CN107634154B - 一种oled薄膜封装方法、结构及oled结构 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种OLED薄膜封装方法，包括步骤：在设置有OLED器件的基板上沉积第一无机材料膜层，以完全覆盖OLED器件；逐步调节第一控制参数，控制在第一无机材料膜层上沉积第一有机材料膜层，使第一有机材料膜层沿距离OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加；在第一有机材料膜层上沉积第二无机材料膜层；逐步调节第二控制参数，控制在第二无机材料膜层上沉积第二有机材料膜层；在第二有机材料膜层上沉积第三无机材料膜层。本发明还公开了相应的OLED薄膜封装结构以及OLED结构。实施本发明实施例，可以获得更好的封装效果，并延长OLED器件寿命。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，特别涉及一种OLED薄膜封装方法、结构及OLED结构。
背景技术
OLED显示器是新一代的显示器，通过在OLED基板上制作有机薄膜，其中有机薄膜被包在阴极和阳极电极之间，给两电极加电压，则有机薄膜会发光。
目前较常见的OLED封装方式分为玻璃封装和薄膜封装两种；其中OLED薄膜封装主要采用设置于OLED器件上的阻挡层（barrier layer）和缓冲层（buffer layer）层的叠层结构，例如在一个5层的薄膜封装结构中，至下往上，其中， 第一、三、五层为阻挡层，第二、四层为缓冲层。
其中，阻挡层采用无机材料，如SiNx，SiOx，SiON等；缓冲层常采用有机或偏有机类材料。阻挡层起到阻隔水氧的作用，以防止水汽或氧侵入OLED器件而造成的发光变暗；缓冲层主要为消除两层阻挡层之间的应力、缺口以及空隙等作用，另外还起到平坦化的作用，以便于后续无机膜的生长。
在现有技术中，常常采用等离子体增强化学气相沉积法（Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition, PECVD）结合喷墨打印技术（Inkjet printing, IJP）来进行薄膜封装，其中，PECVD工艺用于制作阻挡层（即无机材料膜层），IJP工艺用于打印缓冲层（即有机材料膜层），在这种工艺中，有机材料膜层的厚度一般4~8um，如果厚度小于4um，则容易产生mura现象（即显示器亮度不均匀）；较厚的有机材料膜层增加了制程时间和材料成本，并且IJP机台和材料昂贵，容易出现漏喷以及mura的异常。另外在整个制程中，还需要在PECVD机台与IJP机台之间来回转换，才能完成薄膜封装的流程。
故需要一种工艺简便，成本低廉且成膜效果好的OLED薄膜封装工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种OLED薄膜封装方法、结构及OLED结构，能达到更好的封装效果，并延长OLED器件寿命。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例的一方面提供一种OLED薄膜封装方法，包括步骤：
在设置有OLED器件的基板上沉积第一无机材料膜层，所述第一无机材料膜层完全覆盖所述OLED器件；
逐步调节第一控制参数，控制在所述第一无机材料膜层上沉积第一有机材料膜层，使所述第一有机材料膜层沿距离所述OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加；
在所述第一有机材料膜层上沉积第二无机材料膜层；
逐步调节第二控制参数，控制在所述第二无机材料膜层上沉积第二有机材料膜层，使所述第二有机材料膜层沿距离所述OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加；
在所述第二有机材料膜层上沉积第三无机材料膜层。
其中，所述第一控制参数包括：在沉积工艺中采用的第一射频功率和第一N2O/HMDSO值，所述第一N2O/HMDSO值为一氧化氮与汽化的六甲基二硅醚的第一流量比率值；
所述逐步调节第一控制参数，控制在所述第一无机材料膜层上沉积第一有机材料膜层的步骤包括：
以第一射频功率及第一N2O/HMDSO值，控制在所述第二无机材料膜层上沉积有机材料；
逐步增加所述第一射频功率或和第一N2O/HMDSO值，控制继续在所述第二无机材料膜层上沉积有机材料，直至形成预定厚度的第一有机材料膜层。
其中，所述第二控制参数包括：在沉积工艺中采用的第二射频功率和第二N2O/HMDSO值，所述第二N2O/HMDSO值为一氧化氮与汽化的六甲基二硅醚的第二流量比率值；
所述逐步调节第二控制参数，控制在所述第二无机材料膜层上沉积第二有机材料膜层的步骤包括：
以第二射频功率及第二N2O/HMDSO值，控制在所述第二无机材料膜层上沉积有机材料；
逐步增加所述第二射频功率及第二N2O/HMDSO值，控制继续在所述第二无机材料膜层上沉积有机材料，直至形成预定厚度的第二有机材料膜层。
其中，进一步包括：
逐步调节第三控制参数，控制在所述第三无机材料膜层上沉积第三有机材料膜层，使所述第三有机材料膜层沿距离所述OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加；
在所述第三有机材料膜层上沉积第四无机材料膜层。
其中，所述第三控制参数包括：在沉积工艺中采用的第三射频功率和第三N2O/HMDSO值，所述第三N2O/HMDSO值为一氧化氮与汽化的六甲基二硅醚的第三流量比率值，所述逐步调节第三控制参数，控制在所述第三无机材料膜层上沉积第三有机材料膜层的步骤包括：
以第三射频功率及第三N2O/HMDSO值，控制在所述第三无机材料膜层上沉积有机材料；
逐步增加所述第三射频功率或/及第三N2O/HMDSO值，控制继续在所述第三无机材料膜层上沉积有机材料，直至形成预定厚度的第三有机材料膜层。
其中，所述有机材料膜层采用六甲基二硅醚材料；所述第一无机材料膜层、第二无机材料膜层、第三无机材料膜层及第四无机材料膜层均采用SiNx、SiOx或SiON材料；所述沉积工艺采用化学气相沉积法；所述预定厚度为1.5~2um。
相应地，本发明实施例的另一方面，还提供一种OLED薄膜封装结构，采用前述的方法获得。
相应地，本发明实施例的再一方面，还提供一种OLED结构，包括基板，以及形成于基板上的OLED器件，在所述OLED器件上采用化学气相沉积法进一步形成前述的OLED薄膜封装结构。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
在形成有机材料膜层时采用六甲基二硅醚材料，且通过逐步调节控制参数，控制沉积形成有机材料膜层，使有机材料膜层沿距离所述OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加；即在每一有机材料膜层中，在距离OLED器件更近处，采用更低的射频功率和N2O/HMDSO值，可以获得较软的膜值，具有更好的流动性；而距离OLED器件更远处，采用更高的射频功率或/和N2O/HMDSO值，可以获得较硬的膜值，且平坦性更好；从而可以满足通过六甲基二硅醚的覆盖缺陷、粒子以及表面平坦性的双向需求；从而能达到更好的封装效果，并延长OLED器件寿命；
同时，由于在无机材料膜层和有机材料膜层均采用化学气相沉积法的工艺，故可以采用同一台机器来实现整个薄膜封装的过程，可以提高封装效率，并降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明提供的一种OLED薄膜封装方法的一个实施例的主流程示意图；
图2是本发明提供的一种OLED结构的一个实施例的结构示意图；
图3a和图3b分别是本发明中采用较低控制参数获得的有机材料膜层的局部SEM俯视图和侧视图；
图4a和图4b分别是本发明中采用较高控制参数获得的有机材料膜层的局部SEM俯视图和侧视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
如图1所示，示出了本发明示出的一种OLED薄膜封装方法的一个实施例的主流程示意图；在该实施例中，该方法包括如下步骤：
步骤S10，在设置有OLED器件的基板上沉积第一无机材料膜层，所述第一无机材料膜层完全覆盖所述OLED器件；
步骤S11，逐步调节第一控制参数，控制在所述第一无机材料膜层上沉积第一有机材料膜层，使所述第一有机材料膜层沿距离所述OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加具体地，所述第一控制参数包括：在沉积工艺中采用的第一射频功率和第一N2O/HMDSO值，其中，第一N2O/HMDSO值为一氧化二氮与汽化的六甲基二硅醚的第一流量比率值，例如在一个例子中，该第一N2O/HMDSO值为2，即在该工艺中，通入N2O的流量是通入HMDSO的流量的2倍，该第一射频功率为10KV；步骤S11包括：
以第一射频功率及第一N2O/HMDSO值，控制在所述第二无机材料膜层上沉积有机材料；
逐步增加所述第一射频功率及第一N2O/HMDSO值，控制继续在所述第二无机材料膜层上沉积有机材料，直至形成预定厚度（1.5~2um）的第一有机材料膜层，例如在一个例子中，第一N2O/HMDSO值每次增加0.5，第一第一射频功率每次增加1KV，上述仅为举例，非为限制，在不同的应用场景中，上述增加值可以不同。
步骤S12，在所述第一有机材料膜层上沉积第二无机材料膜层；
步骤S13，逐步调节第二控制参数，控制在所述第二无机材料膜层上沉积第二有机材料膜层，使所述第二有机材料膜层沿距离所述OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加；
具体地，所述第二控制参数包括：在沉积工艺中采用的第二射频功率和第二N2O/HMDSO值，其中，第二N2O/HMDSO值为一氧化二氮与汽化的六甲基二硅醚的第二流量比率值，所述步骤13包括：
以第二射频功率及第二N2O/HMDSO流量比率值，控制在所述第二无机材料膜层上沉积有机材料；
逐步增加所述第二射频功率及第二N2O/HMDSO流量比率值，控制继续在所述第二无机材料膜层上沉积有机材料，直至形成预定厚度（如1.5~2um）的第二有机材料膜层。
步骤S14，在所述第二有机材料膜层上沉积第三无机材料膜层；
其中，可以理解的是，在不同的实施例中，第一射频功率可和第二射频功率相同，也可以不同；第一N2O/HMDSO值可以和第二N2O/HMDSO值相同，也可以不同。
具体地，所述第一有机材料膜层和第二有机材料膜层所采用的材料为HMDSO（六甲基二硅醚）材料，所述沉积工艺采用化学气相沉积法；其中，在一个例子中，HMDSO薄膜是将常温下呈液态的HMDSO加热并汽化后与N2O一起通入腔体，产生等离子体（plasma）进行反应所得。
具体地，所述第一无机材料膜层、第二无机材料膜层、第三无机材料膜层均采用SiNx材料，在其他的例子中，也可以采用SiOx材料或SiON材料，所述沉积工艺采用化学气相沉积法。
可以理解的是，在本发明提供的实施例中，完全采用化学气相沉积法的工艺，其中无机材料膜层采用SiNx材料，而有机材料膜层采用HMDSO材料；其中SiNx厚度一般在0.5~1um，HMDSO厚度一般在1.5~2um；因为HMDSO厚度较薄，所以拥有更好的可绕性，更高的透过率，更低的生产成本，但较薄的厚度对HMDSO 的覆盖缺陷（cover defect）和粒子（particle）的能力以及表面平坦性提出了更高的要求。在本发明中，通过分层采用不同的工艺参数来满足该要求。
经研究表明，在HMDSO成膜过程中，如果射频功率（power）较低时，HMDSO膜质会偏软，相对而言会有更好的“流动性”，且因此表面易有褶皱，当射频功率（power）较高时，膜质会偏硬，表面平滑；
同时，当N2O/HMDSO的比值偏低时，HMDSO膜质同样偏软；当N2O/HMDSO的比值偏高时，HMDSO膜质量偏硬；
因此，在本发明公开的技术方案中，充分利用上述成膜特点，将每一层HMDSO成膜过程分为多步进行，开始成膜时，将射频功率（power）和N2O/HMDSO值设定较低，使膜值偏软，利用其“流动性”可以更好的覆盖第一无机材料膜层上的缺口以及空隙；最后成膜时将射频功率和N2O/HMDSO值设定较高，可以使膜值偏硬，得到更好的表面平坦性，便于后续无机材料膜的生长；中间的步骤则依次逐渐增加射频功率或/及N2O/HMDSO值，使整个HMDSO膜值从软逐渐变硬，可同时满足覆盖缺陷和粒子的能力，以及表面平坦性的双向需求；从而可以达到更好的封装效果，延长OLED器件寿命。
进一步的，在其他的实施例中，该方法在上述步骤的基础上，还可以包括如下步骤：
逐步调节第三控制参数，控制在所述第三无机材料膜层上沉积第三有机材料膜层，使所述第三有机材料膜层沿距离所述OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加；具体地，所述第三控制参数包括：第三射频功率和第三N2O/HMDSO值，其中，第三N2O/HMDSO值为一氧化二氮与汽化的六甲基二硅醚的第三流量比率值，所述步骤进一步包括：
以第三射频功率及第三N2O/HMDSO值，控制在所述第三无机材料膜层上沉积有机材料；
逐步增加所述第三射频功率或/及第 N2O/HMDSO值，控制继续在所述第三无机材料膜层上沉积有机材料，直至形成预定厚度的第三有机材料膜层。
在形成第三有机材料膜层后，在所述第三有机材料膜层上沉积第四无机材料膜层；
其中，所述有机材料膜层采用HMDSO材料；所述第一无机材料膜层、第二无机材料膜层、第三无机材料膜层及第四无机材料膜层均采用SiNx、SiOx或SiON材料；所述沉积工艺采用化学气相沉积法；所述预定厚度为1.5~2um。
其中，第三射频功率也可以和前述第一射频功率相同或不同，同样第三N2O/HMDSO值也可以和前述第一N2O/HMDSO值相同或不同。
如图2所示，示出了本发明提供的一种OLED结构的一个实施例的结构示意图；在该实施例中，该OLED结构包括：
基板7，
以及形成于基板7上的OLED器件6；该OLED器件6可以和现有的OLED器件的结构相同，例如，可以包括诸如设置于基板上的阳极膜层、空穴注入膜层、空穴传输膜层、发光膜层、电子传输膜层、电子注入膜层以及金属阴极膜层的结构，在此不进行详述；
在所述OLED器件6上采用化学气相沉积法形成的OLED薄膜封装结构。
其中，该OLED薄膜封装结构具体包括：
至少两层有机材料膜层，如图2中即示出了第一有机材料膜层2和第二材料膜层4；
至少两层无机材料膜层，如图2中即示出了第一无机材料膜层1、第二无机材料膜层3以及第三无机材料膜层5；
单层的有机材料膜层和单层的无机材料膜层交替设置，且其中一层无机材料膜层需完全覆盖设置于基板7上的OLED器件6。如图2中示出，距离OLED器件6从近至远的方向，依次设置第一无机材料膜层1、第一有机材料膜层2、第二无机材料膜层3、第二有机材料膜层4以及第三无机材料膜层5；
所述至少两层有机材料膜层中每一有机材料膜层沿离所述OLED器件距离由近至远的方向，其硬度逐渐增加，即第一有机材料膜层靠近第一无机材料膜层处的硬度小于靠近第二无机材料膜层处的硬，其他有机材料膜层与此类似，不再详述。
具体地，在一个例子中，所述有机材料膜层采用HMDSO材料，所述无机材料膜层采用SiNx材料，在其他的例子中也可以采用SiOx或SiON材料；所述无机材料膜层厚度为0.5~1um；所述有机材料膜层厚度为1.5~2um。
可以理解的是，本发明中的OLED薄膜封装结构通过图1中的OLED薄膜封装方法获得，更多的细节可参照前述对图1的描述。
进一步的，如图3a和图3b所示，示出了本发明中采用较低控制参数获得的有机材料膜层，通过SEM (scanning electron microscope，扫描电镜）拍摄的局部俯视图和侧视图；图4a和图4b示出了本发明中采用较高控制参数获得的有机材料膜层，通过SEM拍摄的局部俯视图和侧视图；；从中可以看出，该图3a和图3b中示出的有机材料膜层相对而言，膜质会偏软，具有较好的“流动性”，且因此表面易有褶皱；而图4a和图4b中示出的有机材料膜层相对而言，膜质会偏硬，表面更加平滑，即平坦性更好。
可以理解的是，在其他的实施例中，可以封装有更多的有机材料膜层，例如在第三无机材料膜层5上面进一步沉积有第三有机材料膜层，然后在第三有机材料膜层上再沉积第四无机材料膜层。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
在形成有机材料膜层时采用HMDSO材料，且通过逐步调节控制参数，控制沉积形成有机材料膜层，使有机材料膜层沿距离所述OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加；即在每一有机材料膜层中，在距离OLED器件更近处，采用更低的射频功率和N2O/HMDSO值，可以获得较软的膜值，具有更好的流动性；而距离OLED器件更远处，采用更高的射频功率和N2O/HMDSO值，可以获得较硬的膜值，且平坦性更好，从而可以满足HMDSO的覆盖缺陷、粒子以及表面平坦性的双向需求；从而能达到更好的封装效果，并延长OLED器件寿命；
同时，由于在无机材料膜层和有机材料膜层均采用化学气相沉积法的工艺，故可以采用同一台机器来实现整个薄膜封装的过程，可以提高封装效率，并降低了成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种OLED薄膜封装方法，其特征在于，包括步骤：
在设置有OLED器件的基板上沉积第一无机材料膜层，所述第一无机材料膜层完全覆盖所述OLED器件；
逐步调节第一控制参数，所述第一控制参数包括：在沉积工艺中采用的第一射频功率和第一N2O/HMDSO值，以第一射频功率及第一N2O/HMDSO值，控制在所述第一无机材料膜层上沉积第一有机材料膜层，逐步增加所述第一射频功率及第一N2O/HMDSO值，控制继续在所述第一无机材料膜层上沉积有机材料，使所述第一有机材料膜层沿距离所述OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加；
在所述第一有机材料膜层上沉积第二无机材料膜层；
逐步调节第二控制参数，所述第二控制参数包括：在沉积工艺中采用的第二射频功率和第二N2O/HMDSO值，以第二射频功率及第二N2O/HMDSO值，控制在所述第二无机材料膜层上沉积有机材料，逐步增加所述第二射频功率及第二N2O/HMDSO值，控制继续在所述第二无机材料膜层上沉积有机材料，直至形成预定厚度的第二有机材料膜层；
在所述第二有机材料膜层上沉积第三无机材料膜层；
逐步调节第三控制参数，控制在所述第三无机材料膜层上沉积第三有机材料膜层，使所述第三有机材料膜层沿距离所述OLED器件由近至远的方向，其硬度逐渐增加；
在所述第三有机材料膜层上沉积第四无机材料膜层。
2.如权利要求1所述的一种OLED薄膜封装方法，其特征在于，所述第三控制参数包括：在沉积工艺中采用的第三射频功率和第三N2O/HMDSO值，所述第三N2O/HMDSO值为一氧化氮与汽化的六甲基二硅醚的第三流量比率值；
所述逐步调节第三控制参数，控制在所述第三无机材料膜层上沉积第三有机材料膜层的步骤包括：
以第三射频功率及第三N2O/HMDSO值，控制在所述第三无机材料膜层上沉积有机材料；
逐步增加所述第三射频功率或/及第三N2O/HMDSO值，控制继续在所述第三无机材料膜层上沉积有机材料，直至形成预定厚度的第三有机材料膜层。
3.如权利要求2所述的一种OLED薄膜封装方法，其特征在于，所述有机材料膜层采用六甲基二硅醚材料；所述第一无机材料膜层、第二无机材料膜层、第三无机材料膜层及第四无机材料膜层均采用SiNx、SiOx或SiON材料；所述沉积工艺采用化学气相沉积法；所述预定厚度为1.5～2um。
4.一种OLED薄膜封装结构，其特征在于，OLED薄膜封装结构采用如权利要求1至3任一项所述的方法获得。
5.一种OLED结构，包括基板，以及形成于基板上的OLED器件，其特征在于，在所述OLED器件上采用化学气相沉积法进一步形成如权利要求4所述的OLED薄膜封装结构。
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