CN107881485B - 等离子体增强化学气相沉积设备及oled面板的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种等离子体增强化学气相沉积设备及OLED面板的封装方法。该等离子体增强化学气相沉积设备的阴极的延伸方向所在的直线倾斜于水平面，阳极板、栅板、绝缘板上设有连通腔体且延伸方向与阴极的延伸方向一致的通道，从而利用该设备进行OLED面板封装时，驱动转轴使OLED基板旋转，向腔体内通入惰性气体或氮气，向通道靠近基台的一端下方注入第一反应气体，利用第二反应气体注入口向阳极板的下方注入第二反应气体，并向阳极板与阴极之间施加直流电压，从而使惰性气体或氮气的等离子体沿通道的延伸方向喷出使第一反应气体与第二反应气体发生反应，能够在表面具有隔离柱的OLED基板上形成连续的无机阻挡层，有效地提高了封装效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置制造技术领域，尤其涉及一种等离子体增强化学气相沉积设备及OLED面板的封装方法。
背景技术
有机发光二极管显示装置(Organic Light Emitting Display，OLED)具有自发光、驱动电压低、发光效率高、响应时间短、清晰度与对比度高、近180°视角、使用温度范围宽，可实现柔性显示与大面积全色显示等诸多优点，被业界公认为是最有发展潜力的显示装置。
OLED按照驱动方式可以分为无源矩阵型OLED(Passive Matrix OLED，PMOLED)和有源矩阵型OLED(Active Matrix OLED，AMOLED)两大类，即直接寻址和薄膜晶体管(TFT)矩阵寻址两类。其中，AMOLED具有呈阵列式排布的像素，属于主动显示类型，发光效能高，通常用作高清晰度的大尺寸显示装置。
OLED显示技术与传统的液晶显示技术不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。但是由于有机材料易与水汽或氧气反应，作为基于有机材料的显示设备，OLED显示屏对封装的要求非常高，因此，通过OLED器件的封装提高器件内部的密封性，尽可能的与外部环境隔离，对于OLED器件的稳定发光至关重要。现有技术常采用薄膜封装的方式对OLED器件进行封装以防止水氧侵入OLED器件，该薄膜封装方式一般是在具有OLED器件的OLED基板上依次交叠形成具有较好的水氧阻隔性的无机阻挡层(barrier layer)、及柔韧性好的有机缓冲层(buffer layer)，以形成封装结构，无机阻挡层用于对外部水氧进行阻挡，而有机缓冲层的作用为释放相邻阻隔层之间的应力，通常，无机阻挡层的材料采用氮化硅(SiNx)，利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方式制作在OLED器件上。现有的等离子体增强化学气相沉积的设备均是平行平板式，所谓平行平板式，即设置一接地电位的下侧电极、以及位于其上方与其平行的高频电极，待沉积无机层的基板设于下侧电极上，高频电极上设有大量开口，反应气体由多个开口垂直向下喷出，在下侧电极与高频电极之间的高频电场作用下产生等离子体，并且大部分的等离子体均在垂直于下侧电极与高频电极的方向上运动，从而在基板上形成无机层。
请参阅图1，为现有的一种大尺寸的OLED显示器的结构示意图，在大尺寸OLED显示器中，通常会在OLED基板100’上设置截面呈倒梯形的隔离柱(Pillar)200’，用于将OLED基板100’上的OLED器件的阴极与用于辅助阴极的金属层搭接，而薄膜封装结构中的无机阻挡层300’覆盖在OLED基板100’及隔离柱200’上，一般隔离柱200’的高度远大于覆盖在隔离柱200’及OLED基板100’上的薄膜封装结构中的无机阻挡层300’的厚度，这会使采用平行平板式的等离子体增强化学气相沉积设备沉积无机阻挡层300’时，无机阻挡层300’在隔离柱200’的侧壁处的厚度会减薄，甚至断开，从而提供了水氧侵入的通道而使封装效果变差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种等离子体增强化学气相沉积设备，利用该等离子体增强化学气相沉积设备对OLED基板进行封装时，能够在表面具有隔离柱的OLED基板上沉积连续的无机阻挡层，提高封装效果。
本发明的另一目的在于提供一种OLED面板的封装方法，能够在表面具有隔离柱的OLED基板上沉积连续的无机阻挡层，提高封装效果。
为实现上述目的，本发明首先提供一种等离子体增强化学气相沉积设备，包括：基台、固定于所述基台下表面的转轴、及设于所述基台上方的多个反应单元；
每一反应单元均包括水平的阳极板、设于所述阳极板上方的腔体限定层、设于所述阳极板上方的柱状的阴极、以及设于所述阳极板与腔体限定层及阴极之间由下至上依次交叠的多个栅板与绝缘板；
所述腔体限定层上设有贯穿腔体限定层的腔体，所述阴极容置于腔体内；所述阳极板、多个栅板及绝缘板上设有与腔体连通的通道，所述阴极的延伸方向所在直线倾斜于水平面，所述通道的延伸方向与阴极的延伸方向一致；
每一反应单元还包括：设于所述通道靠近基台的一端的第一反应气体注入口、设于所述腔体远离基台的一端的进气口、及设于所述阳极板下方的第二反应气体注入口；所述进气口用于向腔体内通入惰性气体或氮气；所述第一反应气体注入口用于向通道靠近基台的一端下方注入第一反应气体；所述第二反应气体注入口用于向阳极板的下方注入第二反应气体。
所述第二反应气体注入口由上至下向阳极板的下方注入第二反应气体，且其向阳极板的下方注入第二反应气体的方向所在直线与水平面间的夹角小于通道的延伸方向所在直线与水平面间的夹角。
所述惰性气体为氩气，所述第一反应气体为氨气、氢气、笑气中的一种或多种的混合气体，所述第二反应气体为硅烷。
所述进气口向腔体内通入惰性气体或氮气的方向与阴极的延伸方向一致。
所述腔体的延伸方向与阴极的延伸方向一致。
本发明还提供一种OLED面板的封装方法，包括如下步骤：
步骤S1、提供如权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备、掩膜板、及OLED基板；
所述OLED基板上设有多个隔离柱；
步骤S2、将OLED基板放置于基台上，将掩膜板与OLED基板对位，固定在基台上；
步骤S3、驱动转轴旋转带动基台及其上方的OLED基板旋转；利用进气口向腔体内通入惰性气体或氮气，利用第一反应气体注入口向通道靠近基台的一端下方注入第一反应气体，利用第二反应气体注入口向阳极板的下方注入第二反应气体；
步骤S4、保持转轴旋转，并保持通入惰性气体或氮气和注入第一、第二反应气体，向阳极板与阴极之间施加直流电压，使惰性气体或氮气的等离子体沿通道的延伸方向从通道靠近基台的一端喷出，从而使第一反应气体与第二反应气体发生反应，在OLED基板上形成覆盖隔离柱的无机阻挡层。
所述步骤S3及步骤S4中，所述第二反应气体注入口由上至下向阳极板的下方注入第二反应气体，且其向阳极板的下方注入第二反应气体的方向所在直线与水平面间的夹角小于通道的延伸方向所在直线与水平面间的夹角；
所述隔离柱的截面形状为倒梯形；所述隔离柱的侧面与水平面间所夹的锐角大于通道的延伸方向所在直线与水平面间的夹角。
所述惰性气体为氩气，所述第一反应气体为氨气、氢气、笑气中的一种或多种的混合气体，所述第二反应气体为硅烷。
所述步骤S3及步骤S4中，所述进气口向腔体内通入惰性气体或氮气的方向与阴极的延伸方向一致。
所述腔体的延伸方向与阴极的延伸方向一致。
本发明的有益效果：本发明提供的等离子体增强化学气相沉积设备，其阴极的延伸方向所在的直线倾斜于水平面，阳极板、栅板、绝缘板上设有连通腔体且延伸方向与阴极的延伸方向一致的通道，从而利用该设备进行OLED面板封装时，驱动转轴使OLED基板旋转，向腔体内通入惰性气体或氮气，向通道靠近基台的一端下方注入第一反应气体，利用第二反应气体注入口向阳极板的下方注入第二反应气体，并向阳极板与阴极之间施加直流电压，从而使惰性气体或氮气的等离子体沿通道的延伸方向从通道靠近基台的一端喷出使第一反应气体与第二反应气体发生反应，能够在表面具有隔离柱的OLED基板上形成连续的无机阻挡层，有效地提高了封装效果。本发明提供的OLED面板的封装方法，应用上述的等离子体增强化学气相沉积设备，能够在表面具有隔离柱的OLED基板上沉积连续的无机阻挡层，提高封装效果。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为现有的一种大尺寸的OLED显示器的结构示意图；
图2为本发明的等离子体增强化学气相沉积设备的结构示意图；
图3为本发明的等离子体增强化学气相沉积设备的反应单元的示意图；
图4为本发明的OLED面板的封装方法的流程图；
图5为本发明的OLED面板的封装方法的步骤S1及步骤S2的示意图；
图6为本发明的OLED面板的封装方法的步骤S3的示意图；
图7为本发明的OLED面板的封装方法的步骤S4的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图2及图3，本发明提供一种等离子体增强化学气相沉积设备，包括：基台100、固定于所述基台100下表面的转轴200、及设于所述基台100上方的多个反应单元300；
每一反应单元300均包括水平的阳极板310、设于所述阳极板310上方的腔体限定层320、设于所述阳极板310上方的柱状的阴极330、以及设于所述阳极板310与腔体限定层320及阴极330之间由下至上依次交叠的多个栅板340与绝缘板350；
所述腔体限定层320上设有贯穿腔体限定层320的腔体321，所述阴极330容置于腔体321内；所述阳极板310、多个栅板340及绝缘板350上设有与腔体321连通的通道360，所述阴极330的延伸方向所在直线倾斜于水平面，所述通道360的延伸方向与阴极330的延伸方向一致；
每一反应单元300还包括：设于所述通道360靠近基台100的一端的第一反应气体注入口370、设于所述腔体321远离基台100的一端的进气口380、及设于所述阳极板310下方的第二反应气体注入口390；所述进气口380用于向腔体321内通入惰性气体或氮气；所述第一反应气体注入口370用于向通道360靠近基台100的一端下方注入第一反应气体；所述第二反应气体注入口390用于向阳极板310的下方注入第二反应气体。
具体地，所述多个反应单元300在基台100上方均匀设置，以达到更均匀的成膜效果。
具体地，所述等离子体增强化学气相沉积设备整体容置于反应腔室(未图示)中。
具体地，请参阅图2，所述等离子体增强化学气相沉积设备还包括一反应单元外壳400，所述反应单元外壳400底面位于多个反应单元300的阳极板310的下表面，侧壁及顶面将多个反应单元300覆盖，同时该外壳400对应每一反应单元300还设有暴露通道360的开口，所述反应单元外壳400用于对多个反应单元300进行保护。
具体地，请参阅图3，在本发明的优选实施例中，通过所述进气口380向腔体321内通入的气体为惰性气体，且所述惰性气体为氩气(Ar)，所述第一反应气体为氨气(NH3)，所述第二反应气体为硅烷(SiH4)，相应地，利用该等离子体增强化学气相沉积设备沉积形成的无机膜为氮化硅膜。当然，通过所述进气口380向腔体321内通入的气体也可为氮气，或者为除氩气以外的其他惰性气体，这均不会影响本发明的实现，而第一反应气体除了选择氨气外，还可选择为氢气，笑气，氨气、氢气、笑气中多种的混合气体，或其他常见的应用于化学气相沉积制程中的反应气体，而所述第二反应气体也可选择除硅烷外的其他常见的应用于化学气相沉积制程中的反应气体，以使该等离子体增强化学气相沉积设备能够对应沉积形成现有的等离子体增强化学气相沉积技术中常制作的其他材料的无机膜，例如氧化硅膜、氮氧化硅膜等等。
优选地，请参阅图2及图3，所述进气口380向腔体321内通入惰性气体或氮气的方向与阴极330的延伸方向一致，所述腔体321的延伸方向与阴极330的延伸方向一致。
以所述通过所述进气口380向腔体321内通入的气体为惰性气体，且惰性气体为氩气，所述第一反应气体为氨气，所述第二反应气体为硅烷为例，本发明的等离子体增强化学气相沉积设备的工作过程为：首先将待形成无机膜的基板设于基台100上，并提供对应的掩膜板与待形成无机膜的基板进行对位，将掩膜板固定在基台100上，之后驱动转轴200旋转带动基台100及其上的待形成无机膜的基板旋转，同时利用进气口380向腔体321内通入氩气，利用第一反应气体注入口370向通道360靠近基台100的一端下方注入氨气，利用第二反应气体注入口390向阳极板310的下方注入硅烷，在反应腔室内形成成膜气氛，接着保持氩气的通入和氨气、硅烷的注入，并保持转轴200旋转，向阳极板310与阴极330之间施加直流电压产生电场，使氩气转换为氩气的等离子体，并沿通道360的延伸方向从通道360靠近基台100的一端喷出，使通道360靠近基台100的一端下方注入的氨气变为氨气的等离子体并与氩气的等离子组成混合气体沿通道360的延伸方向继续向阳极板310下方喷射，进而使阳极板310下方注入的硅烷变为硅烷的等离子体，与氨气的等离子体发生反应，在待形成无机膜的基板上形成氮化硅膜，同时由于氩气等离子体是沿通道360的延伸方向射出，且在成膜过程中待形成无机膜的基板保持旋转，因此即使待形成无机膜的基板上具有高度大于形成的氮化硅膜的厚度的隔离柱，形成的氮化硅膜也不会因为隔离柱的存在而在隔离柱的侧面膜厚减薄或断裂，因此当本发明的等离子体增强化学气相沉积设备应用于大尺寸的OLED面板的封装制程中形成封装结构中的无机阻挡层时，能够在表面具有隔离柱的OLED基板上形成覆盖隔离柱的连续的无机阻挡层，从而有效地提升了封装效果。
优选地，请参阅图3，所述第二反应气体注入口390由上至下向阳极板310的下方注入第二反应气体，且其向阳极板310的下方注入第二反应气体的方向所在直线与水平面间的夹角小于通道360的延伸方向所在直线与水平面间的夹角，进一步地保证氮化硅膜在隔离柱的侧面的膜厚不减薄或断裂，从而进一步提升了封装效果。
请参阅图4、基于同一发明构思，本发明还提供一种OLED面板的封装方法，包括如下步骤：
步骤S1、请参阅图5，并同时参阅图2及图3，提供上述的等离子体增强化学气相沉积设备、掩膜板20、及OLED基板30；
其中，所述OLED基板30上设有多个用于将OLED基板的阴极与用于辅助阴极的金属层搭接的隔离柱31。
具体地，请参阅图5，所述隔离柱31的截面形状为倒梯形；所述隔离柱31的侧面与水平面间所夹的锐角大于通道360的延伸方向所在直线与水平面间的夹角。
具体地，所述腔体321的延伸方向与阴极330的延伸方向一致。
步骤S2、请参阅图5，将OLED基板30放置于基台100上，将掩膜板20与OLED基板30对位，固定在基台100上。
步骤S3、请参阅图6，驱动转轴200旋转带动基台100及其上方的OLED基板30旋转；利用进气口380向腔体321内通入惰性气体或氮气，利用第一反应气体注入口370向通道360靠近基台100的一端下方注入第一反应气体，利用第二反应气体注入口390向阳极板310的下方注入第二反应气体，在反应腔室内形成成膜气氛。
具体地，在本发明的优选实施例中，通过所述进气口380向腔体321内通入的气体为惰性气体，且所述惰性气体为氩气，所述第一反应气体为氨气，所述第二反应气体为硅烷，相应地，所述步骤S3中，利用进气口380向腔体321内通入氩气，利用第一反应气体注入口370向通道360靠近基台100的一端下方注入氨气，利用第二反应气体注入口390向阳极板310的下方注入硅烷，在反应腔室内形成成膜气氛。
优选地，所述步骤S3中，所述进气口380向腔体321内通入惰性气体或氮气的方向与阴极330的延伸方向一致。
步骤S4、请参阅图7，保持转轴200旋转，并保持通入惰性气体或氮气和注入第一、第二反应气体，向阳极板310与阴极330之间施加直流电压，使惰性气体或氮气的等离子体沿通道360的延伸方向从通道360靠近基台100的一端喷出，从而使第一反应气体与第二反应气体发生反应，在OLED基板30上形成覆盖隔离柱31的无机阻挡层40。
具体地，在本发明的优选实施例中，通过所述进气口380向腔体321内通入的气体为惰性气体，且所述惰性气体为氩气，所述第一反应气体为氨气，所述第二反应气体为硅烷，相应地，所述步骤S4中，保持氩气的通入和氨气、硅烷的注入，并保持转轴200旋转，向阳极板310与阴极330之间施加直流电压产生电场，使氩气转换为氩气的等离子体，并沿通道360的延伸方向从通道360靠近基台100的一端喷出，使通道360靠近基台100的一端下方注入的氨气变为氨气的等离子体并与氩气的等离子组成混合气体沿通道360的延伸方向继续向阳极板310下方喷射，进而使阳极板310下方注入的硅烷变为硅烷的等离子体，与氨气的等离子体发生反应，在OLED基板30上形成覆盖隔离柱31的材料为氮化硅的无机阻挡层40，同时由于氩气等离子体是沿通道360的延伸方向射出，且在成膜过程中OLED基板30保持旋转，因此即使隔离柱31的高度远大于最终形成的无机阻挡层40的厚度，且隔离柱31的截面形状为倒梯形，无机阻挡层40也不会在隔离柱31的侧面的膜厚减薄或断裂而实现连续覆盖OLED基板30，从而有效地提升了封装效果。
优选地，所述步骤S4中，所述进气口380向腔体321内通入惰性气体或氮气的方向与阴极330的延伸方向一致。
优选地，所述步骤S3及步骤S4中，所述第二反应气体注入口370由上至下向阳极板310的下方注入第二反应气体，且其向阳极板310的下方注入第二反应气体的方向所在直线与水平面间的夹角小于通道360的延伸方向所在直线与水平面间的夹角，进一步地保证无机阻挡层40在隔离柱31的侧面不会发生膜厚减薄或断裂，从而进一步地提升封装效果。
综上所述，本发明的等离子体增强化学气相沉积设备，其阴极的延伸方向所在的直线倾斜于水平面，阳极板、栅板、绝缘板上设有连通腔体且延伸方向与阴极的延伸方向一致的通道，从而利用该设备进行OLED面板封装时，驱动转轴使OLED基板旋转，向腔体内通入惰性气体或氮气，向通道靠近基台的一端下方注入第一反应气体，利用第二反应气体注入口向阳极板的下方注入第二反应气体，并向阳极板与阴极之间施加直流电压，从而使惰性气体或氮气的等离子体沿通道的延伸方向从通道靠近基台的一端喷出使第一反应气体与第二反应气体发生反应，能够在表面具有隔离柱的OLED基板上形成连续的无机阻挡层，有效地提高了封装效果。本发明的OLED面板的封装方法，应用上述的等离子体增强化学气相沉积设备，能够在表面具有隔离柱的OLED基板上沉积连续的无机阻挡层，提高封装效果。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，包括：基台(100)、固定于所述基台(100)下表面的转轴(200)、及设于所述基台(100)上方的多个反应单元(300)；
每一反应单元(300)均包括水平的阳极板(310)、设于所述阳极板(310)上方的腔体限定层(320)、设于所述阳极板(310)上方的柱状的阴极(330)、以及设于所述阳极板(310)与腔体限定层(320)及阴极(330)之间由下至上依次交叠的多个栅板(340)与绝缘板(350)；
所述腔体限定层(320)上设有贯穿腔体限定层(320)的腔体(321)，所述阴极(330)容置于腔体(321)内；所述阳极板(310)、多个栅板(340)及绝缘板(350)上设有与腔体(321)连通的通道(360)，所述阴极(330)的延伸方向所在直线倾斜于水平面，所述通道(360)的延伸方向与阴极(330)的延伸方向一致；
每一反应单元(300)还包括：设于所述通道(360)靠近基台(100)的一端的第一反应气体注入口(370)、设于所述腔体(321)远离基台(100)的一端的进气口(380)、及设于所述阳极板(310)下方的第二反应气体注入口(390)；所述进气口(380)用于向腔体(321)内通入惰性气体或氮气；所述第一反应气体注入口(370)用于向通道(360)靠近基台(100)的一端下方注入第一反应气体；所述第二反应气体注入口(390)用于向阳极板(310)的下方注入第二反应气体；
所述第二反应气体注入口(390)由上至下向阳极板(310)的下方注入第二反应气体，且其向阳极板(310)的下方注入第二反应气体的方向所在直线与水平面间的夹角小于通道(360)的延伸方向所在直线与水平面间的夹角。
2.如权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述惰性气体为氩气，所述第一反应气体为氨气、氢气、笑气中的一种或多种的混合气体，所述第二反应气体为硅烷。
3.如权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述进气口(380)向腔体(321)内通入惰性气体或氮气的方向与阴极(330)的延伸方向一致。
4.如权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述腔体(321)的延伸方向与阴极(330)的延伸方向一致。
5.一种OLED面板的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、提供如权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备、掩膜板(20)、及OLED基板(30)；
所述OLED基板(30)上设有多个隔离柱(31)；
步骤S2、将OLED基板(30)放置于基台(100)上，将掩膜板(20)与OLED基板(30)对位，固定在基台(100)上；
步骤S3、驱动转轴(200)旋转带动基台(100)及其上方的OLED基板(30)旋转；利用进气口(380)向腔体(321)内通入惰性气体或氮气，利用第一反应气体注入口(370)向通道(360)靠近基台(100)的一端下方注入第一反应气体，利用第二反应气体注入口(390)向阳极板(310)的下方注入第二反应气体；
步骤S4、保持转轴(200)旋转，并保持通入惰性气体或氮气和注入第一、第二反应气体，向阳极板(310)与阴极(330)之间施加直流电压，使惰性气体或氮气的等离子体沿通道(360)的延伸方向从通道(360)靠近基台(100)的一端喷出，从而使第一反应气体与第二反应气体发生反应，在OLED基板(30)上形成覆盖隔离柱(31)的无机阻挡层(40)；
所述步骤S3及步骤S4中，所述第二反应气体注入口(390)由上至下向阳极板(310)的下方注入第二反应气体，且其向阳极板(310)的下方注入第二反应气体的方向所在直线与水平面间的夹角小于通道(360)的延伸方向所在直线与水平面间的夹角。
6.如权利要求5所述的OLED面板的封装方法，其特征在于，
所述隔离柱(31)的截面形状为倒梯形；所述隔离柱(31)的侧面与水平面间所夹的锐角大于通道(360)的延伸方向所在直线与水平面间的夹角。
7.如权利要求5所述的OLED面板的封装方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气，所述第一反应气体为氨气、氢气、笑气中的一种或多种的混合气体，所述第二反应气体为硅烷。
8.如权利要求5所述的OLED面板的封装方法，其特征在于，所述步骤S3及步骤S4中，所述进气口(380)向腔体(321)内通入惰性气体或氮气的方向与阴极(330)的延伸方向一致。
9.如权利要求5所述的OLED面板的封装方法，其特征在于，所述腔体(321)的延伸方向与阴极(330)的延伸方向一致。
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