TWI225278B - Barrier stack - Google Patents

Description

1225278 五、發明說明（1 ) 發明領域 本發明通常係關於一種元件，如有機發光二極體 (OLED)元件的封裝或密封之方法。 發明背景 第1圖爲OLED元件100，例如，其可以當作各種型式 之消費性電子產品的顯示器，其中包含手機，智慧型手 機’個人組織器，記錄器’廣告看板，觸控螢幕顯示器 ’視訊會議和多媒體產品，虛擬實境產品，及顯示亭。 OLED元件包含形成在基板ι〇1上之功能堆疊層。功 能堆疊層包含一個或更多個位在兩個當作電極（陰極和 陽極）的導電層之間之有機功能層。該導電層被製作成 期望的圖案，例如，以成像素的，或顯示段的，或其他 型式的元件。電荷載子經由焊接墊1 5 0通過陰極和陽極 注入，用以在功能層重組。電荷載子的重組可使功能層 發射可見光。元件用帽層160封裝。因爲主動構件，如 陰極，會受濕氣或氧氣的不良衝擊，所以OLED元件需 要密封。 形成在聚合物基板上之可撓式OLED元件已被硏究。 由於聚合物材料對濕氣和氧氣的低障壁性能，所以基板 需要塗佈障壁。典型的障壁包含氧化物或氮化物。如氧 化鋁，氧化矽，或氮化矽。障壁層係藉由物理氣相沈積 法（PVD)或化學氣相沈積法（CVD)，形成在聚合物基板上 。當障壁層沈積在聚合物材料上時，會有缺陷產生，如 針孔，破裂和結晶邊界。這些缺陷對障壁層的障壁特性 有不良的影響。多重金屬氧化物層已被提出去改善障壁性 1225278 五、 發明說明 ( 2) 能 〇 但 是 ，多 重 金屬氧化物層的使用仍然無法 ;滿 丨足 OLED 元 件 對 障 壁 性 能 的需求，因爲這些針孔或缺 陷 容 易 傳 遞 到 後 面 各 層 〇 基 於 刖 面 討 論 的提示，本發明希望能提供 OLED 元 件 改 善 的 障 壁 尤 其是可撓式OLED。 發 明 總 述 本 發 明 係 關 於 一種用以改善元件，如0 L E D 元 件 密 封 之 障 壁 堆 疊 層 。該障壁堆疊層包含第一和 第 二 基 底 層 〇 第 一 基 底 層 包 含至少其中之一表面有塗佈 障 壁 層 之 可 撓 式 基 板 Ο 第 二 基底層包含至少其中之一表 面 有 塗 佈 障 壁 層 之 可 撓 式 基 板。兩個基底層用高障壁黏 接 物 黏 接 在 —* 起 0 在 另 一 實 施例中，將障壁層塗佈一墊 片 層 密 封 在 障 壁 層 上 之 微 米和奈米級缺陷，以增強障 壁 堆 疊 層 之 障 壁 特 性 〇 is. 是 在另一實施例中，在基底層 之 間 提 供 一 薄 金 屬 如 鋁 或 銅。 圖 式 簡 述 第 1 圖 爲 傳 統 的OLED元件； 第 2 圖 到 第 4 I 爲根據本發明各實施例之障 壁 堆 疊 層 9 第 5 圖 爲 根 據 本發明之一實施例的OLED元件 ;及 第 6 圖 到 第 7 圖爲根據本發明另一實施例 的 OLED 元 件 〇 優 選 實 施 例 說 明 根 據 本 發 明 5 提供一種改良式障壁堆疊層 〇 此 障 壁 堆 疊 層 係 要 有 效 地 改善元件密封的成本。此外 障 壁 堆 疊 層 可 以 用 以 當 作 在其上可以製造元件主動構 -4- 件 之 基 板 和 1225278 五、發明說明（3) 元件封裝體。雖然在本發明之文脈中只述及0LED元件 ，但是通常本發明也可以應用到其他型式之元件中，尤其 是那些需要密封以保護構件免於受到環境影響之元件。 參考第2圖，其圖示根據本發明之一實施例的障壁堆 疊層201。此障壁堆疊層包含許多黏接在一起之基底層 210。如圖所示障壁堆疊層包含第一和第二基底層。也 可以使用具有兩個以上基底層之障壁堆疊層。在本實施 例中，基底層包含可撓式支承體或基板2〗5。例如，該 可撓式基板係由聚合物材料所形成的，如聚酯，聚對苯 二甲酸乙二醇酯（PET)，聚丙烯，和聚醯胺，如醯胺纖 維，PEN，PES或PC。也可以使用其他的可撓式材料形 成可撓式基板。聚合物材料主要是能使用滾動式製程製 造元件。 支承體層至少有一主表面塗佈障壁層2 i 7，以抑制濕 氣或氧氣遷移通過。可撓式基板最好在兩個主表面上都 有塗佈障壁層。也可以使用一個塗佈主表面和另一個塗 佈兩個表面所提供之支承體層組合。典型地，障壁層包 含金屬氧化物，例如，氧化鋁或氧化矽。也可以使用其 他的材料，如氮化物，形成障壁層。在塑膠支承體層上 ’可以使用各種不同的傳統技術形成障壁層。該種技術 包含’例如，濺鍍，電子束蒸鍍，電漿蒸鍍，或化學氣 相蒸鍍，或電漿聚合作用。 例如，可撓式基板和障壁層係由透明材料所形成的。 透明材料的使用允許0LED元件可以透過障壁堆疊層觀 看’也可以使用不透明材料形成障壁堆疊層，尤其是那 1225278 五、發明說明（4) 些不需要透明的應用。 若將障壁堆疊層當作要在其上製作0LED元件之基板 或支承體，則要在其上表面沈積導電層2 5 〇，例如，在 障壁層上沈積導電層。導電層係當作〇LED元件的電極 。在本實施例中’導電層包含由氧化銦錫（IT0)所形成 之透明導電層。也可以使用其他形式之導電材料，如氧 化銦鋅（ΙΖΟ)或氧化鋅（Ζ0)，以形成導電層。形成導電 層可以使用各種不同的傳統技術，包含濺鍍，PVD或 C V D真空製程。導電層可以製作成想要的圖案，例如， 形成OLED元件的陽極。 在另一實施例中，如第3圖所示，在障壁層上可以沈 積一墊片層340，以提供一襯裡的障壁層。墊片層能提 供平坦表面且可將微米和奈米級缺陷密封在障壁層之中 。在本實施例中，墊片層包含有機材料，如丙烯。也可 以使用環氧樹脂系（如熱或UV固化型環氧樹脂系硬式塗 層），矽酮系，或等炔型材料當作墊片層。有機材料可 以使用各種不同的傳統技術，如CVD，真空蒸鑛，旋佈 或製成薄片，沈積在障壁層上。在兩個障壁層之間，也 可以提供具有墊片層之額外的障壁層。但是，堆疊層的 最終層並不需要是墊片層。 在本實施例中，基底層係用黏著層23 0黏接在一起。 黏著層最好包含高障壁黏著物，如UV或熱固化型環氧 樹脂薄片，也可以使用其他型式之高障壁黏著物。黏著 物密封對障壁層有不良的影響，因此要改善障壁層的障 壁性能。與沒有用黏著層黏接之基底層相較，測試結果 1225278 五、 發明說明 (5) 顯 示 障 壁 性 能可 以增 強10到100倍。基 底層可 以 使 用 傳 統 的 薄 片 技術 黏接 ，如UV或熱固化型黏著物黏接t > 基 底 層 可 以以 任何 組態黏接在一起。例 如，基 底 層 可 以 用 障 壁 層 塗佈 在兩 個主表面上，只在一 個主表 面 上 ， 或 在 一 個 和 兩個 主表 面之組合上。基底層 之黏接 最 好 是 兩 個 相 鄰 基 底層 中至 少有一個之障壁層是 用黏著 物 接 觸 〇 例 如 若 基底 層只 有一個主表面有塗佈 ，則其 中 之 一 之 基 底 層 的 障壁 層（或若障壁層有塗佈，則是墊片層）就 會 被 黏 接 到 另一 基底 層的可撓式基板上。 也可以 使 用 將 一 基 底 層 的 障壁 層黏 接到另一基底層的障 壁層之 方 式 0 若 使 用 障 壁 堆疊 層當 作形成OLEDs的基 板，則 需 要 黏 接 基 底 層 以在 障壁 堆疊層的上表面之上 提供導 電 層 0 或 者 在 基 底層 黏接 在一起之後，可以在 障壁堆 疊 層 的 上 表 面 之 上 形成 導電 的氧化物層（如IT0)。 如 第 4 圖 所示 ，薄 金屬層45 0可以任選 地提供 在 兩 個 基 底 層 之 間 。在 本實 施例中，該薄金屬層 包含鋁 0 也 可 以 使 用 其 他 種薄 金屬 層，如銅。因爲薄金 屬層通 常 沒 有 任 何 缺 陷 如針 孔或 細孔，所以其還可以 改善障 壁 堆 疊 層 的 障 壁 特 性。 再者 ，薄金屬層在製成薄 片之後 具 有 很 高 的 可 撓 性 。例 如， 薄金屬層的厚度小於 2 0 0 μιη 〇 第 5 圖 爲 根據 本發 明之一第一實施例的 OLED 元 件 0 障 壁 堆 疊 ：層 ^ 20 1 a當 ’作在其上可以使用> 傳統技 術 形 成 OLED 活 性 構件 560 之基板。例如，說明 在此處 基 於 各 種 目 的而 納入 參考之美國專利第 4, 702,432 號 和 Βι a r r ο υ gh e s 等人 發表 在 1990 年 Nature 第 -7- 34 7期 j 第 539 1225278 五、發明說明（6) 頁之論文中之技術，例如，OLED主動構件包 像素或顯示段（segment)。在OLED主動構件上 保護有機物層和障壁層5 6 5和5 6 7。在本實施 護有機物層包含丙烯系硬式塗層，而障壁層包 化物。也可以使用其他種有機保護層和障壁層 將第二障壁堆疊層201b用黏接物5 8 0黏接 疊層201a，以封裝OLED構件。本實施例可以 黏著物，如UV固化型環氧樹脂，熱固化型環 UV加熱固化型環氧樹脂，或任何其他丙稀系 著物。 第6圖和第7圖爲根據本發明之一實施例的 件501之二次封裝。參考第6圖，其提供大於 件之第一和第二障壁堆疊層601a-b。如第7圖 用傳統製成薄片之技術，將障壁堆疊層一起製 障壁堆疊層最好以高障壁黏著物製成薄片。二 圍繞著OLED元件的邊緣，因此，可以防止濕 的滲透。 本發明已特別圖示及參考各實施例詳細說明 於此項技術人土將瞭解本發明之修正例和變化 脫離其精神和範圍。因此本發明之範圍應不是 之說明決定，而是參考所附之申請專利範圍及 等效範圍一起決定。 〔符號說明〕 元件號數 中文名稱 100 OLED 元件 含 OLED 可以提供 例中，保 含金屬氧 〇 到障壁堆 使用各種 氧樹脂， 高障壁黏 OLED 元 OLED 元 所示，使 成薄片。 次封裝係 氣或氧氣 ，那些精 例並不會 參考上面 其所有的 1225278 五、發明說明（7) 10 1 基板 1 50 焊接墊 1 60 帽層 20 1 障壁堆疊層 2 10 基底層 2 15 基板 2 17 障壁層 230 黏著物 250 導電層 340 墊片層 450 薄金屬層 20 1a 障壁堆疊層 201b 第二障壁堆疊層 501 OLED元件 560 OLED主動構件 565 有機保護層 567 障壁層 5 80 黏著物 60 1a 第一障壁堆疊層 601b 第二障壁堆疊層 70 1 OLED元件 -9-

Claims (1)

1225278 % u V :/ · 補无，丨 _I - ....................六、申請專利範圍 第9 1 1 22303號「密封裝置之障壁堆疊」專利案 (93年5月修正） 六、申請專利範圍： 1. 一種用以抑制氧氣和濕氣擴散之障壁堆疊層，包含 具有第一可撓式基板之第一基底層，其中第一可 繞式基板具有第一表面和相對的第二表面，而且至 少在第一或第二表面的其中之一表面上塗佈第一障 壁層；具有第二可撓式基板之第二基底層，其中第 二可撓式基板具有第一表面和相對的第二表面，而 且至少在第一或第二表面的其中之一表面上塗佈第 二障壁層；及應用在第一和第二基底層之間之黏著 物，當它們放在一起時，黏著物可使第一和第二基 底層黏接在一起。 2. 如申請專利範圍第1項之障壁堆疊層，其中第一基 底層之第一可撓式基板的第一和第二表面係由障壁 堆疊層覆蓋。 3. 如申請專利範圍第2項之障壁堆疊層，其中有一基 底層的障壁層至少其中之一要與黏著物接觸。 4·如申請專利範圍第3項之障壁堆疊層，其中障壁層 包含能抑制氧氣和濕氣擴散之障壁材料。 5.如申請專利範圍第4項之障壁堆疊層，其中黏著物 包含高障壁黏著物，該黏著物將障壁層中的缺陷密 1225278 六、申請專利範圍 封在黏著物接點。 6. 如申請專利範圍第4項之障壁堆疊層，其中至少一 個障壁層包含墊片層將障壁層上方作成襯墊，以形 成加襯的障壁層。 7. 如申請專利範圍第3項之障壁堆疊層，其中障壁材 料係選擇自含有包含氧化鋁之金屬氧化物，氧化矽 和氮化物之群組。 8. 如申請專利範圍第7項之障壁堆疊層，其中至少一 個障壁層包含墊片層將障壁層上方，作成襯墊以形 成加襯的障壁層。 9. 如申請專利範圍第8項之障壁堆疊層，其中黏著物 包含高障壁黏著物，該黏著物將所接觸之障壁層或 多數障壁層中的缺陷密封住。 10. 如申請專利範圍第3項之障壁堆疊層，其中黏著物 包含高障壁黏著物，該黏著物將所接觸之障壁層或 多數障壁層中的缺陷密封住。 11. 如申請專利範圍第2項之障壁堆疊層，其中黏著物 包含高障壁黏著物，該黏著物將所接觸之障壁層或 多數障壁層中的缺陷密封住。 12. 如申請專利範圍第2項之障壁堆疊層，其中至少一 個障壁層包含墊片層將障壁層上方，作成襯墊以形 成加襯的障壁層。 13.如申請專利範圍第2項之障壁堆疊層，其中障壁層 1225278 六、申請專利範圍 包含能抑制氧氣和濕氣擴散之障壁材料。 14.如申請專利範圍第2項之障壁堆疊層，其中障壁材 料係選擇自含有包含氧化銘之金屬氧化物，氧化石夕 和氮化物之群組。 15·如申請專利範圍第2項之障壁堆疊層，其中第二基 底層之第二可撓式基板的第一和第二表面係由障壁 層覆蓋。 16. 如申請專利範圍第1 5項之障壁堆疊層，其中障壁層 包含能抑制氧氣和濕氣擴散之障壁材料。 17. 如申請專利範圍第1 6項之障壁堆疊層，其中黏著物 包含高障壁黏著物，該黏著物將所接觸之障壁層或 多數障壁層中的缺陷密封住。 18. 如申請專利範圍第1 6項之障壁堆疊層，其中至少一 個障壁層包含墊片層將障壁層上方作成襯墊以形成 加襯的障壁層。 设如申請專利範圍第1 5項之障壁堆疊層’其中障壁材 料係選擇自含有包含氧化鋁之金屬氧化物’氧化矽 和氮化物之群組。 2〇·如申請專利範圍第1 9項之障壁堆疊層’其中黏著物 包含高障壁黏著物，該黏著物將所接觸之障壁層或 多數障壁層中的缺陷密封住。 21.如申請專利範圍第1 9項之障壁堆疊層，其中至少一 個障壁層包含墊片層，將障壁層上方作成襯墊以形 1225278 六、申請專利範圍 成加襯的障壁層。 22.如申請專利範圍第丨5項之障壁堆疊層，其中黏著物 €含高障壁黏著物，該黏著物將所接觸之障壁層或 多數障壁層中的缺陷密封住。 23·如申請專利範圍第1項之障壁堆疊層，其中可撓式 基板包含聚合物材料。 24·如申請專利範圍第1項之障壁堆疊層，其中可撓式 基板包含透明的可撓式材料。 25.如申請專利範圍第1項之障壁堆疊層，其中至少一 個障壁層包含墊片層將障壁層上方作成襯墊以形成 加襯的障壁層。 26如申請專利範圍第1項之障壁堆疊層，其中黏著物 包含高障壁黏著物，該黏著物將所接觸之障壁層或 多數障壁層中的缺陷密封住。 27. 如申請專利範圍第1項之障壁堆疊層，其中黏著物 包含環氧樹脂。 28. 如申請專利範圍第1項之障壁堆疊層，其係當作形 成元件之基板。 29. 如申請專利範圍第28項之障壁堆疊層，其中元件包 含OLED元件。 30. 如申請專利範圍第28項之障壁堆疊層，其中元件還 包含當作封裝元件之帽層的另一障壁堆疊層。 31. 如申請專利範圍第30項之障壁堆疊層，其中元件包 1225278 六、申請專利範圍 含OLED元件。 32如申請專利範圍第30項之障壁堆疊層，其中有兩個 大於元件之額外的障壁堆疊層與位在其.間之元件黏 接在一起，以當作元件之封裝體。 33如申請專利範圍第32項之障壁堆疊層，其中元件包 含OLED元件。 34如申請專利範圍第28項之障壁堆疊層，其中有兩個 大於元件之額外的障壁堆疊層與位在其間之元件黏 接在一起，以當作元件之封裝體。 35如申請專利範圍第3 4項之障壁堆疊層，其中元件包 含OLED元件。 -