外层为水氧阻隔层，而水氧阻隔能力与其层数密切相关，如果将A0.9B0.1看成0.9A和0.1B的叠加层，那么最外层水氧阻隔层的整体厚度为对比例1(如果为300)>实施例1(100+90+80)>对比例2(100+80+60)，所以水氧阻隔能力：对比例1>实施例1>对比例2。
与器件的贴附能力：与OLED器件结合层注重与器件的贴附能力，而其厚度也跟其能力相关，原理与水氧透过一样，所以与器件的贴附能力：对比例1＞实施例1>对比例2。
折射率与光透过率：对于整个器件来说，整个封装层的厚度保持一致，其他沉积条件也一样的条件下，折射率与光透过率都一样，因此，折射率与光透过率：对比例1＝对比例2＝实施例1。
可操作性：因为对比例2和实施例1要设计到随时控制气体流量，可操作性较对比例1稍差，因此可操作性：对比例1＝对比例2＝实施例1
综上，对比例1的结构在水氧透过率、贴附能力、可操作性、折射率、光透过率，但其膜层之间较大的应力会引起膜层剥离、裂纹等严重现象造成封装失效；
对比例2的结构虽然对膜层应力改善很多，但是对膜层其他性能的降低也比较明显；
本发明实施例的结构可以对膜层应力改善的条件下，同时可以较好的保证膜层的其他性能；
综上所述，对于OLED封装来说，本发明的实施例相较对比例1和2是综合性能最优的结构。
本发明实施例还提供了一种有机发光器件，包括有机发光单元以及上述的薄膜结构。
本发明实施例还提供了一种显示装置，上述有机发光器件。
本发明实施例还提供了一种有机发光薄膜封装结构的制造方法，包括：
蒸镀有机发光单元；
在该有机发光单元采用等离子体增强化学气相沉积法制备薄膜结构的第一膜层；
通过调节通入的气流量，制备薄膜结构的过渡层；
在过渡层表面采用等离子体增强化学气相沉积法制备第二膜层，
其中，该第一膜层为SiX或SiXY，该第二膜层为SiY或SiXY，该过渡层的材料为多层SiXnYm，其中，该第一膜层和第二膜层不为同种材料；
其中，该过渡层中一相邻两层SiXnYm的X或Y原子比的差值大于该第一膜层或第二膜层与相邻过渡层的X或Y原子比差值大，
该m和n的取值为0～1，包含0和1的端值；
该X为O、C或N，该Y为O、C或N，所述X和Y为不同原子。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种有机发光薄膜封装结构，其特征在于：包含有机发光单元，以及覆盖所述有机发光单元的薄膜结构，所述薄膜结构包括位于下层的第一膜层、位于上层的第二膜层，以及位于中间的过渡层，所述第一膜层为SiX或SiXY，所述第二膜层为SiY或SiXY，所述过渡层的材料为多层SiXnYm，其中，所述第一膜层和第二膜层不为同种材料；
其中，所述过渡层中一相邻两层SiXnYm的X或Y原子比的差值大于所述第一膜层或第二膜层与相邻过渡层的X或Y原子比差值，
其中，所述m和n的取值为0～1，包含0和1的端值；
其中，所述X为O、C或N，所述Y为O、C或N，所述X和Y为不同原子。
2.如权利要求1所述的有机发光薄膜封装结构，其特征在于：在所述过渡层中，从上至下或从下至上，相邻SiXnYm的X或Y原子比的差值先逐渐增大，后逐渐减小。
3.如权利要求2所述的有机发光薄膜封装结构，其特征在于：所述薄膜结构的第一膜层为SiCN，所述薄膜结构的第二膜层为SiN，所述过渡层的材料为SiCnNm。
4.如权利要求3所述的有机发光薄膜封装结构，其特征在于：所述过渡层由从下至上依次叠加的SiC0.9N、SiC0.8N、SiC0.2N、SiC0.1N组成。
5.如权利要求4所述的有机发光薄膜封装结构，其特征在于：所述SiC0.1N的厚度为0.1-0.5um，所述SiC0.2N的厚度为0.1-0.5um、所述SiC0.8N的厚度为0.1-0.5um，所述SiC0.9N的厚度为0.1-0.5um，所述第一膜层的厚度为0.2-0.9um，所述第二膜层的厚度为0.2-0.9um。
6.如权利要求2所述的有机发光薄膜封装结构，其特征在于：所述第一膜层为SiO，所述的第二膜层为SiN，所述过渡层的材料为SiOnNm。
7.如权利要求6所述的有机发光薄膜封装结构，其特征在于：所述过渡层由从下至上依次叠加的SiO0.9N0.1、SiO0.8N0.2、SiO0.2N0.8、SiO0.1N0.9组成。
8.如权利要求7所述的有机发光薄膜封装结构，其特征在于：所述SiO0.1N0.9的厚度为0.05-0.1um，所述SiO0.2N0.8的厚度为0.05-0.1um、所述SiO0.8N0.2的厚度为0.05-0.1um，所述SiO0.9N0.1的厚度为0.05-0.1um，所述第一膜层的厚度为0.1-0.2um，所述第二膜层的厚度为0.1-0.2um。
9.一种有机发光器件，其特征在于：包括有机发光单元以及如权利要求1-8任一项所述的薄膜结构。
10.一种显示装置，其特征在于：包括权利要求9所述的有机发光器件。
11.一种有机发光薄膜封装结构的制造方法，其特征在于，包括：
蒸镀有机发光单元；
在所述有机发光单元采用等离子体增强化学气相沉积法制备薄膜结构的第一膜层；
通过调节通入的气流量，制备薄膜结构的过渡层；
在所述过渡层表面采用等离子体增强化学气相沉积法制备第二膜层，
其中，所述第一膜层为SiX或SiXY，所述第二膜层为SiY或SiXY，所述过渡层的材料为多层SiXnYm，其中，所述第一膜层和第二膜层不为同种材料；
其中，所述过渡层中一相邻两层SiXnYm的X或Y原子比的差值大于所述第一膜层或第二膜层与相邻过渡层的X或Y原子比差值大，
所述m和n的取值为0～1，包含0和1的端值；
所述X为O、C或N，所述Y为O、C或N，所述X和Y为不同原子。
12.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，在所述第一膜层和有机发光单元之间，还蒸镀有一缓冲层。
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