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      形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法

      文檔序號:8194310閱讀:250來源:國知局
      專利名稱:形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種形成有機發(fā)光元件(有機EL元件)的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,尤其涉及一種應(yīng)用于有機發(fā)光顯示器(OLED)的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法。
      背景技術(shù)
      隨著信息時代的來臨,顯示器已成為電氣設(shè)備的必要元件,例如筆記型電腦、移動電話、資訊家電(IA)以及個人數(shù)字助理(PDA)等,大多需要顯示器元件。一般來說,輕、薄、省電是對顯示器的基本要求,但受限于視角、應(yīng)答速度、亮度、圖像質(zhì)量以及對溫度的穩(wěn)定性等要求,新一代顯示器技術(shù)中,有機發(fā)光顯示器元件(Organic Light Emitting Device,OLED)由于具有自發(fā)光性(不需使用背光源)、視角廣、應(yīng)答速度快、制造工藝簡單、耗電低等良好特性,目前已成為所屬領(lǐng)域技術(shù)人員積極研究開發(fā)的產(chǎn)品。
      由于有機發(fā)光顯示器發(fā)展的歷史還不夠長,目前的技術(shù)尚面臨一些有待突破的問題。尤其是,大氣中的水氣與氧氣很容易造成有機發(fā)光顯示器元件(簡稱有機EL元件)的陰極氧化以及有機化合物介面剝離等現(xiàn)象,使得有機EL元件極易產(chǎn)生暗點(darkspot),不但降低顯示器的良好率以及所發(fā)出的輝度,同時亦縮短了顯示器的使用壽命。為了避免上述缺陷,傳統(tǒng)的技術(shù)多以金屬封裝罐或玻璃封裝罐的封裝保護(hù)來避免有機發(fā)光顯示器元件中的電極層材料以及有機層材料與外界環(huán)境接觸。然而,金屬封裝罐在制造上具有重量重、易被氧化等缺點,玻璃封裝罐具有不易加工、易碎、體積大以及重量重等缺點。而且,金屬與玻璃的接著性差、元件粘合處的平坦度要求又高,封裝上極易因應(yīng)力不均而造成剝離現(xiàn)象,況且隨著采用塑料基板來制作有機EL元件的趨勢,將來可能不再使用金屬或玻璃封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)。因此,為了能夠使有機EL元件達(dá)到更輕、更薄,以及適應(yīng)未來有機EL元件全塑化的發(fā)展,致密性高的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)鍍覆方式應(yīng)是積極加強研究發(fā)展的重點。
      請參閱圖1,該圖為現(xiàn)有的有機EL元件封裝結(jié)構(gòu)的斷面示意圖。如圖1所示,有機EL元件10通常包括一基板101、一第一導(dǎo)電層102、一有機發(fā)光材料多層結(jié)構(gòu)103、一第二導(dǎo)電層104。其中,基板101通常為玻璃基板或金屬基板,第一導(dǎo)電層102為氧化銦錫(ITO)導(dǎo)電透明膜或氧化銦鋅(IZO)薄膜,第二導(dǎo)電層104則可為金屬或金屬化合物或氧化銦錫(ITO)導(dǎo)電透明膜或氧化銦鋅(IZO)薄膜等,為了阻絕有機發(fā)光顯示器元件中的電極層材料以及有機層材料與外界環(huán)境接觸,必須形成一封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)11于有機EL元件10上,以下為傳統(tǒng)有機EL元件形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的必要步驟首先,利用熱升華方式將如壓克力前體之類的高分子材料鍍著在有機EL元件10上,以照光方式使高分子聚合形成一第一緩沖層111,并利用濺射(sputtering)或化學(xué)氣相沉積(CVD)方法,在反應(yīng)腔體中以無機或陶瓷材料形成第一保護(hù)層(passivation)112,該保護(hù)層完全填補于第一緩沖層111上,將基板101回送至高分子沉積腔體,再形成一第二緩沖層113于第一保護(hù)層112上。接著,將整個基板101傳送回?zé)o機或陶瓷材料的反應(yīng)腔體中,形成第二保護(hù)層(passivation)114于第二緩沖層113上,再視需求反復(fù)制作多層結(jié)構(gòu)。
      在制作封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)11的過程中,由于整個基板101必須在制作保護(hù)層的反應(yīng)腔體與制作緩沖層的熱升華腔體間往復(fù)傳送,制造工藝較復(fù)雜,元件若為上板發(fā)光(Top emission)型元件則需考慮到照光是否會對有機材料造成影響。
      所以,如何針對有機EL元件來設(shè)計制造工藝較簡便、成本較低的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu),的確是目前應(yīng)加以研究的課題。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種形成有機EL元件的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,該方法可在同一反應(yīng)腔體中完成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的制造過程,且可應(yīng)用于具有玻璃基板、金屬基板以及塑料基板的有機發(fā)光元件,并使有機發(fā)光元件(有機EL元件)的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)(passivation layer)更輕、更薄以及致密性高。
      據(jù)此,本發(fā)明所提供的應(yīng)用于有機發(fā)光顯示器(OLED)上的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法包括將有機發(fā)光元件置于等離子體反應(yīng)腔體內(nèi),利用等離子增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)方法在有機發(fā)光元件上形成一第一緩沖層(buffer layer),而不需用照光方式將高分子前體固化;在第一緩沖層上形成一第一保護(hù)層(passivation layer);在第一保護(hù)層上形成一第二緩沖層(bufferlayer);以及在第二緩沖層上形成一第二保護(hù)層(passivation layer)。其中,第一緩沖層、第一保護(hù)層、第二緩沖層以及第二保護(hù)層都在同一等離子體反應(yīng)腔體內(nèi)以等離子體聚合方式形成。
      根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思,其中等離子體聚合方法可為等離子增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)或高密度等離子化學(xué)氣相沉積(HDPCVD)或誘導(dǎo)結(jié)合等離子化學(xué)氣相沉積(ICPCVD)等化學(xué)氣相沉積方法。
      根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思,其中形成緩沖層與保護(hù)層時,視工藝需求可進(jìn)行有機元件或緩沖層或保護(hù)層的表面處理(surface treatment)步驟或清洗步驟(self-clean)。
      根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思,其中第一保護(hù)層以及第二保護(hù)層由類金鋼石碳膜(Diamond-like Carbon)材料構(gòu)成。
      根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思,其中第一緩沖層與第二緩沖層為以高分子前體形成的高分子薄膜,且所述高分子前體可選自苯乙烯(Styrene)、乙炔(Acetylene)、乙烯(Ethylene)或甲苯(Methylbenzene,C6H5CH3)之一,形成如高分子型類金剛石碳膜薄膜(Polymer like Diamond-like Carbon)等高分子薄膜。
      根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思,其中有機發(fā)光元件可為無源有機發(fā)光元件,亦可為有源有機發(fā)光元件。且可為朝下發(fā)光的有源有機發(fā)光元件或朝上發(fā)光的有源有機發(fā)光元件。
      根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思,其中有機發(fā)光元件包括一基板;一形成于基板上的第一導(dǎo)電層;一形成于第一導(dǎo)電層上的有機發(fā)光材料多層結(jié)構(gòu);一形成于有機發(fā)光材料多層結(jié)構(gòu)上的第二導(dǎo)電層。
      根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思,其中基板可為玻璃基板或塑膠基板。


      圖1為現(xiàn)有的有機EL元件封裝結(jié)構(gòu)斷面示意圖;圖2A至2D為本發(fā)明優(yōu)選實施方式的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)方法流程圖。
      附圖標(biāo)記說明有機EL元件 10基板101
      第一導(dǎo)電層 102 有機發(fā)光材料多層結(jié)構(gòu) 103第二導(dǎo)電層 104 封裝保護(hù)結(jié)構(gòu) 11第一緩沖層 111 第一保護(hù)層 112第二緩沖層 113 第二保護(hù)層 114有機發(fā)光元件 20 封裝保護(hù)結(jié)構(gòu) 21第一緩沖層 211 第一保護(hù)層 212第二緩沖層 213 第二保護(hù)層 21具體實施方式
      本發(fā)明提供的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法應(yīng)用于有機發(fā)光元件(有機EL元件)上。有機發(fā)光元件大致上分為無源式與有源式兩種,以下雖以無源式有機發(fā)光元件作為實施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案,然而其它有機發(fā)光元件,例如朝下發(fā)光或是朝上發(fā)光的有源式有機發(fā)光元件均適用。此外,對有機發(fā)光元件基板也沒有限制,玻璃基板或塑料基板皆可應(yīng)用于本發(fā)明的技術(shù)方案中。
      請參見圖2A至2D,這些附圖為本發(fā)明優(yōu)選實施方式的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)方法的流程圖。如圖2A所示,首先,將一無源式有機發(fā)光元件20放置于一等離子體反應(yīng)腔體內(nèi)(未示出),在有機發(fā)光元件20上形成一第一緩沖層211,接著如圖2B所示,利用等離子體聚合方式,在第一緩沖層211上填補形成第一保護(hù)層212。接下來,如圖2C所示,在同一等離子體反應(yīng)腔體內(nèi),再次利用等離子體聚合方式(plasma polymerlization),在第一保護(hù)層212上形成第二緩沖層213。之后,如圖2D所示,再次以等離子體聚合方式形成第二保護(hù)層214,視需要可重復(fù)緩沖層與保護(hù)層的制作。若需構(gòu)圖(pattern),則可利用掩模(shadow mask)將不需鍍覆的部分擋住(未圖示),如此完成整個封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)21的制造過程。
      在封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)21的制造過程中,本發(fā)明所使用的等離子體聚合方式采用的是等離子增強化學(xué)氣相沉積法(PECVD),以甲烷(CH4)或甲苯(Methylbenzene,C6H5CH3)或C4F8等為主要反應(yīng)氣體,在等離子體反應(yīng)腔體中,形成第一保護(hù)層212以及第二保護(hù)層214,所使用的材料為類金剛石碳(Diamond-like Carbon),此外,在制造過程中,如需要還可根據(jù)需求調(diào)整不同參數(shù),譬如摻雜某些金屬材料,例如鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、釕(Ru)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)等,或摻雜某些非金屬材料,例如硅(Si)原子等或者周期表內(nèi)III-V族元素等。當(dāng)然,其它等離子體聚合方式亦可應(yīng)用于本發(fā)明的技術(shù)方案中,例如高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法(HDPCVD)等。此外,本發(fā)明中所使用的形成第一緩沖層211與第二緩沖層213的材料可采用高分子前體(precursor)當(dāng)作反應(yīng)氣體,其中,所述高分子前體可選自例如苯乙烯(Styrene)、乙炔(Acetylene)、乙烯(Ethylene)或甲苯(Methylbenzene,C6H5CH3)或C4F8之一,形成高分子薄膜,如高分子型類金剛石碳薄膜(Polymer likeDiamond-like Carbon)等,以使第一緩沖層211與第二緩沖層213能與第一保護(hù)層212以及第二保護(hù)層214在同一等離子體反應(yīng)腔體中形成。當(dāng)然,如有需要,還可在第二保護(hù)層214上再形成另一緩沖層(未示出),之后再加上另一保護(hù)層(未圖示),以使有機發(fā)光元件20與外界環(huán)境進(jìn)一步隔離。
      本發(fā)明的技術(shù)方案主要是在同一等離子體反應(yīng)腔體內(nèi)借助于等離子體聚合方法分別依序在有機發(fā)光元件20的表面上形成第一緩沖層211、第一保護(hù)層212、第二緩沖層213以及第二保護(hù)層214。如此,便可克服傳統(tǒng)的有機發(fā)光元件20必須在不同反應(yīng)腔體間往復(fù)運送才得以形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的缺點。另外,如果想要提高封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的清潔度,在進(jìn)行每一等離子體聚合工序前,反應(yīng)腔體內(nèi)部可先進(jìn)行清洗步驟(self-clean),如此,可確保封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的清潔。
      由于,制造封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)(passivation)21的目的就是要使有機發(fā)光元件20中的有機層材料及電極層材料與外界環(huán)境完全隔離,所使用的材料還需有效排出有機發(fā)光元件長時間工作所產(chǎn)生的熱能,因此在封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的材料上最好使用致密度高且又具有良好導(dǎo)熱性的材料。本發(fā)明所使用的類金剛石碳膜(DLC)相較于目前一般所使用的有機材料或陶瓷材料來說,具有較佳的抗磨耗性以及高熱傳導(dǎo)性,同時對濕氣也有較低的水穿透率,而且隨著制備方法、摻雜雜質(zhì)以及參數(shù)的不同,類金剛石碳的特性可由應(yīng)力極小軟性的高分子薄膜到硬的或硬度極高的非晶質(zhì)類金剛石碳膜,其顏色由褐色至透明皆可。因此,本發(fā)明的由類金剛石碳材料所形成的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)能有效隔絕有機發(fā)光元件與外界環(huán)境的接觸。此外,本發(fā)明的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)21的最外層為類金剛石碳材料所形成的第二保護(hù)層214,還可增加有機發(fā)光元件20的抗磨耗性,使得有機發(fā)光元件20的壽命更為長久。
      綜上所述,本發(fā)明的技術(shù)方案是利用等離子體聚合方法以及類金剛石碳材料來形成第一保護(hù)層以及第二保護(hù)層,兩保護(hù)層間又用等離子體聚合方法以及高分子前體材料于同一等離子體反應(yīng)腔體中形成緩沖層,以吸收第一保護(hù)層以及第二保護(hù)層間的應(yīng)力,使得整個封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)(passivation)得以在同一反應(yīng)腔體中制成,克服了傳統(tǒng)有機發(fā)光元件于反應(yīng)腔體間反覆運送的缺點,使制造步驟簡單、降低了制造成本,并能有效實現(xiàn)隔絕有機發(fā)光元件與外界環(huán)境的接觸的隔絕。再加上,類金剛石碳材料的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)(passivation layer)的致密度高、電絕緣性能良好、熱傳導(dǎo)性佳、抗磨耗性能良好、高硬度、耐腐蝕性佳,這些都符合封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的需求,因此,本發(fā)明的技術(shù)方案對于有機發(fā)光元件的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)制造工藝來說是一種實用、新穎且進(jìn)步的技術(shù)方案。
      本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明構(gòu)思和保護(hù)范圍內(nèi)作出的改型和修飾都將落入所附權(quán)利要求書請求保護(hù)的范圍。
      權(quán)利要求
      1.一種應(yīng)用于有機發(fā)光顯示器的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,該方法包括下述步驟在一等離子體反應(yīng)腔體內(nèi)放置一有機發(fā)光元件;在所述有機發(fā)光元件上形成一第一緩沖層;在所述第一緩沖層上形成一第一保護(hù)層;在所述第一保護(hù)層上形成一第二緩沖層;以及在所述第二緩沖層上形成一第二保護(hù)層。
      2.如權(quán)利要求1所述的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,其中,重復(fù)制作所述緩沖層與保護(hù)層,且所述緩沖層與保護(hù)層形成順序可調(diào)整。
      3.如權(quán)利要求1所述的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,其中,所述第一緩沖層、第一保護(hù)層、第二緩沖層以及第二保護(hù)層在同一等離子體反應(yīng)腔體內(nèi)以等離子體聚合方法形成。
      4.如權(quán)利要求3所述的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,其中,所述等離子體聚合方法包括等離子增強化學(xué)氣相沉積方法、高密度等離子化學(xué)氣相沉積方法及誘導(dǎo)結(jié)合等離子化學(xué)氣相沉積方法之一。
      5.如權(quán)利要求1所述的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,其中,包括一表面處理或一清洗步驟。
      6.如權(quán)利要求1所述的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,其中,所述第一保護(hù)層以及第二保護(hù)層由類金剛石碳膜材料形成。
      7.如權(quán)利要求1所述的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,其中,所述第一緩沖層與第二緩沖層包括以高分子前體形成的高分子薄膜。
      8.如權(quán)利要求7所述的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,其中,所述高分子前體選自苯乙烯、乙炔、乙烯或甲苯或C4F8之一。
      9.如權(quán)利要求1所述的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,其中,所述有機發(fā)光元件為一種無源式有機發(fā)光元件或有源式有機發(fā)光元件。
      10.如權(quán)利要求1所述的形成封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,其中,所述有機發(fā)光元件包括一基板;一形成于所述基板上的第一導(dǎo)電層;一形成于所述第一導(dǎo)電層上的有機發(fā)光材料多層結(jié)構(gòu);以及一形成于所述有機發(fā)光材料多層結(jié)構(gòu)上的第二導(dǎo)電層。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種形成應(yīng)用于有機發(fā)光顯示器(OLED)上的有機發(fā)光元件(有機EL元件)的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法,該方法可在同一反應(yīng)腔體中完成。其包括下述步驟將一有機發(fā)光元件置于一等離子體反應(yīng)腔體內(nèi);在有機發(fā)光元件上形成一第一緩沖層;在第一緩沖層上形成一第一保護(hù)層;在第一保護(hù)層上形成一第二緩沖層;以及在第二緩沖層上形成一第二保護(hù)層。
      文檔編號H05K5/06GK1642395SQ200410001270
      公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月5日
      發(fā)明者陳光榮, 蔡耀銘 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司
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