專利名稱：防水封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例大體上是關(guān)于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)結(jié)構(gòu)和其制造方法。
背景技術(shù)：
相較于液晶顯示器(LCD)，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器的反應(yīng)時(shí)間更快、視角 更大、對(duì)比度更高、更輕、功率更低、且能順應(yīng)柔性基板，因此近來在顯示器應(yīng)用方面深受注 目。除了用于OLED的有機(jī)材料外，也開發(fā)許多用于小分子柔性有機(jī)發(fā)光二極管(FOLED)和 聚合物發(fā)光二極管(PLED)顯示器的聚合物材料。許多有機(jī)和聚合物材料具有柔性而可用 于在各種基板上制造復(fù)雜的多層器件，使其適合應(yīng)用于各種透明多色顯示器，例如薄型平 板顯示器(FPD)、電泵有機(jī)激光(electrically pumped organic laser)和有機(jī)光放大器 (organic optical ampIiffer)。顯示裝置的壽命時(shí)間有限，其特征在于電致發(fā)光效率下降和驅(qū)動(dòng)電壓上 升。壽命時(shí)間有限起因于有機(jī)或聚合物材料劣化(degradation)及形成不發(fā)光的暗點(diǎn) (non-emissive)。濕氣和氧氣侵入將引起材料劣化和暗點(diǎn)問題。例如，8_羥基喹啉鋁(Alq3) 常做為發(fā)光層，但發(fā)現(xiàn)暴露于潮濕大氣中會(huì)造成8-羥基喹啉鋁形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致陰極剝 落并產(chǎn)生隨時(shí)間逐漸擴(kuò)大的不發(fā)光暗點(diǎn)。此外，接觸空氣或氧氣會(huì)造成陰極氧化。有機(jī)材 料一旦與水或氧氣反應(yīng)，即全然失效。因此，本領(lǐng)域需要一種不會(huì)劣化或形成不發(fā)光暗點(diǎn)的OLED結(jié)構(gòu)。也需要制造此結(jié) 構(gòu)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明大體上是關(guān)于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)結(jié)構(gòu)和其制造方法。為延長OLED結(jié) 構(gòu)的壽命時(shí)間，將封裝層沉積至OLED結(jié)構(gòu)上。封裝層可完全圍住或“封住” OLED結(jié)構(gòu)。封 裝層在與OLED結(jié)構(gòu)和封裝層間的界面的對(duì)面具有實(shí)質(zhì)平坦的表面。該平坦表面容許后繼 層均勻沉積于OLED結(jié)構(gòu)上。封裝層能減少任何氧氣穿透而進(jìn)入OLED結(jié)構(gòu)，故可延長OLED 結(jié)構(gòu)的壽命時(shí)間。在一實(shí)施例中，有機(jī)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包含基板和置于基板上的有機(jī)發(fā)光二極管 部。有機(jī)發(fā)光二極管部包含空穴傳輸層(hole transport layer)、發(fā)光層(emissive layer)和封裝部。封裝部包含有機(jī)層，其實(shí)質(zhì)圍住有機(jī)發(fā)光二極管部并連接至有機(jī)發(fā)光二 極管部和基板兩者。封裝部具有延伸整個(gè)有機(jī)層且位在該有機(jī)發(fā)光二極管部與封裝部的界 面的對(duì)面的實(shí)質(zhì)平坦的表面。在另一實(shí)施例中，有機(jī)發(fā)光二極管制造方法包含沉積有機(jī)發(fā)光二極管層迭 (layered)結(jié)構(gòu)至基板上，以及沉積有機(jī)封裝層至有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)和基板上。有機(jī) 封裝層可耦接至基板和有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)兩者。有機(jī)封裝層可具有延伸越過與有機(jī) 發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)和有機(jī)封裝層的界面相對(duì)的整個(gè)表面的實(shí)質(zhì)平坦的表面。在又一實(shí)施例中，有機(jī)發(fā)光二極管制造方法包含噴墨沉積有機(jī)封裝層至基板上。基板上設(shè)置有有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)。封裝層耦接至基板和有機(jī)發(fā)光二極管層結(jié)構(gòu)兩 者。封裝層在該有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)與有機(jī)封裝層的界面的對(duì)面設(shè)置有實(shí)質(zhì)平坦的表


為讓本發(fā)明的上述特征更明顯易懂，可配合實(shí)施例閱讀本發(fā)明的詳細(xì)說明，部分 實(shí)施例繪示于附圖中。須注意的是，所附圖式揭露的僅是本發(fā)明的代表性實(shí)施例，但其并非 用以限定本發(fā)明的精神與范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，當(dāng)可作各種更動(dòng)與潤飾而得其他 等效實(shí)施例。圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的噴墨列印設(shè)備100的透視圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的OLED結(jié)構(gòu)200。圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，包含封裝層320的OLED結(jié)構(gòu)300。圖4為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，包含封裝層406的OLED結(jié)構(gòu)400。為助于了解，各圖中相同的元件符號(hào)代表相同的元件。應(yīng)理解某一實(shí)施例的元件 和特征結(jié)構(gòu)當(dāng)可有益地并入其他實(shí)施例，在此不另外詳述。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明大體上是關(guān)于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)結(jié)構(gòu)和其制造方法。為延長OLED結(jié) 構(gòu)的壽命時(shí)間，將封裝層沉積至OLED結(jié)構(gòu)上。封裝層可完全圍住或“封住” OLED結(jié)構(gòu)。封 裝層具有實(shí)質(zhì)平坦的表面，其位于OLED結(jié)構(gòu)與封裝層的界面的對(duì)面。該平坦表面容許后繼 層均勻沉積于OLED結(jié)構(gòu)上。封裝層能減少任何氧氣穿透而進(jìn)入OLED結(jié)構(gòu)，故可延長OLED 結(jié)構(gòu)的壽命時(shí)間。圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的噴墨列印設(shè)備100的透視圖。應(yīng)理解雖然圖中顯示 二個(gè)噴墨頭102、104，但也可設(shè)置更多或更少的噴墨頭。設(shè)備100還包括架橋114，其上裝設(shè) 噴墨頭102、104。噴墨頭102、104沿著架橋114相隔排列成陣列方式，使多個(gè)噴墨頭102、 104將有機(jī)封裝材料送至基板118。在一實(shí)施例中，噴墨頭102、104將有機(jī)封裝材料送至基 板118的不同區(qū)域。在另一實(shí)施例中，噴墨頭102、104連接在一起。一或多個(gè)監(jiān)視器或攝 影機(jī)116裝設(shè)在架橋114?；?18置于基板支撐臺(tái)(substrate stage) 120上。操作期 間，基板支撐臺(tái)120可在噴墨頭102、104下方移動(dòng)基板118，在此將墨滴分配到基板118上。 監(jiān)視器或攝影機(jī)116可測(cè)量墨滴和沉積材料。噴墨設(shè)備100可用來沉積OLED結(jié)構(gòu)的許多 膜層。圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的OLED結(jié)構(gòu)200。結(jié)構(gòu)200包含基板202。在一實(shí)施 例中，基板202為柔性可卷繞式基板。應(yīng)理解雖然基板202敘述為可卷繞式基板，但也可采 用其他基板來制造0LED，包括堿石灰(soda lime)玻璃基板、硅基板、半導(dǎo)體晶圓、多邊形 基板、大面積基板和平板顯示基板?；?02上設(shè)置陽極204。在一實(shí)施例中，陽極204包含金屬，例如鉻、銅或鋁。在 另一實(shí)施例中，陽極204包含透明材料，例如氧化鋅、氧化銦錫等。陽極204的厚度為約200 埃(Angstroms)至約 2000 埃?？昭ㄗ⑷雽?06接著沉積在陽極204上。空穴注入層206的厚度為約200埃至約2000埃。在一實(shí)施例中，空穴注入層206包含具有苯二胺(phenylenediamine)結(jié)構(gòu)的直鏈 低聚物的材料。在另一實(shí)施例中，空穴注入層206包含具有苯二胺結(jié)構(gòu)的支鏈低聚物的材 料。空穴傳輸層208沉積在空穴注入層206上?？昭▊鬏攲?08的厚度為約200埃至 約1000埃?？昭▊鬏攲?08包含二胺(diamine)。在一實(shí)施例中，空穴傳輸層208包含萘 基取代聯(lián)苯胺(NPB)衍生物(naphthyl-substituted benzidine (NPB) derivative)。在另 一實(shí)施例中，空穴傳輸層108包含N，N’ - 二苯基-N，N’ -雙(3-甲基苯基)-1，1’ -二苯 基-4，4，- 二胺(TPD) (N，N，-diphenyl-N，N，-bis (3-methylphenyl) - (1，1，-biphenyl)-4， 4， -diamine)。發(fā)光層210沉積在空穴傳輸層208上。發(fā)光層210的沉積厚度為約200埃至約 1500埃。做為發(fā)光層210的材料通常屬于熒光金屬螯合復(fù)合物類。在一實(shí)施例中，發(fā)光層 210 ^^ 8-IS (8-hydroxyquinoline aluminum, Alq3)。電子傳輸層212沉積在發(fā)光層210上。電子傳輸層212包含金屬螯合喹啉酮化合 物(metal chelated oxinoid compounds)。在一實(shí)施例中，電子傳輸層212包含喹啉螯合 物本身，也通稱8-喹啉酚(8-quinolinol)或8-羥基喹啉(8-hydroxyquinoline)。電子傳 輸層212的厚度為約200埃至約1000埃。電子注入層214沉積在電子傳輸層212上。電子注入層214的厚度為約200埃至 約1000埃。電子注入層214可包含鋁與至少一堿金屬鹵化物或至少一堿土金屬鹵化物的 混合物。堿金屬鹵化物選自由氟化鋰、氟化鈉、氟化鉀、氟化銣和氟化銫組成的群組，適合的 堿土金屬鹵化物為氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶和氟化鋇。陰極216沉積在電子注入層214上。陰極216包含金屬、金屬混合物或金屬合金。 在一實(shí)施例中，陰極216包含鎂(Mg)、銀(Ag)與鋁(Al)的合金。陰極216的厚度為約1000 埃至約3000埃。功率源218供應(yīng)電偏壓給OLED結(jié)構(gòu)200，如此將發(fā)光并可看見光穿過基 板202。OLED結(jié)構(gòu)200的有機(jī)層包含空穴注入層206、空穴傳輸層208、發(fā)光層210、電子傳 輸層212和電子注入層214。應(yīng)注意OLED結(jié)構(gòu)不一定要有五層有機(jī)層。例如，在一些例子 中，只需要空穴傳輸層208和發(fā)光層210。圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，包含封裝層320的OLED結(jié)構(gòu)300。OLED結(jié)構(gòu)300包 括基板302、陽極304、空穴注入層306、空穴傳輸層308、發(fā)光層310、電子傳輸層312、電子 注入層314和陰極316。OLED結(jié)構(gòu)300連接功率源318。封裝層320沉積在OLED結(jié)構(gòu)300 上。封裝層320具有實(shí)質(zhì)平坦的表面322。表面322位在封裝層320與陰極316的界面的 對(duì)面。應(yīng)理解雖然OLED結(jié)構(gòu)300顯示包括五層有機(jī)層，但建構(gòu)OLED結(jié)構(gòu)300不一定要用 五層。封裝層320的厚度為約4微米至約6微米。封裝層320可以噴墨沉積而得。在 一實(shí)施例中，封裝層包含丙烯酸酯(acrylate)、甲基丙烯酸酯(methacrylate)與丙烯酸 (acrylic acid)的混合物。在一實(shí)施例中，丙烯酸酯占總體混合物的約25體積％至約50 體積％。在另一實(shí)施例中，丙烯酸酯占總體混合物的約30體積％至約40體積％。甲基丙烯酸酯占總體混合物的約10體積％至約25體積％。在一實(shí)施例中，甲基 丙烯酸酯含量占總體混合物的約15體積％至約20體積％。丙烯酸占總體混合物的約2體 積％至約20體積％。在一實(shí)施例中，丙烯酸占總體混合物的約2. 5體積％至約10體積％。
6應(yīng)理解其他添加物當(dāng)可用來沉積封裝層320。封裝層320覆蓋可能出現(xiàn)在OLED結(jié)構(gòu)300上的任何缺陷。封裝層320密封該些缺 陷。此外，封裝層320覆蓋OLED結(jié)構(gòu)320上的任何微粒并將微粒密封在封裝層320之下。 封裝層320也可覆蓋及密封OLED結(jié)構(gòu)300上的任何空隙。封裝層320沉積至OLED結(jié)構(gòu)300后，接著加以平坦化，使封裝層320的最上層表面 322呈實(shí)質(zhì)平坦。封裝層320的實(shí)質(zhì)平坦表面322消除了在封裝層320之后沉積任何膜層 的階梯覆蓋疑慮。故沉積于封裝層上的任何層可沉積均勻厚度，其不僅覆蓋OLED結(jié)構(gòu)300， 還覆蓋含該OLED零件的整個(gè)裝置。圖4為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，包含封裝層406的OLED結(jié)構(gòu)400。OLED結(jié)構(gòu)400 包含基板402，其上設(shè)有OLED部404。有機(jī)封裝層406沉積在OLED部404和基板402上。 沉積后，平坦化封裝層406，使其與OLED部404的界面對(duì)面處的表面呈實(shí)質(zhì)平坦。如此，封 裝層406將具有位于OLED部404上如箭頭“A”所示的薄部，和位于基板402上如箭頭“B” 所示的厚部(相對(duì)薄部)。多層防水封裝結(jié)構(gòu)沉積在封裝層406上且達(dá)箭頭“C”所示的厚度。沉積在封裝層 406上的第一層408包含硅，且沉積厚度如箭頭“D”所示。在一實(shí)施例中，第一層408包含 氮化硅。在一實(shí)施例中，第一層408的厚度為約0. 1微米至約0. 6微米。第二層410沉積在第一層408上。第二層410包含碳。在一實(shí)施例中，第二層410 的厚度如箭頭“E”所示為約0.1微米至約0.6微米。第三層412沉積在第二層410上。第 三層412的沉積厚度如箭頭“F”所示。在一實(shí)施例中，第三層412的厚度為約0. 1微米至 約0.6微米。第三層412包含硅。在一實(shí)施例中，第三層412包含氮化硅。第四層414沉積在第三層412上。第四層414包含碳。在一實(shí)施例中，第四層414 的厚度如箭頭“G”所示為約0.1微米至約0.6微米。第五層416沉積在第四層414上。第 五層416的沉積厚度如箭頭“H”所示。在一實(shí)施例中，第五層416的厚度為約0. 1微米至 約0.6微米。第五層416包含硅。在一實(shí)施例中，第五層416包含氮化硅。多層防水封裝結(jié)構(gòu)的各層可具有實(shí)質(zhì)相同的厚度。相較于未設(shè)置封裝層406的情 況，設(shè)置封裝層406提供額外的防水作用，并容許多層防水封裝結(jié)構(gòu)制作成更薄。無封裝層 406時(shí)，第一層408、第二層410、第三層412、第四層414和第五層416的厚度分別為約3微 米至約6微米。由于多層防水封裝結(jié)構(gòu)不需覆蓋OLED部404的缺陷、微?；蚩障?，故多層 防水封裝結(jié)構(gòu)可更薄。通過沉積有機(jī)封裝層至OLED結(jié)構(gòu)上，可覆蓋及密封OLED結(jié)構(gòu)的缺陷、微?；蚩?隙。沉積后，可平坦化封裝層。因平坦表面不會(huì)造成后續(xù)層的階梯覆蓋情況，故后續(xù)沉積層 將以均勻厚度不只覆蓋OLED結(jié)構(gòu)并且覆蓋整個(gè)裝置。通過覆蓋及密封OLED結(jié)構(gòu)和微粒、 空隙與缺陷，封裝層可減少暗點(diǎn)形成及OLED結(jié)構(gòu)劣化。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范 圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種有機(jī)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含基板；有機(jī)發(fā)光二極管部，置于該基板上，該有機(jī)發(fā)光二極管部包含空穴傳輸層和發(fā)光層；以及封裝部，置于該有機(jī)發(fā)光二極管部上，該封裝部包含實(shí)質(zhì)圍住該有機(jī)發(fā)光二極管部并且耦接至該有機(jī)發(fā)光二極管部和該基板的有機(jī)層，該封裝部具有延伸整個(gè)有機(jī)層且位于該有機(jī)發(fā)光二極管部與該封裝部的界面的對(duì)面的實(shí)質(zhì)平坦表面。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該有機(jī)發(fā)光二極管部包含 透明陽極層；空穴注入層，置于該透明陽極層上； 該空穴傳輸層，置于該空穴注入層上； 該發(fā)光層，置于該空穴傳輸層上； 電子注入層，置于該發(fā)光層上；以及 陰極層，置于該電子注入層上。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該封裝部還包含一或多個(gè)含硅層以及一或多個(gè)含碳 層，置于該有機(jī)層上。
4.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其中該一或多個(gè)含硅層包含氮化硅。
5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其中該一或多個(gè)含硅層和該一或多個(gè)含碳層交替設(shè)置在 該有機(jī)層上。
6.一種有機(jī)發(fā)光二極管制造方法，該方法包含 沉積有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)至基板上；以及沉積有機(jī)封裝層至該有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)和該基板上，使該有機(jī)封裝層耦接至該 基板和該有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)，該有機(jī)封裝層具有延伸越過與該有機(jī)發(fā)光二極管層迭 結(jié)構(gòu)和該有機(jī)封裝層之間的界面相對(duì)的整個(gè)表面的實(shí)質(zhì)平坦表面。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該有機(jī)封裝層是利用噴墨或旋涂沉積而得。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該有機(jī)封裝層包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯與丙烯 酸的混合物。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，還包含沉積一或多個(gè)含硅層至該有機(jī)封裝層上；以及 沉積一或多個(gè)含碳層至該一或多個(gè)含硅層上。
10.一種有機(jī)發(fā)光二極管制造方法，該方法包含將有機(jī)封裝層噴墨沉積至其上設(shè)置有有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)的基板上，并且沉積至 該有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)上，使該有機(jī)封裝層耦接至該基板和該有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié) 構(gòu)，該有機(jī)封裝層具有設(shè)置在該有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)與該有機(jī)封裝層的界面的對(duì)面的 實(shí)質(zhì)平坦表面。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該噴墨沉積還包含將丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯與 丙烯酸的混合物噴墨至該基板和該有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)上。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該丙烯酸酯包含約25體積％至約50體積％。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該甲基丙烯酸酯包含約10體積％至約25體積％。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，還包含在該噴墨沉積期間，測(cè)量該有機(jī)封裝層的厚度。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，還包含控制該噴墨沉積，使得沉積至該基板上的有機(jī) 封裝材料量比沉積至該有機(jī)發(fā)光二極管層迭結(jié)構(gòu)上的有機(jī)封裝材料量還多。
全文摘要
本發(fā)明大體上是關(guān)于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)結(jié)構(gòu)和其制造方法。為延長OLED結(jié)構(gòu)的壽命時(shí)間，會(huì)將封裝層沉積至OLED結(jié)構(gòu)上。封裝層可完全圍住或“封住”O(jiān)LED結(jié)構(gòu)。封裝層在與OLED結(jié)構(gòu)和封裝層間的界面的對(duì)面具有實(shí)質(zhì)平坦的表面。平坦表面容許后繼層均勻沉積于OLED結(jié)構(gòu)上。封裝層能減少任何氧氣穿透進(jìn)入OLED結(jié)構(gòu)，故可延長OLED結(jié)構(gòu)的壽命時(shí)間。
文檔編號(hào)H05B33/04GK101971699SQ200980108629
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月13日
發(fā)明者喬斯·曼紐爾·迭格斯-坎波, 元泰景, 桑杰伊·D·雅達(dá)夫 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司