一種薄膜封裝結(jié)構(gòu)和具有該結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子器件封裝結(jié)構(gòu)，具體地說，涉及一種薄膜封裝結(jié)構(gòu)和具有該結(jié)構(gòu) 的有機(jī)發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于有機(jī)發(fā)光二極管（OLED)而言，工作時需要從陰極注入電子，陰極采用低功 函數(shù)的金屬如鋁、鎂、銀、鈣等，這些金屬比較活潑，易受水汽及氧氣的影響發(fā)生反應(yīng)，同時 OLED器件中的其他有機(jī)材料也易受水汽及氧氣的影響發(fā)生變化，進(jìn)而使得這些材料的性質(zhì) 及性能發(fā)生退化或失效，最終導(dǎo)致器件使用壽命縮短，因此為達(dá)到延長器件壽命的目的，如 何對器件進(jìn)行高效的封裝，使器件的各功能層與周圍環(huán)境中的水汽、氧氣等隔離開來，是至 關(guān)重要的。
[0003] 傳統(tǒng)的OLED器件封裝是在基板玻璃上制作電極和各功能層，然后使用具有良好 的化學(xué)穩(wěn)定性、致密性及電絕緣性的玻璃基板作為器件的保護(hù)蓋板對器件進(jìn)行保護(hù)，但玻 璃基板的力學(xué)性能較差，易出現(xiàn)裂紋和斷膠現(xiàn)象，也無法滿足柔性效果的要求，且玻璃基板 占用空間較大，不符合OLED器件輕薄化的發(fā)展趨勢。
[0004] 薄膜封裝（TFE)技術(shù)通過形成結(jié)構(gòu)致密的薄膜對封裝區(qū)域的器件進(jìn)行物理保護(hù)， 是一種無間隙封裝方法，隔離水汽和氧氣的效果更佳，薄膜封裝技術(shù)常采用化學(xué)氣相沉積 (CVD)技術(shù)和原子層沉積（ALD)技術(shù)形成薄膜，CVD技術(shù)和ALD技術(shù)在反應(yīng)過程中使用前驅(qū) 體，往往有有害氣體參與或釋放，存在危害環(huán)境和人體的隱患，并存在沉積速度慢、工藝復(fù) 雜等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種薄膜封裝結(jié)構(gòu)，用于封裝基板上的 功能器件，包括：覆蓋于所述功能器件之上的混合層薄膜與位于所述混合層薄膜之上的無 機(jī)層薄膜，所述混合層薄膜主要由非晶態(tài)三氧化二鋁與晶態(tài)氧化物組成。
[0006] 進(jìn)一步地，所述晶態(tài)氧化物選自晶態(tài)二氧化鋯、晶態(tài)氧化鋅和晶態(tài)氧化鎂的一種 或多種。
[0007] 進(jìn)一步地，所述非晶態(tài)三氧化二鋁與晶態(tài)氧化物的質(zhì)量比為3~7。
[0008] 進(jìn)一步地，所述無機(jī)層薄膜為SiNx薄膜。
[0009] 進(jìn)一步地，所述SiNx薄膜為SiN薄膜或Si3N4薄膜。
[0010] 進(jìn)一步地，所述混合層薄膜厚度為50~lOOOnm，所述無機(jī)層薄膜厚度為10~ lOOOnm。
[0011] 本發(fā)明同時提供一種上述薄膜封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，所述混合層薄膜采用對靶濺 射方法制備，所述無機(jī)層薄膜采用磁控濺射方法制備。
[0012] 進(jìn)一步地，所述對靶濺射方法的工藝條件為：濺射功率為300~800W，氬氣流量為 30~80sccm，壓力介于0. 5~8mTorr之間，氧氣流量為0. 1~lOsccm，沉積時間為IOmin~ 5h〇
[0013] 進(jìn)一步地，所述磁控濺射方法的工藝條件為：濺射功率為300~800W，氬氣流量為 30~80sccm，壓力介于0? 5~2mTorr之間，沉積時間為IOmin~5h。
[0014] 本發(fā)明同時提供一種有機(jī)發(fā)光裝置，包括基板、位于所述基板上的OLED器件及如 上所述的薄膜封裝結(jié)構(gòu)。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：采用濺射設(shè)備中的對靶濺射方 法同時濺射兩種靶材，得到主要由非晶態(tài)三氧化二鋁與晶態(tài)氧化物兩種材質(zhì)組成的混合層 薄膜，然后再采用濺射設(shè)備中的磁控濺射方法進(jìn)行無機(jī)層薄膜沉積，混合層薄膜與無機(jī)層 薄膜形成的保護(hù)膜成膜堅固，致密性和均勻性好，可達(dá)到有效封裝器件整體和邊緣的效果， 器件重量和成本可顯著降低；混合層薄膜還可以充當(dāng)緩沖層，避免沉積無機(jī)層薄膜時對器 件的損傷；且在沉積薄膜過程中沉積條件和厚度易控制，可批量生產(chǎn)，無有毒氣體參與，不 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無污染物產(chǎn)生，對環(huán)境友好，同時也滿足柔性O(shè)LED器件的要求。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的薄膜封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明的對靶濺射沉積示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明的磁控濺射沉積示意圖；
[0019] 其中，附圖標(biāo)記說明如下：
[0020] 10 :混合層薄膜
[0021] 20 :無機(jī)層薄膜
[0022] 30 :器件
[0023] 40:基板
[0024] 50、50 ' ：掩模
[0025] 60 :第一靶材
[0026] 70 :第二靶材
[0027] 80 :第三靶材
【具體實(shí)施方式】
[0028] 現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形 式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明更 全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中相同的附 圖標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略對它們的重復(fù)描述。
[0029] 術(shù)語第一、第二、第三僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者 隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。
[0030] 如圖1所示，本發(fā)明的薄膜封裝結(jié)構(gòu)用于封裝形成于基板40之上的功能器件30。 本發(fā)明中的功能器件30包括但不限于OLED器件和太陽能電池，當(dāng)器件30為OLED器件時， 器件30自下而上可以依次設(shè)置陽極、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、陰極，還可以進(jìn)一 步包括空穴注入層、電子注入層、TFT陣列基板等。
[0031] 薄膜封裝結(jié)構(gòu)主要由混合層薄膜10和無機(jī)層薄膜20組成，混合層薄膜10和無機(jī) 層薄膜20根據(jù)需要覆蓋器件30的表面和/或側(cè)邊，無機(jī)層薄膜20位于混合層薄膜10之 上并覆蓋混合層薄膜10表面和側(cè)邊?；旌蠈颖∧?0位于無機(jī)層薄膜20下面可起到緩沖 作用，降低形成無機(jī)層薄膜20時磁控濺射的作用力和無機(jī)層薄膜20的應(yīng)力對器件電極和 功能層的影響?；旌蠈颖∧?0和無機(jī)層薄膜20可采用現(xiàn)有技術(shù)中存在的各種物理沉積方 法進(jìn)行制備，包括蒸鍍、濺射和離子鍍膜等，優(yōu)選濺射方法。
[0032] 混合層薄膜10由非晶態(tài)三氧化二鋁（Al2O3)與晶態(tài)氧化物組成。晶態(tài)氧化物可選 自晶態(tài)二氧化鋯（ZrO2)、晶態(tài)氧化鋅（ZnO)和晶態(tài)氧化鎂（MgO)的一種或多種。發(fā)明人研 宄發(fā)現(xiàn)，若僅采用晶體結(jié)構(gòu)的氧化物作為薄膜封裝材料，則由于晶體結(jié)構(gòu)氧化物本身就易 透水氧，所以封裝效果不好。本發(fā)明提出采用晶體結(jié)構(gòu)氧化物與非晶結(jié)構(gòu)氧化物共濺射形 成非晶結(jié)構(gòu)薄膜，在成膜過程中，非晶態(tài)Al2O3可有效限制晶態(tài)氧化物沿某個晶向生長，使 得混合層薄膜10組成均勻，結(jié)構(gòu)致密，表面粗糙度低，降低水氧侵透，增強(qiáng)封裝效果。
[0033] 當(dāng)晶態(tài)氧化物為晶態(tài)ZrOJt，如采用單斜晶系ZrO2，非晶態(tài)Al2O3可以有效限制 Zr〇0SB體在某個晶向的生長，降低缺陷的產(chǎn)生，使得Al203-Zr(V薄膜整體呈現(xiàn)非晶態(tài)，表面 粗糙度得到很大改善，有利于在Al2O3-ZrO2混合層薄膜10表面上進(jìn)一步形成致密的無機(jī)層 薄膜20,從而形成致密性高的保護(hù)層，有效抵擋周圍環(huán)境中水汽和氧氣的滲入。
[0034] 當(dāng)晶態(tài)氧化物為晶態(tài)ZnO時，晶態(tài)ZnO通常具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)或立方閃鋅礦結(jié) 構(gòu)，形成混合層薄膜10過程中，非晶態(tài)Al2O3可以有效限制ZnO晶體在某個晶向的生長，降 低缺陷的產(chǎn)生，并且形成的Al2O3-ZnO混合層薄膜10在可見光區(qū)有很高的透過率，最高值可 達(dá)90%，可應(yīng)用于頂發(fā)射型OLED器件。
[0035] 當(dāng)晶態(tài)氧化物為晶態(tài)MgO時，晶態(tài)MgO屬于NaCl結(jié)構(gòu)，形成混合層薄膜10過程 中，非晶態(tài)Al2O3可以有效限制MgO晶體在某個晶向的生長，有效改善表面粗糙度，形成的 Al2O3-MgO混合層薄膜10具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，非常適合作為無機(jī)層薄膜20 的緩沖層，同時MgO具有一定的吸水性，在形成的薄膜封裝結(jié)構(gòu)中不僅具有良好的封裝效 果，而且在水汽、氧氣滲入時，MgO還具有干燥劑的作用。
[0036] 混合層薄膜10中非晶態(tài)Al2O3與晶態(tài)氧化物的質(zhì)量比約在3~7范圍內(nèi)，可通過調(diào) 整濺射功率和氧氣流量進(jìn)行控制。混合層薄膜10厚度為50~lOOOnm，優(yōu)選200~600nm。
[0037] 無機(jī)層薄膜20的材料本發(fā)明不加限制，只要其可有效阻隔水氧。例如，可以是材 料為Ti02、5102或51^等的薄膜，優(yōu)選阻隔水氧性能優(yōu)良的SiNx薄膜，該SiNx薄膜可以是 SiN薄膜或Si3N4薄膜。無機(jī)層薄膜20厚度為10~lOOOnm，優(yōu)選200~600nm。
[0038] 混合層薄膜10優(yōu)選采用派射技術(shù)中的對祀派射（FacingTargetSputter)方法 制備，如圖2所示，設(shè)置非晶態(tài)Al2O3和晶態(tài)氧化物靶材各一個，分別作為第一靶材60和 第二靶材70。第一靶材