用于衬底和电子装置的混合屏障层的制作方法
[0033] 根据本发明实施例制造的装置可W进一步任选地包含屏障层。屏障层的一个用途 是保护电极和有机层免于因暴露于环境中的有害物质（包括水分、蒸气和/或气体等）而 受损。屏障层可W沉积在衬底、电极上，沉积在衬底、电极下或沉积在衬底、电极旁，或沉积 在装置的任何其它部分（包括边缘）上。屏障层可W包含单个层或多个层。屏障层可W通 过各种已知的化学气相沉积技术形成，并且可W包括具有单一相的组合物W及具有多个相 的组合物。任何合适材料或材料组合都可W用于屏障层。屏障层可W并入有无机化合物或 有机化合物或两者。优选的屏障层包含聚合材料与非聚合材料的混合物，如W全文引用的 方式并入本文中的美国专利第7, 968, 146号、PCT专利申请第PCT/US2007/023098号和第 PCT/US2009/042829号中所述。为了被视为"混合物"，构成屏障层的前述聚合材料和非聚 合材料应在相同反应条件下和/或在同时沉积。聚合材料对非聚合材料的重量比率可W在 95:5到5:95的范围内。聚合材料和非聚合材料可W由同一前体材料产生。在一个实例中， 聚合材料与非聚合材料的混合物基本上由聚合娃和无机娃组成。
[0034] 根据本发明的实施例而制造的装置可W并入到各种各样的消费型产品中，包括平 板显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、用于内部或外部照明和/或发信 号的灯、平视显示器、全透明显示器、柔性显示器、激光印刷机、电话、手机、个人数字助理 (PDA)、膝上型计算机、数码相机、摄录像机、取景器、微显示器、3-D显示器、运载工具、大面 积墙壁、剧院或体育馆屏幕，或指示牌。可W使用各种控制机制来控制根据本发明而制造的 装置，包括无源矩阵和有源矩阵。意欲将所述装置中的许多装置用于对人类来说舒适的溫 度范围中，例如18摄氏度到30摄氏度，并且更优选在室溫下（20-25摄氏度），但可W在此 溫度范围外（例如-40摄氏度到+80摄氏度）使用。
[0035] 本文所述的材料和结构可W应用于不同于OLED的装置中。举例来说，例如有机太 阳能电池和有机光检测器等其它光电子装置可W使用所述材料和结构。更一般来说，例如 有机晶体管等有机装置可W使用所述材料和结构。
[0036] 有机电子装置（例如OL邸）当暴露于水蒸气或氧气时通常易受劣化的侵害。OL邸 上用W减少其暴露于水蒸气或氧气的保护性屏障涂层可W改进装置的寿命和性能。已经成 功地用于食品包装的氧化娃、氮化娃或氧化侣的膜已经视为适用作OL邸的屏障涂层。然 而，运些无机膜倾向于含有微观缺陷，其使得水蒸气和氧气通过膜有一定扩散。在一些情况 下，缺陷在脆性膜中打开为裂纹。虽然此水和氧气扩散程度对于食品产品可W是可接受的， 但其对于OL邸是不可接受的。为了解决运些问题，已经在OL邸上测试了使用交替的无机 和聚合物层的多层屏障涂层，并且发现其具有改进的对水蒸气和氧气穿透的抗性。然而，此 类多层涂层典型地具有高复杂性和成本的缺点。有机电子装置（例如OL邸）也可W在多种 类型的衬底上制造，所述衬底例如玻璃、非晶娃、金属锥，和柔性聚合衬底，例如聚对苯二甲 酸乙二醋（PET)、聚糞二甲酸乙二醋（阳脚等。然而，用运些材料制造的聚合衬底典型地无 法提供充足的保护OL邸免受湿气或氧气之害的屏障性质。因此，需要形成适用于保护OL邸 的屏障涂层的其它方法。一种此类屏障涂布工艺描述于美国专利第7, 968, 146号和国际申 请第PCT/US2007/023098号和第PCT/US2009/042829号中。所描述的屏障膜通过使HMDSO 与反应性气体（例如氧气）等离子体聚合而生长。此屏障具有有机-无机混合性质。在 HMDSO/化的PECVD中，单体分子通过与电子和可能与0原子或与受激02分子碰撞而活化。 此活化被认为导致离解电离，其从单体去除CHs基团。因为HMDSO分子中的Si-O键的键能 是8.36￥，其大于51-(：键（4.66￥)和（：寸键化56￥)的键能，所^51-(：和（：寸键在电子碰 撞后断裂。活化片段可W与〇2反应W形成完全或部分氧化控和低分子量娃烷氧基化合物。 气相中发生的聚合反应的程度可W通过沉积压力、hmdso/〇2气体流动比率和沉积功率来控 审Ij。运些参数可W经调节W在Si化切化（娃酬类）膜与Si〇2类/非聚合膜之间任何位置 形成混合膜。在某些类型的设备配置中，Si化类膜可W具有高应力但极好屏障性质，而娃酬 类膜倾向于具有较低应力和通常不良屏障。尽管柔性混合屏障层是可实现的，但典型地在 上述方法中在膜的渗透屏障性质与应力之间有所权衡。需要一种具有宽处理范围W获得混 合柔性屏障膜的更佳沉积方法。
[0037] 如本文所述，多种不同有机前体与反应性气体可W等离子体聚合W沉积混合屏障 层，例如hmdso/〇2+teosA)2。使用多种前体材料可W提供大得多的处理范围，因此实现对膜 的屏障性质和应力的精确调节。如本文所公开的屏障膜可W用于多种衬底和电子装置上W 减少湿气和其它大气污染物的渗透。
[0038] 在本发明的一个实施例中，可W在例如与上面待沉积屏障层的衬底表面相邻的反 应位置处提供多种前体材料。前体可W使用任何已知技术提供。举例来说，可W使用一或 多种运载气体将每种前体输送到反应位置。在一些配置中，可W将一或多种前体引入到反 应位置，然后可W经由运载气体输送一或多种其它前体。可能优选的是前体材料中的至少 一者包括有机娃材料。在于反应位置处提供后，可W例如通过化学气相沉积、等离子体聚合 等使前体反应，W在表面上由前体材料形成混合层。可能优选的是不同前体经选择，使得其 包括具有不同解离速率的结构或材料，例如单体材料。运可W使得可更精细控制用W在表 面上形成混合层的组合反应。
[0039] 作为一个实例，一种此类技术是使多种有机前体材料等离子体聚合W获得柔性混 合屏障膜。在固定处理条件下，不同单体将由于键能的固有差异而具有不同解离速率。举例 来说，为了获得混合屏障Si化类膜，两种有机娃前体（例如HMDSO和原娃酸四乙醋（TE0巧） 与反应性气体（例如化）的等离子体聚合可W在单一真空腔室中同时进行。可W进一步将 运载气体（例如4'、成、成0、化等）引入到过程中。图3展示了丽050和1605的蒸气压力对 溫度。如所说明，HMDSO是比TEOS挥发性更大的前体，运表明将需要加热单元来引入TE0S。 因为TEOS具有类似于Si化中满足的四面体娃环境，所W在TEOS的核屯、结构保留时，预期 得到Si〇2膜和因此典型地良好屏障性质。此外，TEOS分子中的Si-O键的键能是8. 3eV，其 大于C-C键化6eV)、C-H键（4. 3eV)和C-O键（3. 7eV)的键能，C-C、C-H和C-O键在电子 碰撞后容易断裂。另外，在由雷诺（Raynaud)等人和伊藤（Ito)等人进行的独立研究中，已 经观察到，TEOS的解离与HMDSO的解离相比相对更容易。 W40] 因此，根据本发明的例示性实施例，如果HMDSO和TEOS与化运载气体同时等离子 体聚合，那么存在TEOS分子可W经历完整解离而HMDSO分子经历部分解离的处理范围。因 此有可能获得混合屏障膜
文档序号 :
【 9568728 】
技术研发人员：西达尔塔·哈里克思希纳·莫汉,威廉·E·奎因,马瑞清
技术所有人：环球展览公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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