CN110212108A - 一种柔性显示器的封装方法及产品 - Google Patents

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Abstract

本发明属于薄膜封装技术领域，并公开了一种柔性显示器的封装方法及产品。所述封装方法包括：S1将置于柔性基底上的器件置于等离子体增强原子层沉积设备的腔体中对器件的表面进行等离子活化处理；S2向所述腔体中交替循环通入多种前驱体,生成底层薄膜；S3在所述底层薄膜上溅射一层金属膜；S4将所述器件转移至等离子体增强原子层沉积设备的腔体中，重复步骤S2，以生成顶层无机薄膜；S5重复步骤S2，以生成多个呈阵列排布的柱状原子层沉积薄膜阵列，完成所述器件的致密包覆和封装。本发明还公开了相应的封装结构。本发明能够对柔性器件表面进行有效的薄膜封装，既能防止柔性聚合物基底在高温下分解，又能最大程度防止水汽和氧气的侵蚀。

Description

一种柔性显示器的封装方法及产品
技术领域
本发明属于薄膜封装技术领域，更具体地，涉及一种柔性显示器的封装方法及产品。
背景技术
柔性显示器是一种由柔软的材料制成，可变形可弯曲的显示装置，在市场领域有广阔的应用前景。但柔性发光器件如OLED一般选用对水和氧气较为敏感的有机材料，直接暴露在空气中会损坏其发光结构，导致其寿命快速缩短。另外，在柔性器件的基底一般为高温下易分解的高分子聚合物，如何对柔性器件在低温条件下进行有效封装，防止其被空气中的水汽、氧气等各类腐蚀性气体侵蚀对于延长柔性显示器的寿命具有重要的意义。
传统的有机发光器件的封装方法是利用玻璃盖板封装、化学气相沉积、物理气相沉积等方法在器件表面制备一层有效阻隔水氧的无机薄膜，该方法可显著延长器件的发光寿命。但这些方法在成膜过程中温度较高，对柔性基底的破坏性较大；其次，玻璃盖板封装机械性能高，但是其不能满足柔性器件的弯折性能要求。
因此，本领域亟待提供一种柔性显示器的封装方法，解决传统封装方法柔性不够以及沉积温度较高等问题，从而能够对柔性器件表面进行有效的薄膜封装，既能防止柔性聚合物基底在高温下分解，最大程度防止水汽和氧气的侵蚀，又能满足柔性器件的弯折性能要求。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种柔性显示器的封装方法及产品，其目的在于结合等离子体原子层沉积技术积和常温磁控溅射技术，在柔性基底热解的温度范围内，在柔性显示器表面制备结构致密的超疏水纳米级厚度的复合薄膜，同时结合所制备超疏水性的柱状原子层沉积薄膜阵列，增加表面的疏水性能，实现柔性器件表面的致密包覆和封装，从而能够对柔性器件表面进行有效的薄膜封装，既能防止柔性聚合物基底在高温下分解，又能最大程度防止水汽和氧气的侵蚀。
为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种柔性显示器的封装方法，包括以下步骤：
S1将置于柔性基底上的器件置于等离子体增强原子层沉积设备的腔体中，并对所述器件的表面进行等离子活化处理；
S2向所述腔体中交替循环通入多种前驱体，所述多种前驱体在所述器件表面依次形成饱和吸附并进行化学反应，以在所述器件表面生成与所述器件表面交联的底层薄膜；
S3对所述底层薄膜进行等离子体活化处理后，取出表面交联有底层薄膜的器件，在所述底层薄膜上溅射一层金属膜；
S4将溅射有金属膜的器件转移至等离子体增强原子层沉积设备的腔体中，重复步骤S2，以在所述金属膜表面生成与所述金属膜交联的顶层无机薄膜；
S5取出交联有顶层无机薄膜的器件，对所述顶层无机薄膜进行光刻处理后，将所述器件转移至等离子体增强原子层沉积设备的腔体中，重复步骤S2，以生成多个呈阵列排布的柱状原子层沉积薄膜阵列，进而完成所述器件的致密包覆和封装。
进一步的，步骤S1中，等离子活化处理包括以下步骤：将所述腔体预热到40℃～60℃后，采用循环脉冲的形式向所述腔体中通入所述惰性气体，同时，采用高频电场对所述惰性气体进行电离180s～300s，所述电离的功率为300W～500W。
进一步的，所述多种前驱体为三种，其包括以下组合：Al(CH3)3、O2和O3以及CH3Si[N(CH3)2]3、O2和O3。
进一步的，步骤S2中，向所述腔体中通入O2时，对所述O2进行等离子活化处理，其中，等离子活化处理的功率为1000W～1500W，所述腔体中的温度设定为60℃～80℃。
进一步的，步骤S2中，所述多种前驱体均通过气体携载的方式通入所述腔体中，且携载所述多种前驱体的气体的气流量为50sccm～150sccm；通过控制所述多种第一前驱体交替循环通入的次数来控制所述底层薄膜的厚度。
进一步的，步骤S3中，采用磁控溅射的方法在所述底层薄膜上溅射一层金属膜，其中，所述磁控溅射的温度低于所述柔性基底的热解温度，且所述磁控溅射的过程在惰性氛围中进行；所述金属膜为Al膜、Mg膜的任意一种；所述金属膜的厚度为20nm～30nm。
进一步的，步骤S5中，所述光刻处理具体包括以下步骤：在所述顶层无机薄膜32的表面旋涂一层HDMS后，再在所述HDMS表面涂覆一层正性光刻胶，然后采用呈圆形阵列排布的掩膜版对所述光刻胶进行曝光、显影、清洗、干燥处理。
按照本发明的另一个方面，提供一种柔性显示器的封装结构，采用上述的封装方法得到，包括基底、设于所述基底上的器件、依次封装于所述器件表面且相互交联的底层薄膜、金属膜、顶层无机薄膜以及呈阵列排布于所述顶层无机薄膜表面的多个柱状原子层沉积薄膜阵列。
进一步的，所述底层薄膜为Al2O3薄膜、SiO2薄膜中的一种或两种；所述顶层无机薄膜为Al2O3薄膜、SiO2薄膜中的一种或两种，所述柱状原子层沉积薄膜阵列为Al2O3薄膜、SiO2薄膜中的一种或两种。
进一步的，所述底层薄膜的厚度为20nm～50nm，所述金属膜的厚度为20nm～30nm，所述顶层无机薄膜的厚度为20nm～50nm，单个所述柱状原子层沉积薄膜阵列的厚度为20nm～30nm，直径为0.9μm～1.3μm。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本发明利用低温等离子体原子层沉积制备一层有效阻隔水氧的无机金属氧化物薄膜，然后通过磁控溅射的方法在基底热解范围内溅射金属膜，再通过等离子体原子层沉积制备复合薄膜，最后结合光刻技术和等离子体原子层沉积，在顶层薄膜表面制备柱状阵列结构，从而制备超疏水性阻隔薄膜，实现柔性器件表面的致密包覆和封装，从而能够对柔性器件表面进行有效的薄膜封装，既能防止柔性聚合物基底在高温下分解，又能最大程度防止水汽和氧气的侵蚀。
2.本发明采用原子层沉积方法能够有效实现器件表面的无死角包覆，通过在复合薄膜中制备一层金属膜，磁控溅射设备的金属膜吸收氧气变为金属氧化膜后，可进一步增加封装膜层的致密性，利于吸收进入薄膜的水汽从而延长水汽达到显示器件表面的时间，延长器件寿命。
3.本发明在复合膜层的低温等离子体原子层沉积制备工艺、磁控溅射及后处理过程中，反应温度均低于柔性基底材料自身的热解温度，处理温度均不超过80℃，不会对柔性器件及基底造成破坏，保障了耐热性不高的柔性基底的性能稳定性。
4.本发明所述底层薄膜的厚度为20nm～50nm，所述金属膜的厚度为20nm～30nm，所述顶层无机薄膜的厚度为20nm～50nm，单个所述柱状原子层沉积薄膜阵列的厚度为20nm～30nm，直径为0.9μm～1.3μm，通过各层膜厚度的控制，既能实现封装膜层的致密性，又能满足柔性器件的弯折性能要求。
5.本发明采用光刻技术，实现了选择性等离子体原子层沉积，在顶层薄膜表面制备圆柱阵列，增加表面疏水性。
6.本发明复合膜封装结构能够实现对水汽和氧气的有效阻隔，提高发光器件的寿命。
附图说明
图1为本发明一种柔性显示器的封装方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种柔性显示器的封装结构的结构意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明一种柔性显示器的封装方法包括以下步骤：
步骤1：对置于柔性基底10上的器件20进行预处理，其中，该预处理包括对器件表面进行清洗和干燥。
步骤2：对预处理后的器件置于手套箱中进行保存，保持器件表面的清洁和干燥。然后，向等离子体增强原子层沉积腔室中进行转移。具体而言，所述腔体进行预热，并保持在一定的反应温度，然后将惰性气体，如氩气，通入到该腔体中，利用高频电场对惰性气体进行电离，实现对器件20表面的等离子体前处理。其中腔体预热的温度设置为40℃～60℃，对基底进行一段时间的预热之后开始反应。利用高频电场对惰性气体进行电离，电离时，等离子体的工作功率为300W～500W。所述氩气以循环脉冲的形式通入等离子体发生器中，其中，脉冲周期为5s，氩气的流量最大值为30sccm～50sccm。电离过程中，该腔体的压力为150Pa～250Pa。电离处理时间为180s～300s。在完成等离子体前处理后，通入惰性气体对腔体进行清洗，清洗时间为40s～260s。清洗气体为氩气或氦气，不可为氮气，避免其被等离子体活化发生反应。
步骤3：在所述器件20的表面沉积底层薄膜30。在该步骤中，选择合适的等离子体功率，将不同种类的前驱体交替通入，不同的前躯体将会在柔性器件表面依次形成饱和吸附完成化学反应，通过控制循环次数以此控制生长的薄膜厚度在其表面沉积一层纳米尺度的底层薄膜30。具体而言，依次通入的前驱体为3种，其包括但不限于以下组合：Al(CH3)3、O2和O3，CH3Si[N(CH3)2]3、O2和O3。在三种前驱体中，仅氧气需要被等离子体活化。O2和O3以2:1的流量比例通入腔体中，使内部的有机前驱体能充分反应。携带前驱体的载气流量为100sccm～150sccm，腔体内的反应温度被设定为60℃～80℃。等离子体功率为1000W～1500W。进而生成纳米级薄膜，该纳米级薄膜为Al2O3薄膜、SiO2薄膜的一种或两种，且底层薄膜30的厚度为20nm～50nm。
在完成底层薄膜的制备后，再次对其进行等离子体活化处理，工艺与步骤2相同。
步骤4：在所述底层薄膜30的表面溅射一层金属膜31，其中，将经过等离子体活化处理的器件转移至磁控溅射的腔体中，用磁控溅射的方法在底层薄膜30上镀一层金属膜31。镀膜过程中，磁控溅射的温度为60℃～80℃，不得高于柔性基底的热解温度。所溅射的金属膜31的厚度为20nm～30nm，所溅射的金属膜31的种类包括但不限于：Al膜、Mg膜的一种。溅射气体环境为氩气氛围。
将镀有金属铝膜的柔性器件转移至等离子体增强原子层沉积腔体中，进行等离子体前处理和顶层无机薄膜32的沉积。
步骤5：在所述金属膜31的表面制备纳米级的顶层无机薄膜32。在该步骤中，选择合适的等离子体功率，将不同种类的前驱体交替通入，不同的前躯体将会在金属膜31表面依次形成饱和吸附完成化学反应，通过控制循环次数以此控制生长的薄膜厚度在其表面沉积一层纳米尺度的顶层无机薄膜32。具体而言，依次通入的前驱体为3种，其包括但不限于以下组合：Al(CH3)3、O2和O3，CH3Si[N(CH3)2]3、O2和O3。在三种前驱体中，仅氧气需要被等离子体活化。O2和O3以2:1的流量比例通入腔体中，使内部的有机前驱体进行充分反应。携带前驱体的载气流量为50sccm～150sccm，腔体内的反应温度被设定为60℃～80℃。等离子体功率为1000W～1500W。进而生成纳米级薄膜，该纳米级薄膜为Al2O3薄膜、SiO2薄膜的一种或两种。且，顶层无机薄膜32的厚度为20nm～50nm。
在完成底层薄膜的制备后，再次对其进行等离子体活化处理，工艺与步骤2相同。
步骤6：在所述顶层无机薄膜32的表面进行光刻处理，进而在所述顶层无机薄膜32的表面形成多个呈阵列排布的圆柱，即柱状原子层沉积薄膜阵列40。具体而言，在顶层无机薄膜32用旋涂工艺均匀涂覆一层HMDS，增加粘附性，用旋涂法再表面涂覆一层光刻胶，一般为正性光刻胶，采用掩模板对光刻胶进行曝光、显影、清洗、干燥等步骤，放入手套箱保存。其中,所选光刻胶为正性光刻胶，包括但不限于邻-叠氮醌类的光刻胶。所选显影液包括但不限于四甲基氢氧化铵显影液。所选显影液不可为碱性显影液。所选掩模板的圆形阵列单个直径为0.9μm～1.3μm。所选光刻处理的光源包括但不限于紫外光。将经过光刻处理的柔性器件放入等离子体原子层沉积的腔体中，进行等离子体活化处理后，依次通入的前驱体为3种，其包括但不限于以下组合：Al(CH3)3、O2和O3，CH3Si[N(CH3)2]3、O2和O3,以生长一层原子层沉积薄膜。该原子层沉积薄膜的厚度为20nm～30nm。该原子层沉积薄膜的种类包括但不限于：Al2O3薄膜、SiO2薄膜。用光刻胶剥离液去除表面的固化光刻胶，经过等离子体清洗、干燥箱烘干后，得到柱状原子层沉积薄膜阵列40。光刻胶剥离液包括但不限于813GD剥离液。
本发明首先利用低温等离子体原子层沉积制备一层有效阻隔水氧的无机金属氧化物薄膜，然后通过磁控溅射的方法在低温下镀一层金属膜，再通过等离子体原子层沉积制备复合薄膜，最后将光刻技术与等离子体原子层沉积技术相结合，在顶层薄膜表面制备柱状阵列结构，从而制备超疏水性阻隔薄膜。
如图2所示，本发明还提供了一种柔性显示器的封装结构，采用上述的封装方法得到，包括基底、设于所述基底上的器件、依次封装于所述器件表面且相互交联的底层薄膜、金属膜、顶层无机薄膜以及呈阵列排布于所述顶层无机薄膜表面的多个柱状原子层沉积薄膜阵列。其中，所述底层薄膜为Al2O3薄膜、SiO2薄膜中的一种或两种；所述顶层无机薄膜为Al2O3薄膜、SiO2薄膜中的一种或两种，所述柱状原子层沉积薄膜阵列为Al2O3薄膜、SiO2薄膜中的一种或两种。所述底层薄膜的厚度为20nm～50nm，所述金属膜的厚度为20nm～30nm，所述顶层无机薄膜的厚度为20nm～50nm，单个所述柱状原子层沉积薄膜阵列的厚度为20nm～30nm，直径为0.9μm～1.3μm。
进一步的，底层薄膜、顶层无机薄膜以及呈阵列排布于所述顶层无机薄膜均采用温等离子体原子层沉积制备沉积得到，其与相邻层相互掺杂交联，可以增加整体封装结构阻隔薄膜的致密性，利于吸收进入薄膜的水汽从而延长水汽达到显示器件表面的时间，延长器件寿命。
本发明中，对于柔性基底的保护，在各层薄膜制备和前后处理的工艺步骤中，处理温度均不超过80℃，保障了耐热性不高的柔性基底的性能稳定性。
在发明中，在制备金属氧化物薄膜的过程中，等离子体原子层沉积腔体在没有载气通入时，其内部压强应当小于1Pa，保证前驱体能够在整个腔体内部均匀扩散，实现对柔性器件表面的均匀包覆。
在发明中，通过选择性等离子体原子层沉积技术，在顶层薄膜表面制备了柱状阵列，有效提高了表面疏水性能，使该阻隔膜为超疏水性薄膜。
实施例1
本实施例的一种柔性显示器的封装方法具体步骤如下：
(1)柔性器件清洗、等离子体前处理。对柔性器件表面进行前期预处理，包括表面清洁、烘干储存等；然后将器件转移至等离子体增强原子层沉积腔体中，腔体压力为250Pa，温度为60℃，惰性气体以周期脉冲的形式通入等离子体发生器中，脉冲周期5s，氩气的流量为0sccm～50sccm；等离子体发生器功率为500W,电离处理时间300s，处理后器件表面的静态接触角由105°减小至39°，由疏水表面变为亲水表面。
(2)底层薄膜的制备。保持等离子体增强原子层沉积腔体的温度为80℃，腔体压力250Pa,氧气流量为50sccm,等离子体发生器功率为1500W，以Al(CH3)3和氧等离子体为前驱体，同时通入25sccm的O3，在器件表面沉积一层氧化铝薄膜，氩气为载气，载气流量100sccm，生长周期为150cycles，氧化铝薄膜厚度约为37nm，折射率约为1.63。
(3)中间层金属膜的制备。将生长了底层膜的柔性器件转移至磁控溅射腔体中，腔体气氛为氩气，溅射温度为70℃，在器件上继续溅射一层金属Mg，Mg膜的厚度为30nm。
(4)顶层无机薄膜的制备及光刻处理。将柔性器件再次转移至等离子体增强原子层沉积设备的腔体内，在器件表面再生长一层150cycles的氧化铝薄膜，与制备底层薄膜的工艺相同。然后在该层薄膜表面涂覆一层HDMS和正性光刻胶,用直径为1.3μm的圆形阵列掩膜版对其进行光刻处理，经过曝光、显影、清洗、干燥等步骤，放入手套箱保存。
(5)圆柱阵列结构薄膜的制备。将柔性器件再次放入等离子体增强原子层沉积腔体中，保持腔体内温度为60℃，腔体压力250Pa，等离子体发生器功率为1500W，以CH3Si[N(CH3)2]3和氧等离子体为前驱体，在器件表面沉积一层氧化铝薄膜，氩气为载气，载气流量100sccm，生长厚度为30nm的氧化硅薄膜。通过清洗去除柔性表面的光刻胶，即得到氧化硅薄膜圆柱阵列。
实施例2
本实施例的一种柔性显示器的封装方法具体步骤如下：
(1)柔性器件清洗、等离子体前处理。对柔性器件表面进行前期预处理，包括表面清洁、烘干储存等；然后将器件转移至等离子体增强原子层沉积腔体中，腔体压力为200Pa，温度为50℃，氩气以周期脉冲的形式通入等离子体发生器中，脉冲周期5s，氩气的流量为0sccm～50sccm；等离子体发生器功率为350W,前处理时间250s，处理后器件表面的静态接触角由105°减小至50°，由疏水表面变为亲水表面。
(2)底层薄膜的制备。保持等离子体增强原子层沉积腔体内温度为60℃，腔体压力200Pa，氧气流量为50sccm，等离子体发生器功率为1500W，以Al(CH3)3和氧等离子体为前驱体，同时通入25sccm的O3，在器件表面沉积一层氧化铝薄膜，氩气为载气，载气流量120sccm，生长周期为200cycles，氧化铝薄膜厚度约为47nm，折射率约为1.61。
(3)中间层金属膜的制备。将生长了底层膜的柔性器件转移至磁控溅射腔体中，腔体气氛为氩气，溅射温度为50℃，在器件上继续溅射一层金属Al，Al膜的厚度为25nm。
(4)顶层无机薄膜的制备及光刻处理。将柔性器件再次转移至等离子体增强原子层沉积设备的腔体内，在器件表面再生长一层100cycles的氧化硅薄膜，与制备底层薄膜的工艺相同。然后在该层薄膜表面涂覆一层HDMS和正性光刻胶，用直径为0.9μm的圆形阵列掩膜版对其进行光刻处理，经过曝光、显影、清洗、干燥等步骤，放入手套箱保存。
(5)圆柱阵列结构薄膜的制备。将柔性器件再次放入等离子体增强原子层沉积腔体中，保持腔体内的反应温度为80℃，腔体内压力为200Pa，等离子体发生器功率为1000W，以CH3Si[N(CH3)2]3和氧等离子体为前驱体，氩气为载气，载气流量100sccm，生长厚度为20nm的氧化硅薄膜。通过清洗去除柔性表面的光刻胶，即得到氧化硅薄膜圆柱阵列。
实施例3
本实施例的一种柔性显示器的封装方法具体步骤如下：
(1)柔性器件清洗、等离子体前处理。对柔性器件表面进行前期预处理，包括表面清洁、烘干储存等；然后将器件转移至等离子体增强原子层沉积腔体中，腔体压力为150Pa，温度为80℃，氩气以周期脉冲的形式通入等离子体发生器中，脉冲周期5s，氩气的流量为0～40sccm；等离子体发生器功率为300W,电离处理的时间为180s，处理后器件表面的静态接触角由105°减小至47°，由疏水表面变为亲水表面。
(2)底层薄膜的制备。保持等离子体增强原子层沉积腔体内温度为40℃，腔体压力150Pa，氧气流量为40sccm，等离子体发生器功率为1000W，以Al(CH3)3和氧等离子体为前驱体，同时通入20sccm的O3，在器件表面沉积一层氧化铝薄膜，氩气为载气，惰性气体的载气流量50sccm，生长周期为100cycles，氧化铝薄膜厚度约为23nm，折射率约为1.64。
(3)中间层金属膜的制备。将生长了底层膜的柔性器件转移至磁控溅射腔体中，腔体气氛为氩气，溅射温度为60℃，在器件上继续溅射一层金属Mg，Mg膜的厚度为20nm。
(4)顶层无机薄膜的制备及光刻处理。将柔性器件再次放入等离子体增强原子层沉积腔体中，保持该腔体内反应温度为40℃，腔体压力为150Pa，等离子体发生器功率为1000W，以CH3Si[N(CH3)2]3和氧等离子体为前驱体，氩气为载气，惰性载气流量为150sccm，生长厚度为20nm的氧化硅薄膜。然后在该层薄膜表面涂覆一层HDMS和正性光刻胶,用直径为1μm的圆形阵列掩膜版对其进行光刻处理，经过曝光、显影、清洗、干燥等步骤，放入手套箱保存。
(5)圆柱阵列结构薄膜的制备。将柔性器件再次转移至等离子体增强原子层沉积腔体内，在器件表面再生长一层100cycles的氧化铝薄膜，与制备底层薄膜的工艺相同。通过清洗去除柔性表面的光刻胶，即得到氧化铝薄膜圆柱阵列。
实施例4
本实施例的一种柔性显示器的封装方法具体步骤如下：
(1)柔性器件清洗、等离子体前处理。对柔性器件表面进行前期预处理，包括表面清洁、烘干储存等；然后将器件转移至等离子体增强原子层沉积腔体中，腔体压力为200Pa，温度为60℃，氩气以周期脉冲的形式通入等离子体发生器中，脉冲周期3s，氩气的流量为0～50sccm；等离子体发生器功率为400W,前处理时间250s，处理后器件表面的静态接触角由105°减小至43°，由疏水表面变为亲水表面。
(2)底层薄膜的制备。保持等离子体增强原子层沉积腔体温度为50℃，腔体压力180Pa，氧气流量为40sccm，等离子体发生器功率为1200W，以Al(CH3)3和氧等离子体为前驱体，同时通入20sccm的O3，在器件表面沉积一层氧化铝薄膜，氩气为载气，载气流量100sccm，生长周期为90cycles，氧化铝薄膜厚度约为20nm，折射率约为1.65。然后对器件表面进行等离子体前处理，工艺与上一步相同。保持该腔体内反应温度为50℃，腔体压力为180Pa，等离子体发生器功率为1200W，以CH3Si[N(CH3)2]3和氧等离子体为前驱体，氩气为载气，载气流量130sccm，在氧化铝薄膜表面生长一层厚度为10nm的氧化硅薄膜。
(3)中间层金属膜的制备。将生长了底层膜的柔性器件转移至磁控溅射腔体中，腔体气氛为氩气，溅射温度为70℃，在器件上继续溅射一层金属Al，Al膜的厚度为25nm。
(4)顶层无机薄膜的制备及光刻处理。将柔性器件再次放入等离子体增强原子层沉积腔体中，保持该腔体内反应温度为50℃，腔体压力为180Pa，等离子体发生器功率为1200W，以CH3Si[N(CH3)2]3和氧等离子体为前驱体，氩气为载气，载气流量140sccm，生长厚度为20nm的氧化硅薄膜。然后在该层薄膜表面涂覆一层HDMS和正性光刻胶，用直径为1.2μm的圆形阵列掩膜版对其进行光刻处理，经过曝光、显影、清洗、干燥等步骤，放入手套箱保存。
(5)圆柱阵列结构薄膜的制备。将柔性器件再次转移至等离子体增强原子层沉积腔体内，在器件表面再生长一层90cycles的氧化铝薄膜，与制备底层氧化铝薄膜的工艺相同。通过清洗去除柔性表面的光刻胶，即得到氧化铝薄膜圆柱阵列。
实施例5
本实施例的一种柔性显示器的封装方法具体步骤如下：
(1)柔性器件清洗、等离子体前处理。对柔性器件表面进行前期预处理，包括表面清洁、烘干储存等；然后将器件转移至等离子体增强原子层沉积腔体中，腔体压力为200Pa，温度为60℃，氩气以周期脉冲的形式通入等离子体发生器中，脉冲周期5s，氩气的流量为0～50sccm；等离子体发生器功率为500W，前处理时间300s，处理后器件表面的静态接触角由105°减小至39°，由疏水表面变为亲水表面。
(2)底层薄膜的制备。保持等离子体增强原子层沉积腔体内温度为60℃，腔体压力200Pa，氧气流量为50sccm，等离子体发生器功率为1200W，以Al(CH3)3和氧等离子体为前驱体，同时通入25sccm的O3，在器件表面沉积一层氧化铝薄膜，氩气为载气，载气流量为100sccm，生长周期为100cycles，氧化铝薄膜厚度约为23nm，折射率约为1.64。然后对器件表面进行等离子体前处理，工艺与上一步相同。保持该腔体内反应温度为60℃，腔体压力200Pa，等离子体发生器功率为1000W，以CH3Si[N(CH3)2]3和氧等离子体为前驱体，氩气为载气，载气流量100sccm，在氧化铝薄膜表面生长一层厚度为10nm的氧化硅薄膜。
(3)中间层金属膜的制备。将生长了底层膜的柔性器件转移至磁控溅射腔体中，腔体气氛为氩气，溅射温度为80℃，在器件上继续溅射一层金属Al，Al膜的厚度为20nm。
(4)顶层无机薄膜的制备及光刻处理。将柔性器件再次放入等离子体增强原子层沉积腔体中，保持腔体温度为60℃，腔体压力200Pa，等离子体发生器功率为1200W，以CH3Si[N(CH3)2]3和氧等离子体为前驱体，氩气为载气，载气流量100sccm，生长厚度为30nm的氧化硅薄膜。然后在该层薄膜表面涂覆一层HDMS和正性光刻胶，用直径为1μm的圆形阵列掩膜版对其进行光刻处理，经过曝光、显影、清洗、干燥等步骤，放入手套箱保存。
(5)圆柱阵列结构薄膜的制备。将柔性器件再次转移至等离子体增强原子层沉积腔体内，在器件表面再生长一层20nm氧化铝-10nm氧化硅复合薄膜，与制备底层复合薄膜的工艺相同。通过清洗去除柔性表面的光刻胶，即得到氧化铝氧化硅复合薄膜圆柱阵列。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性显示器的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1将置于柔性基底(10)上的器件(20)置于等离子体增强原子层沉积设备的腔体中，并对所述器件(20)的表面进行等离子活化处理；
S2向所述腔体中交替循环通入多种前驱体，所述多种前驱体在所述器件(20)表面依次形成饱和吸附并进行化学反应，以在所述器件(20)表面生成与所述器件(20)表面交联的底层薄膜(30)；
S3对所述底层薄膜(30)进行等离子体活化处理后，取出表面交联有所述底层薄膜(30)的器件(20)，在所述底层薄膜(30)上溅射一层金属膜(31)；
S4将溅射有所述金属膜(31)的器件(20)转移至等离子体增强原子层沉积设备的腔体中，重复步骤S2，以在所述金属膜(31)表面生成与所述金属膜(31)交联的顶层无机薄膜(32)；
S5取出交联有所述顶层无机薄膜(32)的器件(20)，对所述顶层无机薄膜(32)进行光刻处理后，将所述器件(20)转移至等离子体增强原子层沉积设备的腔体中，重复步骤S2，以生成多个呈阵列排布的柱状原子层沉积薄膜阵列(40)，进而完成所述器件(20)的致密包覆和封装。
2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤S1中，等离子活化处理包括以下步骤：将所述腔体预热到40℃～60℃后，采用循环脉冲的形式向所述腔体中通入惰性气体，同时，采用高频电场对所述惰性气体进行电离180s～300s，所述电离的功率为300W～500W。
3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤S2中，所述多种前驱体为三种，其包括以下组合：Al(CH3)3、O2和O3以及CH3Si[N(CH3)2]3、O2和O3。
4.根据权利要求3所述的封装方法，其特征在于，步骤S2中，向所述腔体中通入O2时，对所述O2进行等离子活化处理，其中，等离子活化处理的功率为1000W～1500W，所述腔体中的温度设定为60℃～80℃。
5.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤S2中，所述多种前驱体均通过气体携载的方式通入所述腔体中，且携载所述多种前驱体的气体的气流量为100sccm～150sccm；通过控制所述多种前驱体交替循环通入的次数来控制所述底层薄膜(30)的厚度。
6.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤S3中，采用磁控溅射的方法在所述底层薄膜(30)上溅射一层金属膜(31)，其中，所述磁控溅射的温度低于所述柔性基底(10)的热解温度，且所述磁控溅射的过程在惰性氛围中进行；所述金属膜(31)为Al膜、Mg膜的任意一种；所述金属膜(31)的厚度为20nm～50nm。
7.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，步骤S5中，所述光刻处理具体包括以下步骤：在所述顶层无机薄膜(32)的表面旋涂一层HDMS后，再在所述HDMS表面涂覆一层正性光刻胶，然后采用呈圆形阵列排布的掩膜版对所述光刻胶进行曝光、显影、清洗、干燥处理。
8.一种柔性显示器的封装结构，其特征在于，采用权利要求1-7中任一项所述的封装方法得到，所述封装结构包括基底(10)、设于所述基底(10)上的器件(20)、依次封装于所述器件(20)表面的底层薄膜(30)、金属膜(31)、顶层无机薄膜(32)以及呈阵列排布于所述顶层无机薄膜(32)表面的多个柱状原子层沉积薄膜阵列(40)。
9.根据权利要求8所述的封装结构，其特征在于，所述底层薄膜(30)为Al2O3薄膜、SiO2薄膜中的一种或两种；所述顶层无机薄膜(32)为Al2O3薄膜、SiO2薄膜中的一种或两种，所述柱状原子层沉积薄膜阵列(40)为Al2O3薄膜、SiO2薄膜中的一种或两种。
10.根据权利要求8所述的封装结构，其特征在于，所述底层薄膜(30)的厚度为20nm～50nm，所述金属膜(31)的厚度为20nm～30nm，所述顶层无机薄膜(32)的厚度为20nm～50nm，单个所述柱状原子层沉积薄膜阵列(40)的厚度为20nm～30nm，直径为0.9μm～1.3μm。
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