[发明专利]包埋层水阻障性的改进

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2005/020079，国际申请日为2005年6月6日，进入中国国家阶段的申请号为200580020506.8，名称为“包埋层水阻障性的改进”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明实施例大致有关于以化学气相沉积处理来沉积薄膜。详言之，本发明是有关用来沉积薄膜至大面积基板上的方法。

背景技术

近年来，由于有机发光二极管(OLED)显示器具有反应时间快、观赏视角大、高对比、重量轻、低耗电及可于各式基板上操作等优点，因此较液晶显示器(LCD)更常被用于各种显示应用中。自从1987年C.W.Tang及S.A.Van Slyke两人指出可从双层的有机发光组件中有效率地发出电致冷光(electroluminescence，EL)之后，有机发光二极管(OLED)显示器的实际应用即可通过将两层有机材料夹在两电极间来发光的方式加以实现。与过去只用单层有机层不同的是，这两层有机材料层包括一层用来进行单极传输(电洞)的层及一层用来进行电致发光的层，因此可降低OLED显示器显示时所需的操作电压。

除了用在OLED中的有机材料外，也已研发出许多可供小分子、弹性有机发光二极管(FOLED)及聚合物发光二极管(PLED)显示器用的聚合物。许多这种有机及聚合性材料是可供在多种基板上制造复杂、多层组件，使其成为各种透明多色显示器应用(例如，薄型平面显示器(FPD)、电动有机雷射及有机光学放大器)的理想材料。

过去许多年，显示器中的有机层已演进成为多层结构，其中的每一层均具有不同功能。图1绘示出构筑在基板101上的OLED组件结构的实例。在透明阳极层102(例如，铟锡氧化物(ITO)层)被沉积在所述基板101上之后，可在所述阳极层102上沉积一迭有机层。所述有机层可包含注入电洞层103、传送电洞层104、发射层105、传送电子层106及注入电子层107。须知在建构OLED单元时，并非全部5层有机材料都需要。举例来说，在某些情况下，只需要传送电洞层104及发射层105。在完成有机层的沉积之后，在该迭有机层顶部沉积金属阴极108。当适当电位110(典型情况是几伏特)被施加至该OLED单元时，所注入的正电荷与负电荷会在所述发射层105中重新结合，而产生光120(即，电致冷光)。所述有机层的结构以及所选择的阳极与阴极是用来使发散层中的再结合步骤最大化，因而能将从OLED组件所发出的光最大化。

显示器的使用寿命相当短，特征是E L效率降低及驱动电位升高，这归因于有机或聚合性材料的劣化、不发光的暗点(non-emissive dark spots)的形成、及所述有基层在约55℃或以上的高温下的结晶(例如传送电洞的材料会在室温下出现结晶)。因此，需要这些材料的低温沉积制程，例如，约100℃或更低温。此外，出现材料劣化及形成不发光的暗点的主要原因是纳入水分或氧气。举例来说，已知暴露在潮湿环境下会诱发一般作为发射层使用的8-羟基喹啉铝(Alq₃)出现结晶，造成阴极出现分层现象，因此，所述不发光的暗点将会随着时间而变大。此外，已知暴露在空气或氧气下也会造成阴极氧化，而一旦有机材料与水或氧气反应后，所述有机材料即不再具有功能。

目前，大部分的显示器制造商是使用金属罐或玻璃罐材料作为包埋层，以保护组件中的有机材料不受水(H₂O)或氧气(O₂)的攻击。图2示出以玻璃或金属包埋材料205来封装OLED组件200于基板201上的常规实例。所述组件200包括阳极层202及阴极层204并具有多层有机材料203。所述金属或玻璃材料205是像个盖子似的以UV可硬化环氧树脂206的凸缘加以附着在所述基板201上。但是，水气可以轻易地穿过所述环氧树脂206并伤害所述组件200。

也可使用由等离子体强化化学气相沉积法(PECVD)制备而成的其它材料，例如氮化硅(SiN)、氧氮化硅(SiON)及氧化硅(SiO)之类的无机材料，作为这类组件可有效对抗水气、空气及腐蚀性离子的包埋/阻障层。但是，非常难以低温沉积制程来产生这类可阻绝水气的无机包埋材料，因为所得膜层较不紧密且具有高缺陷的针孔状结构。很重要的是，须知有机层中残留的水气会促使Alq₃出现结晶，即使在包埋的组件中亦然。此外，包埋时被陷在其中的氧气及水气会渗入将会与阴极和有机材料接触的所述OLED组件中，因而导致暗点的形成，此是造成OLED组件失效的主要原因。因此，良好的包埋/阻障层也需要低水气传输率(WVTR)。