多層封裝薄膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多層封裝薄膜和用于制備多層封裝薄膜的方法和裝置。所述多層封裝薄膜包含含有金屬氧化物的無機(jī)薄膜和含有聚合物的在所述有機(jī)薄膜上形成的有機(jī)薄膜，其中，所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜以多層結(jié)構(gòu)形式交替堆疊。
【專利說明】多層封裝薄膜
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]根據(jù)35USC119(a)，本申請(qǐng)要求在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2014年2月11日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2014-0015730號(hào)以及于2013年4月30日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2013-0047933號(hào)的權(quán)益，上述專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過引用并入本文以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的所有目的。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]以下描述涉及多層封裝薄膜以及制備所述多層封裝薄膜的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0003]諸如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、有機(jī)光伏電池(0PV電池)等等有機(jī)設(shè)備含有有機(jī)材料和金屬電極，所述金屬電極容易被氧化并且具有低逸出功以利于通過有機(jī)材料進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移。因此，所述有機(jī)設(shè)備非常容易受到諸如水蒸氣或氧之類的氧化性物質(zhì)的侵害。所以，如果將其暴露于氧或蒸汽，可發(fā)生功率降低或性能提早退化。為了防止退化，需要使用能夠完全隔離有機(jī)設(shè)備與水蒸氣或氧的封裝方法。
[0004]目前，大多數(shù)有機(jī)設(shè)備在玻璃基底上制備，對(duì)于這些設(shè)備的完全封裝而言，可使用通過玻璃或金屬覆蓋有機(jī)設(shè)備的上部單元的封裝方法。這里，所述玻璃或金屬罐使用玻璃熔塊或UV-固化聚合物結(jié)合，從而可使有機(jī)設(shè)備與外部水蒸氣或氧完全分開。封裝之后，為了除去可能留在有機(jī)設(shè)備上部單元上的水蒸氣和氧，可在玻璃或金屬罐中使用干燥劑。
[0005]由于有機(jī)材料的屬性使得有機(jī)設(shè)備具有柔韌性，已經(jīng)嘗試充分利用該性質(zhì)。因此，需要使用由塑料、金屬箔或柔韌玻璃制作的基底制造有機(jī)設(shè)備，并且封裝材料也需要具有柔韌性。具體而言，在使用塑料制的基底的柔韌有機(jī)設(shè)備的情況下，加工溫度受到限制。因此，封裝方法需要通過低溫工藝進(jìn)行。由此研發(fā)了封裝薄膜法。封裝薄膜法為通過直接在有機(jī)設(shè)備上沉積無機(jī)薄膜或有機(jī)薄膜來隔離有機(jī)設(shè)備與水蒸氣或氧的方法，其不需要用于封邊的密封劑或吸收劑/干燥劑，因此，可通過該方法制造薄的設(shè)備。
[0006]近年來，已經(jīng)嘗試過通過堆疊多層無機(jī)材料和有機(jī)材料的方式使用多層有機(jī)-無機(jī)混合薄膜。已經(jīng)使用諸如氧化鋁之類的金屬氧化物作為用于這種多層有機(jī)-無機(jī)薄膜的無機(jī)材料。此外，已經(jīng)使用通過噴涂丙烯酸單體然后進(jìn)行UV固化而聚合的丙烯酸聚合物作為有機(jī)材料。韓國(guó)專利第10-2011-0049477號(hào)涉及用于封裝的多層薄膜及其制備方法，并且描述了包括按順序堆疊的由氧化鋁制造的保護(hù)層、由氮化硅制造的單或雙封閉層，以及由二氧化硅生成的機(jī)械保護(hù)層的多層封裝膜。然而，在這種多層封裝膜中，在形成保護(hù)層和封閉層時(shí)，分別通過原子層沉積(ALD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)形成薄膜，然后，通過噴霧法排出溶膠凝膠狀態(tài)下的氧化硅溶液以形成機(jī)械保護(hù)層。由于薄膜沉積在分離的裝置中進(jìn)行，因此需要連續(xù)轉(zhuǎn)移并且沉積薄膜需要花費(fèi)大量時(shí)間。因此，這種方法由于整體加工時(shí)間增加而受到限制。
[0007]為了避免復(fù)雜，在形成多層封裝薄膜時(shí)，需要研發(fā)一種簡(jiǎn)化方法并且需要降低整體加工時(shí)間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]該
【發(fā)明內(nèi)容】
簡(jiǎn)要介紹構(gòu)思的選擇，并在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述。該
【發(fā)明內(nèi)容】
并不意于確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不意于幫助確定所請(qǐng)求保護(hù)的主題的范圍。
[0009]在總體方面，本發(fā)明提供了多層封裝薄膜，所述多層封裝薄膜包含:含有金屬氧化物的無機(jī)薄膜；以及包含聚合物的在所述無機(jī)薄膜上形成的有機(jī)薄膜，其中，所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜以多層結(jié)構(gòu)形式交替堆疊。
[0010]在另一總體方面，本發(fā)明提供了多層封裝薄膜，其中，所述金屬氧化物包含選自下述群組中的成員:氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅以及它們的組合。
[0011]在另一總體方面，本發(fā)明提供了多層封裝薄膜，其中，所述聚合物包含選自下述群組中的成員:等離子體聚合物、丙烯酸聚合物以及它們的組合。
[0012]在另一總體方面，本發(fā)明提供了多層封裝薄膜，其中，所述等離子體聚合物包含選自下述群組中的成員:六甲基二硅氧烷、呋喃、己烷以及它們的組合。
[0013]在另一總體方面，本發(fā)明提供了多層封裝薄膜，其中，所述丙烯酸聚合物包含選自下述群組中的成員:丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物以及它們的組合。
[0014]在另一總體方面，本發(fā)明提供了多層封裝薄膜，其中，單層所述無機(jī)薄膜的厚度為0.1nm 至 20nm。
[0015]在另一總體方面，本發(fā)明提供了多層封裝薄膜，其中，單層所述有機(jī)薄膜的厚度為20nm 至 2 μ m。
[0016]在另一總體方面，本發(fā)明提供了多層封裝薄膜，其中，所述多層結(jié)構(gòu)包括2至200對(duì)所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜。
[0017]在又一總體方面，本發(fā)明提供了一種制備多層封裝薄膜的方法，所述方法包括:在基底上形成含有金屬氧化物的無機(jī)薄膜；以及在所述無機(jī)薄膜上形成含有聚合物的有機(jī)薄膜，其中，在所述基底上形成所述無機(jī)薄膜和在所述無機(jī)薄膜上形成含有聚合物的有機(jī)薄膜交替進(jìn)行，從而使所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜交替堆疊。
[0018]在另一總體方面，本發(fā)明提供了一種制備多層封裝薄膜的方法，其中，所述無機(jī)薄膜的形成通過原子層沉積實(shí)施。
[0019]在另一總體方面，本發(fā)明提供了一種制備多層封裝薄膜的方法，其中，所述有機(jī)薄膜的形成通過化學(xué)氣相沉積或原子層沉積實(shí)施。
[0020]在另一總體方面，本發(fā)明提供了一種制備多層封裝薄膜的方法，其中，所述有機(jī)薄膜的形成通過在所述無機(jī)薄膜上涂覆丙烯酸單體然后對(duì)該涂層進(jìn)行UV-固化實(shí)施。
[0021]在另一總體方面，本發(fā)明提供了一種制備多層封裝薄膜的方法，其中，所述無機(jī)薄膜的形成和/或所述有機(jī)薄膜的形成在約20°C至約120°C的溫度下實(shí)施。
[0022]在另一總體方面，本發(fā)明提供了一種制備多層封裝薄膜的方法，其中，所述原子層沉積包括在移動(dòng)的基底上以空間方式排列所述無機(jī)薄膜的原材料。
[0023]在又一總體方面，本發(fā)明提供了一種制造多層封裝薄膜的裝置，所述裝置包括:基底裝載單元，基底裝載在該基底裝載單元上；在所述基底上沉積無機(jī)薄膜的無機(jī)薄膜沉積單元；在所述無機(jī)薄膜上沉積有機(jī)薄膜的有機(jī)薄膜沉積單元，其中，所述無機(jī)薄膜沉積單元和所述有機(jī)薄膜沉積單元按順序彼此連接，所述基底裝載單元交替移至所述無機(jī)薄膜沉積單元和所述有機(jī)薄膜沉積單元，從而使所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜交替沉積在所述基底上。
[0024]在另一總體方面，本發(fā)明提供了一種制造多層封裝薄膜的裝置，其中，所述有機(jī)薄膜沉積單元還包括UV固化單元。
[0025]在另一總體方面，本發(fā)明提供了一種制造多層封裝薄膜的裝置，其中，通過一個(gè)以上連接件將多個(gè)無機(jī)薄膜沉積單元按順序連接至所述有機(jī)薄膜沉積單元。
[0026]在另一總體方面，本發(fā)明提供了一種制造多層封裝薄膜的裝置，其中，所述多個(gè)無機(jī)薄膜沉積單元和所述有機(jī)薄膜沉積單元交替排列。
[0027]在另一總體方面，本發(fā)明提供了一種制造多層封裝薄膜的裝置，其中，所述有機(jī)薄膜沉積單元排列在按順序連接的單元的末端。
[0028]通過以下詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求，其它特征和方面將會(huì)顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]在以下詳細(xì)描述中，實(shí)施方式僅僅以舉例說明的方式進(jìn)行描述，因?yàn)橥ㄟ^以下詳細(xì)描述，各種改變和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將會(huì)是顯而易見的。不同附圖中同一附圖標(biāo)記的使用表明相似或相同的內(nèi)容。
[0030]圖1A為舉例說明無機(jī)薄膜的圖。
[0031]圖1B至圖1F為舉例說明包括交替堆疊的無機(jī)薄膜和有機(jī)薄膜的極度柔韌的多層封裝薄膜的圖形。
[0032]圖2為舉例說明根據(jù)本發(fā)明的空間原子層沉積(ALD)的示意圖。
[0033]圖3為舉例說明根據(jù)本發(fā)明的用于使有機(jī)薄膜和5nm無機(jī)薄膜生長(zhǎng)的設(shè)備的示意圖。
[0034]圖4為舉例說明根據(jù)本發(fā)明的用于使等離子體聚合物薄膜和0.1lnm的氧化鋁薄膜生長(zhǎng)的設(shè)備的示意圖。
[0035]圖5為舉例說明根據(jù)本發(fā)明的用于制備多層封裝薄膜的裝置的示意圖。
[0036]圖6為舉例說明根據(jù)本發(fā)明的用于制備多層封裝薄膜的裝置的示意圖。
[0037]圖7為舉例說明根據(jù)本發(fā)明的用于制備垂向沉積的膜的多層封裝薄膜的裝置的示意圖。
[0038]圖8為根據(jù)本發(fā)明的所形成的含20對(duì)(dyad)無機(jī)薄膜和有機(jī)薄膜的多層封裝薄膜實(shí)例的橫截面的電子顯微照片。
[0039]圖9為顯示在根據(jù)本發(fā)明形成多層封裝薄膜之前與之后的有機(jī)發(fā)光二極管實(shí)例的性能變化的圖形。
[0040]圖10為柔韌的有機(jī)發(fā)光二極管的實(shí)例的照片，其中，多層封裝薄膜根據(jù)本發(fā)明形成。
[0041]圖11為顯示在根據(jù)本發(fā)明的多層封裝薄膜的實(shí)例中，隨著包含無機(jī)薄膜的對(duì)數(shù)的改變而變化的水蒸氣穿透率(WVTR)的圖形。
[0042]圖12為根據(jù)本發(fā)明的無機(jī)薄膜和8對(duì)多層封裝薄膜在彎曲性能方面的比較圖。
[0043]圖13為根據(jù)本發(fā)明的無機(jī)薄膜和多層封裝薄膜在彎曲性能方面的比較圖。
[0044]圖14顯示根據(jù)本發(fā)明的8對(duì)多層封裝薄膜和200對(duì)多層封裝薄膜在中間平面處的彎曲性能的改善。
[0045]在附圖和詳細(xì)描述中，除非另有說明，否則相同的附圖標(biāo)記應(yīng)當(dāng)理解為是指相同的元素、特征和結(jié)構(gòu)。附圖可不是等比例的，出于清楚、舉例說明和方便的目的，可以放大附圖中元素的相關(guān)尺寸、比例和描述。

【具體實(shí)施方式】
[0046]以下詳細(xì)描述有助于全面理解本文所述的方法、裝置和/或系統(tǒng)。然而，本文所述的體系、裝置和/或方法的各種改變、修改和等同物對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言會(huì)是顯而易見的。所描述的加工步驟和/或操作的進(jìn)程是舉例說明，然而，本領(lǐng)域公知這些順序和/或操作不限于本文所述的那些順序和/或操作，并且可以改變，但必須以一定的秩序發(fā)生的步驟和/或操作除外。此外，出于清楚和簡(jiǎn)潔考慮，可以省略對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的功能和結(jié)構(gòu)的描述。
[0047]本文描述的特征可以不同形式實(shí)現(xiàn)，而不限于本文所述的實(shí)施例。此外，本文描述的實(shí)施例可使本發(fā)明更加深入和全面，并可對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員描述本發(fā)明的所有范圍。
[0048]在下文中，本發(fā)明的實(shí)施方式將會(huì)結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明，從而使本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易實(shí)施本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不限于【具體實(shí)施方式】，而是可以多種不同的其它方式實(shí)施。出于簡(jiǎn)要說明的目的，在附圖中，可忽略與說明書無關(guān)的部分，在整個(gè)文件中，類似的附圖標(biāo)記表示類似部分。
[0049]在本發(fā)明的整個(gè)文件中，用于定義一個(gè)元件與另一元件的連接的術(shù)語(yǔ)“連接于”或“耦合于”包括兩種情況:一元件“直接連接或耦合于”另一元件；以及一元件通過又一元件“以電連接或耦合于”另一元件。
[0050]在本發(fā)明的整個(gè)文件中，用于定義一個(gè)元件相對(duì)于另一元件的位置的術(shù)語(yǔ)“在……上(on)”包括兩種情況:一個(gè)元件與另一元件相鄰；以及任何其它元件存在于這兩個(gè)元件之間。
[0051]在本發(fā)明的整個(gè)文件中，文件中使用的術(shù)語(yǔ)“包括或包含”和/或“含有或包含有”是指除非另有說明，否則除了所描述的成分、步驟、操作和/或元件外，并不排除一個(gè)或一個(gè)以上其它成分、步驟、操作和/或元件的存在或添加。在本發(fā)明的整個(gè)文件中，術(shù)語(yǔ)“大約或約”或“基本上”意指在可允許的誤差條件下接近指定的數(shù)值或范圍，并意于避免由任何不合理的第三方非法或不公平地使用用于理解本發(fā)明所公開的精確數(shù)值或絕對(duì)數(shù)值。在本發(fā)明的所有文件中，術(shù)語(yǔ)“……的步驟(St印of)”不是指“用于……的步驟(st印for)”。
[0052]在本發(fā)明的整個(gè)文件中，包括在馬庫(kù)什形式的描述中的術(shù)語(yǔ)“……的組合”是指一個(gè)或一個(gè)以上選自馬庫(kù)什形式中所描述的成分、步驟、操作和/或元件組成的組中的成分、步驟、操作和/或元件的混合或組合，由此，該術(shù)語(yǔ)指公開內(nèi)容包括一個(gè)或一個(gè)以上選自馬庫(kù)什形式的組中的成分、步驟、操作和/或元件。
[0053]在本發(fā)明的整個(gè)文件中，“A和/或B”形式的短語(yǔ)是指“A，B或者A和B”。
[0054]在本發(fā)明的整個(gè)文件中，術(shù)語(yǔ)“等離子體聚合物”是指通過將單分子有機(jī)材料轉(zhuǎn)換為等離子體中的高反應(yīng)性自由基并在基底表面進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)形成的聚合物。
[0055]下文中，將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的說明性描述和實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。然而，本發(fā)明不限于這些說明性描述、實(shí)施例和附圖。
[0056]鑒于【背景技術(shù)】說明的內(nèi)容，本發(fā)明提供一種極度柔韌的封裝薄膜以及制備這種極度柔韌的多層封裝薄膜的方法和裝置。
[0057]然而，有待通過本發(fā)明克服的局限性并不限于上述局限性。盡管本文沒有描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員從以下描述中可清楚地理解有待通過本發(fā)明克服的其它局限性。
[0058]在根據(jù)本發(fā)明的多層封裝薄膜中，將無機(jī)材料分成多層，從而可降低每一無機(jī)薄膜的厚度。因此，可降低無機(jī)材料的易碎性并且可改善整個(gè)薄膜的柔韌性。此外，在無機(jī)薄膜之間插入的有機(jī)薄膜可比無機(jī)薄膜更有彈性，因此可發(fā)揮改善整個(gè)薄膜的彎曲屬性的作用。
[0059]此外，即使水蒸氣或氧透過存在于一些無機(jī)薄膜中的裂縫，但可延長(zhǎng)使水蒸氣或氧得以通過的路徑。因此，可大大加強(qiáng)抑制水蒸氣透過的效果。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的用于制備所述極度柔韌的多層封裝薄膜的裝置在同一裝置中沉積無機(jī)材料和有機(jī)材料，并因此在制備極度柔韌的多層封裝薄膜時(shí)，可減少加工時(shí)間。
[0061]上述
【發(fā)明內(nèi)容】
僅僅是舉例說明，并不意于以任何方式限制本發(fā)明。除了上述舉例說明的方面、實(shí)施方式和特征，通過參考附圖和以下詳細(xì)說明，其它方面、實(shí)施方式和特征會(huì)變得顯而易見。
[0062]在本發(fā)明的一個(gè)總體方面，極度柔韌的多層封裝薄膜包含含有金屬氧化物的在基底上形成的無機(jī)薄膜，以及含有聚合物的在所述無機(jī)薄膜上形成的有機(jī)薄膜。所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜以多層結(jié)構(gòu)形式彼此交替堆疊。
[0063]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的多層封裝薄膜可通過按順序堆疊無機(jī)薄膜100(例如，A2O3)和有機(jī)薄膜200 (例如，等離子體聚合物[P.P])形成，但可以不限于此。例如，所述多層封裝薄膜的對(duì)數(shù)可為，但不限于，約2對(duì)至約200對(duì)。例如，所述多層封裝薄膜的對(duì)數(shù)可為，但不限于，約2對(duì)至約200對(duì)，約4對(duì)至約200對(duì)，約8對(duì)至約200對(duì)，約10對(duì)至約200對(duì)，約20對(duì)至約200對(duì)，約50對(duì)至約200對(duì)，約70對(duì)至約200對(duì)，約100對(duì)至約200對(duì)，約130對(duì)至約200對(duì)，約150對(duì)至約200對(duì)，約180對(duì)至約200對(duì)，約2對(duì)至約180對(duì)，約4對(duì)至約180對(duì)，約8對(duì)至約180對(duì)，約10對(duì)至約180對(duì)，約20對(duì)至約180對(duì)，約50對(duì)至約180對(duì)，約70對(duì)至約180對(duì)，約100對(duì)至約180對(duì)，約130對(duì)至約180對(duì)，約150對(duì)至約180對(duì)，約2對(duì)至約150對(duì)，約4對(duì)至約150對(duì)，約8對(duì)至約150對(duì)，約10對(duì)至約150對(duì)，約20對(duì)至約150對(duì)，約50對(duì)至約150對(duì)，約70對(duì)至約150對(duì)，約100對(duì)至約150對(duì)，約130對(duì)至約150對(duì)，約2對(duì)至約130對(duì)，約4對(duì)至約130對(duì)，約8對(duì)至約130對(duì)，約10對(duì)至約130對(duì)，約20對(duì)至約130對(duì)，約50對(duì)至約130對(duì)，約70對(duì)至約130對(duì)，約100對(duì)至約130對(duì)，約2對(duì)至約100對(duì)，約4對(duì)至約100對(duì)，約8對(duì)至約100對(duì)，約10對(duì)至約100對(duì)，約20對(duì)至約100對(duì)，約
50對(duì)至約100對(duì)，約70對(duì)至約100對(duì)，約2對(duì)至約70對(duì)，約4對(duì)至約70對(duì)，約8對(duì)至約70對(duì)，約10對(duì)至約70對(duì)，約20對(duì)至約70對(duì)，約50對(duì)至約70對(duì)，約2對(duì)至約50對(duì)，約4對(duì)至約50對(duì)，約8對(duì)至約50對(duì)，約10對(duì)至約50對(duì)，約20對(duì)至約50對(duì)，約2對(duì)至約20對(duì)，約4對(duì)至約20對(duì)，約8對(duì)至約20對(duì)，約10對(duì)至約20對(duì)，約2對(duì)至約10對(duì)，約4對(duì)至約10對(duì)，約8對(duì)至約10對(duì)，約2對(duì)至約8對(duì)，約4對(duì)至約8對(duì)，或約2對(duì)至約4對(duì)。隨著多層封裝薄膜的對(duì)數(shù)的增加，每一無機(jī)薄膜100的厚度變小，并且使水蒸氣得以透過無機(jī)薄膜100的裂縫的路徑(例如，通過圖1A至IC中的指示箭頭說明的)延長(zhǎng)，因此可改善抑制水蒸氣透過的屬性。此外，柔韌性可因有機(jī)薄膜200的彈性而被改善。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的說明性描述，所述金屬氧化物可包括，但不限于氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鋅、氧化硅(S12)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氮氧化硅(Si2N2O)、碳氧化硅(S1C)以及它們的組合。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的說明性描述，單層無機(jī)薄膜的厚度可為，但不限于，約0.1nm至約20nm。例如，所述無機(jī)薄膜的厚度可為，但不限于，約0.1nm至約20nm,約Inm至約20nm,約2.5nm至約20nm,約5nm至約20nm,約1nm至約20nm,約0.1nm至約1nm,約Inm至約1nm,約2.5nm至約1nm,約5nm至約1nm,約0.1nm至約5nm,約Inm至約5nm,約
2.5nm至約5nm,約0.1nm至約2.5nm,約Inm至約2.5nm,或者約0.1nm至約lnm。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的說明性描述，封裝薄膜中所有無機(jī)薄膜層的集合體的總厚度為，但不限于，約0.1nm至約20nm。例如，所述無機(jī)薄膜的組合厚度可為，但不限于，約0.1nm至約20nm,約Inm至約20nm,約2.5nm至約20nm,約5nm至約20nm,約1nm至約20nm,約
0.1nm至約1nm,約Inm至約1nm,約2.5nm至約1nm,約5nm至約1nm,約0.1nm至約5nm,約Inm至約5nm,約2.5nm至約5nm,約0.1nm至約2.5nm,約Inm至約2.5nm,或約
0.1nm 至約 lnm。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的說明性描述，所述聚合物可包括，但不限于，等離子體聚合物、丙烯酸聚合物以及它們的組合。例如，所述等離子體聚合物可包括，但不限于，六甲基二硅氧烷(下文中，在一些情況下稱為“HMDS0”)、1，4-環(huán)氧-1，3- 丁二烯(下文中，在一些情況下稱為“呋喃”)、己烷以及它們的組合。例如，所述丙烯酸聚合物可包括，但不限于，丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物以及它們的組合。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的說明性描述，單層有機(jī)薄膜200的厚度可為，但不限于，約20nm至約2 μ m。例如,所述有機(jī)薄膜的厚度可為，但不限于,約20nm至約2 μ m,約50nm至約2μηι，約10nm 至約 2 μ m,約 300nm 至約 2 μ m,約 500nm 至約 2 μ m,約 700nm 至約 2 μ m,約 900nm至約2 μ m,約I μ m至約2 μ m,約20nm至約Iym,約50nm至約Iym,約10nm至約Iym,約 300nm 至約 Iym,約 500nm 至約 Iym,約 700nm 至約 Iym,約 900nm 至約 Iym,約 20nm至約 900nm,約 50nm 至約 900nm,約 10nm 至約 900nm,約 300nm 至約 900nm,約 500nm 至約 900nm,約 700nm 至約 900nm,約 20nm 至約 700nm,約 50nm 至約 700nm,約 10nm 至約700nm,約 300nm 至約 700nm,約 500nm 至約 700nm,約 20nm 至約 500nm,約 50nm 至約 500nm,約 10nm 至約 500nm,約 300nm 至約 500nm,約 20nm 至約 300nm,約 50nm 至約 300nm,約10nm 至約 300nm,約 20nm 至約 10nm,約 50nm 至約 10nm,或約 20nm 至約 50nm。
[0069]如果根據(jù)本發(fā)明的多層封裝薄膜設(shè)置于其中張力和壓縮力可彼此抵消的中間平面，由彎曲引起的裂縫出現(xiàn)的可能性可降低，但是本發(fā)明可以不限于此。例如，如果將相同材料用于多層薄膜的上部部件和下部部件，則該多層封裝薄膜可設(shè)置于中間平面，但不限于此。理論上，如果上部部件和下部部件完全對(duì)稱，則張力和/或壓縮力不施加于中間平面。因此，也可抑制裂縫的出現(xiàn)。然而，在實(shí)踐過程中，不能實(shí)現(xiàn)完全對(duì)稱。因此，可產(chǎn)生一定程度的張力和/或壓縮力，但是本發(fā)明可以不限于此。
[0070]在本發(fā)明的另一總體方面，極度柔韌的多層封裝薄膜的制備方法包括在基底上形成含有金屬氧化物的無機(jī)薄膜；以及在所述無機(jī)薄膜上形成含有聚合物的有機(jī)薄膜。在所述基底上形成所述無機(jī)薄膜和在所述無機(jī)薄膜上形成含有聚合物的有機(jī)薄膜交替進(jìn)行，從而使所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜彼此交替堆疊。關(guān)于前述的本發(fā)明的總體方面的所有描述可適用于根據(jù)該總體方面的極度柔韌的多層封裝薄膜。
[0071]根據(jù)本發(fā)明的說明性描述，所述無機(jī)薄膜的形成可通過原子層沉積(ALD)實(shí)施。如果通過原子層沉積形成所述無機(jī)薄膜，則可形成厚度較小的無機(jī)薄膜，所述厚度為，但不限于，約20nm或更少。例如,所述無機(jī)薄膜的厚度可為,但不限于,約20nm或更少,約18nm或更少，約16nm或更少，約14nm或更少，約12nm或更少，約1nm或更少，約8nm或更少，約6nm或更少，約4nm或更少，約2nm或更少，約Inm或更少，或約0.5nm或更少。
[0072]根據(jù)本發(fā)明，所述有機(jī)薄膜的形成可通過化學(xué)氣相沉積或原子層沉積實(shí)施。例如，如果所述有機(jī)薄膜含有等離子體聚合物，則所述有機(jī)薄膜可通過將有機(jī)單體轉(zhuǎn)換為等離子體中的自由基并進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)形成，但本發(fā)明可不限于此。用于形成等離子體聚合物的單體沒有特別限定。任何有機(jī)單體均可用于沉積所述等離子體聚合物，但本發(fā)明可不限于此。例如，所述單體可包括，但不限于，HMDSO(六甲基二硅氧烷)、呋喃(1，4_環(huán)氧-1，3- 丁二烯)、己烷以及它們的組合。例如，如果所述有機(jī)薄膜包含丙烯酸聚合物，則所述有機(jī)薄膜可通過涂覆單體然后進(jìn)行UV固化形成，但是本發(fā)明可不限于此。例如，所述丙烯酸聚合物可包括，但不限于，丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物以及它們的組合?；趩误w的涂層厚度和/或UV射線的強(qiáng)度，根據(jù)本發(fā)明的單層有機(jī)薄膜的厚度可為，但不限于，約20nm至約2μπι。
[0073]根據(jù)本發(fā)明的所述無機(jī)薄膜和/或所述有機(jī)薄膜的沉積可在，但不限于在，室溫(約20°C )至約120°C之間的溫度下實(shí)施。例如，所述無機(jī)薄膜和/或所述有機(jī)薄膜的沉積可在，但不限于在，以下溫度下實(shí)施:室溫至約120°C，約30°C至約120°C，約45°C至約1200C，約 60°C至約 120°C，約 75°C至約 120°C，約 90°C至約 120°C，約 105°C至約 120°C，室溫至約105°C，約30°C至約105°C，約45°C至約105°C，約60°C至約105°C，約75°C至約105°C，約90°C至約105°C，室溫至約90°C，約30°C至約90°C，約45°C至約90°C，約60°C至約90°C，約75°C至約90°C，室溫至約75°C，約30°C至約75°C，約45°C至約750C，約60°C至約75°C，室溫至約60°C，約30°C至約60°C，約45°C至約60°C，室溫至約45°C，約30°C至約45°C，或者室溫至約30°C。
[0074]在本發(fā)明的又一總體方面，用于制造極度柔韌的多層封裝薄膜的裝置包含:基底裝載單元，基底裝載在該基底裝載單元上；在所述基底上沉積無機(jī)薄膜的無機(jī)薄膜沉積單元；以及在所述無機(jī)薄膜上沉積有機(jī)薄膜的有機(jī)薄膜沉積單元。所述無機(jī)薄膜沉積單元和所述有機(jī)薄膜沉積單元按順序彼此連接，所述基底裝載單元交替移至所述無機(jī)薄膜沉積單元和所述有機(jī)薄膜沉積單元，從而使所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜在所述基底上彼此交替沉積。
[0075]通過ALD將根據(jù)本發(fā)明的無機(jī)薄膜沉積在基底上。為了高速沉積所述無機(jī)薄膜，可采用空間原子層沉積(空間ALD)代替一般使用的時(shí)間原子層沉積(時(shí)間ALD)。如圖2所示，空間ALD是指在移動(dòng)基底上，在空間上排列用于原子層的原料模塊。與時(shí)間ALD (其中，重復(fù)注入和排出原料持續(xù)較短時(shí)間)相比，空間ALD的加工時(shí)間可大大縮短。例如，如果使用空間原子層沉積設(shè)備制備包含厚度為約5nm的無機(jī)薄膜的多層封裝薄膜，則可使用圖3中示意性圖示的設(shè)備。根據(jù)所述設(shè)備的設(shè)計(jì)，等離子體聚合物模塊可使等離子體聚合物在單一模塊中生長(zhǎng)至理想厚度。
[0076]如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，按順序堆疊等離子體聚合物薄膜和厚度為約0.1lnm的氧化鋁薄膜(一個(gè)循環(huán))所需的模塊數(shù)目可顯著減少，因此，可簡(jiǎn)化加工設(shè)備。即使使用這種簡(jiǎn)化的加工設(shè)備，也可短時(shí)間內(nèi)制備具有高柔韌性且有利于有機(jī)發(fā)光二極管的水蒸氣穿透率(WVTR)條件的多層封裝薄膜。
[0077]如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)薄膜沉積單元可包括，但不限于，排列在單體注射單元兩側(cè)的UV固化單元。
[0078]如圖5所示，在根據(jù)本發(fā)明的用于制造多層封裝薄膜的裝置中，無機(jī)薄膜沉積單元和有機(jī)薄膜沉積單元可交替排列，或者如圖6所示，有機(jī)薄膜沉積單元可首先設(shè)置或最后設(shè)置?？稍谕谎b置中的獨(dú)立空間中操作無機(jī)薄膜沉積單元和有機(jī)薄膜沉積單元，但本發(fā)明不限于此。
[0079]如果所形成的根據(jù)本發(fā)明的多層封裝薄膜面積大，則所述多層封裝薄膜可如圖7所示垂直形成。
[0080]下文會(huì)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例詳細(xì)說明。然而，本發(fā)明可不限于此。
[0081]實(shí)施例
[0082]為了制備多層封裝薄膜，通過原子層沉積來沉積作為無機(jī)材料的氧化鋁薄膜，并且通過使用等離子體的氣相自由基聚合反應(yīng)器沉積作為有機(jī)材料的聚合物薄膜。為了制備氧化鋁薄膜的原子層沉積，將三甲基鋁(TMA)用作鋁原料并將水用作氧化劑。在約80°C下實(shí)施氧化鋁薄膜的原子層沉積。在一個(gè)反應(yīng)循環(huán)中，氧化鋁薄膜可生長(zhǎng)至約0.1lnm厚。
[0083]為了使等離子體聚合物生長(zhǎng)，將HMDSO(六甲基二硅氧烷)、呋喃(1，4_環(huán)氧-1，3-丁二烯)或己烷用作有機(jī)單體。使用氬(Ar)載運(yùn)氣體將原料供應(yīng)至約50W的等離子體中，在基底表面對(duì)等離子體中所生成的原料的自由基進(jìn)行自由基聚合，從而形成聚合物。所形成的等離子體聚合物是透明的，并且以約50nm/分鐘的速度沉積。
[0084]圖8提供所形成的多層封裝薄膜的電子顯微照片。圖8的電子顯微照片表明其中20對(duì)厚約Inm的氧化鋁和厚約20nm的等離子體聚合物堆疊的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明證實(shí)即使在有機(jī)發(fā)光二極管上形成多層封裝薄膜之后，所述有機(jī)發(fā)光二極管的性能也沒有改變。如圖9所示，在發(fā)光性、電流密度和電流效率方面，包含多層封裝薄膜的有機(jī)發(fā)光二極管等同于或優(yōu)于形成多層封裝薄膜之前的有機(jī)發(fā)光二極管。圖10為包含所述多層封裝薄膜的高度柔韌的有機(jī)發(fā)光二極管。本發(fā)明證實(shí)包含多層封裝薄膜的有機(jī)發(fā)光二極管具有高柔韌性。
[0085]多層封裝薄膜的水蒸氣穿透率主要取決于無機(jī)薄膜的屬性?？蓮膱D11所示的水蒸氣穿透率(下文稱“WVTR”)看出多層封裝薄膜抑制水蒸氣透過的效果?？赏ㄟ^測(cè)量具有一定電導(dǎo)性的鈣被穿透所述多層封裝薄膜的水蒸氣氧化并變成不具有電導(dǎo)性的氧化鈣的時(shí)間得到WVTR
[0086]對(duì)薄膜的彎曲屬性的評(píng)價(jià)
[0087]圖12顯示在對(duì)單一氧化鋁薄膜和8對(duì)多層封裝薄膜進(jìn)行10，000個(gè)循環(huán)的彎曲測(cè)試之前和之后使用鈣測(cè)試的試驗(yàn)結(jié)果，所述氧化鋁薄膜厚約20nm，所述多層封裝薄膜的彎曲半徑為約3cm，約2cm，約1cm，以及約0.5cm。在彎曲測(cè)試之前(“準(zhǔn)備”)，鈣在所述單一氧化鋁薄膜中和在所述8對(duì)多層封裝薄膜中完全氧化分別需要約18小時(shí)和約25小時(shí)。隨著時(shí)間增加，抑制水蒸氣透過的屬性得以改善。因此，隨著時(shí)間增加，WVTR降低。在彎曲半徑約3cm條件下的10，OOO個(gè)循環(huán)的彎曲測(cè)試中，單一氧化鋁薄膜中鈣完全還原需要約14小時(shí)。然而，在多層封裝薄膜中，還原的鈣的量相對(duì)很少。在用更小的彎曲半徑進(jìn)行彎曲測(cè)試時(shí)，單一氧化鋁薄膜中的時(shí)間有顯著縮短的傾向，但是多層封裝薄膜的時(shí)間幾乎沒有改變。因此，本發(fā)明證實(shí)即使在以約Icm的彎曲半徑進(jìn)行彎曲測(cè)試10，000個(gè)循環(huán)，抑制水蒸氣透過的屬性也幾乎不變。然而，在以約0.5cm的彎曲半徑進(jìn)行彎曲測(cè)試時(shí)，單一氧化鋁薄膜和多層封裝薄膜均完全失去抑制水蒸氣透過的屬性。如圖13所示，在20對(duì)和200對(duì)多層封裝薄膜中，即使以約0.5cm的彎曲半徑進(jìn)行彎曲測(cè)試10，000個(gè)循環(huán)，水蒸氣透過的降低速率為約20%。因此，可以看出它們?nèi)跃哂幸种扑魵馔高^的屬性。
[0088]圖14顯示8對(duì)多層封裝薄膜和200對(duì)多層封裝薄膜的中間平面處的彎曲屬性。將相同的材料(聚萘二甲酸乙二酯[PEN])用于多層封裝薄膜的上部部件和下部部件，由此可將多層封裝薄膜設(shè)置在中間平面處。如圖14所示，與不設(shè)置在中間平面處的所述多層封裝薄膜相比，當(dāng)將所述多層封裝薄膜設(shè)置在中間平面處時(shí)，其彎曲屬性得以改善。這可能是因?yàn)榕c不設(shè)置在中間平面處的所述多層封裝薄膜相比，張力和/或壓縮力不施加于設(shè)置在中間平面處的多層封裝薄膜，因此，可抑制裂縫的出現(xiàn)。
[0089]盡管本發(fā)明包括具體實(shí)施例，但對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的是可在不背離權(quán)利要求的實(shí)質(zhì)和范圍及其等同方案的條件下，可在這些實(shí)施例中進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)的改變。本文描述的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解為僅僅是描述性的，并不意于限制本發(fā)明。各實(shí)施例中的特征和方面的描述應(yīng)當(dāng)理解為可適用于其它實(shí)施例的類似特征或方面。如果以不同順序?qū)嵤┧枋龅募夹g(shù)，和/或如果以不同方式組合和/或替代所描述的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、設(shè)備或電路中的部件或者用其它部件或其等同物進(jìn)行補(bǔ)充，則可實(shí)現(xiàn)適當(dāng)結(jié)果。因此，本發(fā)明的范圍不是由詳細(xì)的說明書所限定的，而是通過權(quán)利要求及其等同方案限定，在權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的所有改變均被理解為包括在本發(fā)明中。
【權(quán)利要求】
1.一種多層封裝薄膜，所述多層封裝薄膜包含: 無機(jī)薄膜，所述無機(jī)薄膜含有金屬氧化物；以及有機(jī)薄膜，所述有機(jī)薄膜含有聚合物，并且所述有機(jī)薄膜在所述無機(jī)薄膜上形成， 其中，所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜以多層結(jié)構(gòu)形式交替堆疊。
2.如權(quán)利要求1所述的多層封裝薄膜，其中，所述金屬氧化物包含選自下述群組中的成員:氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅以及它們的組口 ο
3.如權(quán)利要求1所述的多層封裝薄膜，其中，所述聚合物包含選自下述群組中的成員:等離子體聚合物、丙烯酸聚合物以及它們的組合。
4.如權(quán)利要求3所述的多層封裝薄膜，其中，所述等離子體聚合物包含選自下述群組中的成員:六甲基二硅氧烷、呋喃、己烷以及它們的組合。
5.如權(quán)利要求3所述的多層封裝薄膜，其中，所述丙烯酸聚合物包含選自下述群組中的成員:丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物以及它們的組合。
6.如權(quán)利要求1所述的多層封裝薄膜，其中，單層所述無機(jī)薄膜的厚度為0.1nm至20nmo
7.如權(quán)利要求1所述的多層封裝薄膜，其中，單層所述有機(jī)薄膜的厚度為20nm至2 μ m0
8.如權(quán)利要求1所述的多層封裝薄膜，其中，所述多層結(jié)構(gòu)包括2對(duì)至200對(duì)所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜。
9.一種制備多層封裝薄膜的方法，所述方法包括: 在基底上形成含有金屬氧化物的無機(jī)薄膜；以及 在所述無機(jī)薄膜上形成含有聚合物的有機(jī)薄膜， 其中，在所述基底上形成所述無機(jī)薄膜和在所述無機(jī)薄膜上形成含有所述聚合物的所述有機(jī)薄膜交替進(jìn)行，從而使所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜交替堆疊。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述無機(jī)薄膜的形成通過原子層沉積實(shí)施。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述有機(jī)薄膜的形成通過化學(xué)氣相沉積或原子層沉積實(shí)施。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述有機(jī)薄膜的形成通過在所述無機(jī)薄膜上涂覆丙烯酸單體然后對(duì)該涂覆層進(jìn)行UV-固化實(shí)施。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述無機(jī)薄膜的形成和/或所述有機(jī)薄膜的形成在約20°C至約120°C的溫度下實(shí)施。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述原子層沉積包括在移動(dòng)的基底上以空間方式排列所述無機(jī)薄膜的原材料。
15.一種制造多層封裝薄膜的裝置，所述裝置包括: 基底裝載單元，基底裝載在所述基底裝載單元上； 在所述基底上沉積無機(jī)薄膜的無機(jī)薄膜沉積單元；以及 在所述無機(jī)薄膜上沉積有機(jī)薄膜的有機(jī)薄膜沉積單元， 其中，所述無機(jī)薄膜沉積單元和所述有機(jī)薄膜沉積單元按順序彼此連接，所述基底裝載單元交替移至所述無機(jī)薄膜沉積單元和所述有機(jī)薄膜沉積單元，從而使所述無機(jī)薄膜和所述有機(jī)薄膜交替沉積在所述基底上。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述有機(jī)薄膜沉積單元還包含UV固化單元。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，通過一個(gè)以上連接件將多個(gè)無機(jī)薄膜沉積單元按順序連接至所述有機(jī)薄膜沉積單元。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述多個(gè)無機(jī)薄膜沉積單元和所述有機(jī)薄膜沉積單元交替排列。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述有機(jī)薄膜沉積單元排列在按順序連接的單元的末端。
【文檔編號(hào)】H01L51/52GK104134756SQ201410168188
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月30日
【發(fā)明者】趙成珉, 鄭昊均, 蔡熙燁, 徐祥準(zhǔn), 徐昇旴 申請(qǐng)人:成均館大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)