[发明专利]用于高性能涂层的沉积的方法以及封装的电子器件

说明书

公开了一种用于在聚合物或其他材料上形成多层结构的方法，该方法提供光学功能或保护底层免于暴露于氧和水蒸气。也公开了新颖的器件，该器件可以包括多层保护结构和AMOLED显示、OLED照明或光伏器件。保护性多层结构本身可以通过在衬底上连续沉积至少三个非常薄的材料层而制成，所述非常薄的材料层具有不同的密度或组分。在沉积这种膜的一些方法中，各层通过改变膜的每单位厚度的离子轰击的能量来沉积。结构的任何层可以包括以下材料中的一个或多个：氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、或金属氮化物或氧化物。由此获益的特定商业用途包括光伏器件或包括照明和显示的有机发光二极管(OLED)器件的制造。

相关申请

本申请是要求2013年6月29日提交的美国临时申请序列号61/841,287和2014年4月7日提交的美国临时申请序列号61/976,420的优先权权益的实用申请，由此在先申请的内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及用于沉积高性能涂层的方法，该涂层或是作为屏障来保护氧气和水蒸气的穿透，或是提供抗反射或滤光。

背景技术

保护对水分、氧气和其他化学物品敏感的底层材料的薄膜在很多工业过程中普遍使用。用途范围从食品包装、太阳镜镜片和窗玻璃上的硬质涂层到集成电路、显示屏以及光伏面板的保护。这种薄膜需要致密，与底层具有优异的附着性并且在产品寿命中不会破裂或剥离。在一些情况下，涂层需要是气密密封，挡住水蒸气和氧气，并且在这种情况下，它必须不具有太多的微小的针孔泄漏，该针孔泄漏即便很小区域，也会中断底层结构或器件的功能。此外，对于很多最高价值的用途，如OLED显示屏、发光面板或者有机光伏面板而言，其中屏障需要是最紧密的，底层在制造过程中必须不能暴露于超过限度的温度，该限度范围可从在一些情况下的稍微超过几百摄氏度到对于一些聚合物而言的小于大约七十五度。在一些新的产品，如柔性电路和屏幕中，需要被保护的器件将构建在柔性衬底材料上并且必须能够重复弯曲而不会导致保护功能受到损害。

目前，被沉积的涂层的附着性或是通过首先铺设一个高度可润湿聚合物层的中间层来实现，或是通过将该表面经历惰性等离子体来实现。在该用途对成本非常敏感的情况下，使用这种可润湿聚合物会是太昂贵的，而对于很多廉价的塑料而言，惰性气体处理已经被发现在促进硬质涂层的充分附着方面不太有效。因此，需要一种确保涂层的充分附着的更有效和不 太昂贵的方法。

为了在这种低温度下沉积致密的气密屏障层，目标材料溅射到衬底上是最常用的方法。这个技术在衬底温度小于或大约100℃时效果非常好，但是这个技术产生显著的热量并产生通常不如屏障那样无定形并且有效的膜。在塑料或聚合物衬底较厚或者不能被有效冷却的一些应用中，由于衬底的加热而溅射不可接受。在对于衬底的限制温度超过大约250℃的应用中，等离子体增强CVD已经非常普遍使用，但是不能够在低于100℃的衬底温度下提供商业上有竞争力的高质量介电材料的沉积速率。