用於無掩模封裝的方法
2023-06-01 05:46:41
專利名稱：用於無掩模封裝的方法
技術領域：
本發明的實施例一般涉及用於封裝有機發光二極體的方法和設備與經封裝有機發光二極體(OLED)結構。
背景技術：
由於有機發光二極體(OLED)顯示器諸如與液晶顯示器(IXD)相比較具有更快的響應時間、更大的視角、更高的對比度、更輕的重量、低功率和對柔性基板的順應能力，OLED顯示器近來在顯示器應用中已獲得顯著的關注。然而，OLED結構可能具有有限的壽命，OLED結構的特徵在於電致發光效率降低和驅動電壓增加。OLED結構退化的主要原因為由於溼氣或氧氣進入造成不發光暗斑形成。因此，通常通過夾在無機層之間的有機層來封裝OLED結 構。利用有機層填充第一無機層中的任何空隙或缺陷，以使得第二無機層具有實質上均勻表面或沉積。圖IA至圖IC圖示用於沉積封裝層的傳統工藝，所述封裝層通常包括第一無機層106 (圖示為106a和106b)、有機層108 (圖示為108a和108b)和第二無機層116 (圖示為116a和116b)。工藝從對準基板100上方的第一掩模109開始，以使得OLED結構104通過未受掩模109保護的開口 107暴露，如圖IA中所示。第一掩模109界定第一開口 107，所述第一開口 107具有自OLED結構104至第一掩模109邊緣的第一距離110。掩模109、114通常由諸如INVAR 的金屬材料製成。如圖IA中所示，利用第一掩模109圖案化OLED結構104上方的第一無機層106 (圖不為106a、106b),諸如,氮化娃或氧化招。第一掩模109定位成使得接觸層102鄰近於OLED結構104的一部分105由第一掩模109覆蓋，以使得無機層106不會沉積於那個區域105上。如圖IB中所示，由第二掩模114移除並替代第一掩模109，所述第二掩模114的開口 111小於第一掩模109的開口。第二掩模114界定第二開口111，所述第二開口 111具有自OLED結構104至第二掩模114邊緣的第二距離112，所述第二距離112比第一掩模109所界定的第一距離110短。通過利用第二掩模114，將有機層108 (圖不為108a、108b)沉積於第一無機層106上方。因為第二掩模114的開口 111小於第一掩模109的開口，所以有機層108不會完全覆蓋下層無機層106。通過利用第一掩模109,將至少一個第二無機層116 (圖不為116a和116b)沉積於第一無機層106和有機層108的未受第一掩模109保護的暴露部分頂部上方，來完成OLED結構104的封裝，如圖IC中所示。第二無機層116完全封裝有機層108與第一無機層106，從而封裝OLED結構104，同時使接觸層102的所述部分105暴露。上文描述的傳統工藝流程具有顯著挑戰，所述挑戰為阻礙商業上可行的擴大規模與較大面積基板(諸如，頂部平面面積大於約1，500平方釐米的基板)一起使用。例如，針對這類大面積基板實施上文描述的工藝所需要的兩個金屬掩模109、114十分昂貴，並且所述兩個金屬掩模109、114的成本可各自超過$40，000. 00。此外，需要金屬掩模109、114對OLED結構104的對準公差較小，一般在IOOiim內。因為這些掩模109、114的長度通常超過I. 00米，所以當將掩模109、114自環境溫度加熱至約80攝氏度的處理溫度時，掩模109、114具有顯著的熱膨脹。這種顯著的熱膨脹為OLED製造者提供關於如何防止通過掩模109、114形成的開口 107、111與OLED結構104之間的對準丟失的較大挑戰。對準丟失可能導致OLED結構104的不完全封裝，又會導致OLED結構104的壽命縮短和性能減弱。因此，需要用於封裝OLED結構的改善的方法和設備。
發明內容
本公開案提供用於使用無掩模封裝技術封裝設置於基板上的OLED結構的方法和設備。與傳統的硬掩模圖案化技術相比，無掩模封裝可有效地提供簡單並且低成本的OLED封裝方法。在一個實施例中，無掩模封裝技術可在OLED結構上利用可固化封裝材料來消除對於多材料封裝堆疊、昂貴掩模的需要和對準問題。在一個實施例中，一種用於在OLED基板上形成無掩模封裝層的方法，所述OLED結構形成於基板上，所述基板上設置有接觸層，所述方法包括在基板上沉積封裝材料；使用 能量源選擇性地固化所述封裝材料，以在接觸層的部分上方產生經固化封裝材料的區域和非固化封裝材料的區域；和自所述基板移除所述非固化材料，以暴露所述接觸層的所述部分。在另一個實施例中，提供一種OLED結構，所述OLED結構包括設置於OLED結構上方的封裝材料固化層和接觸層的第一部分，其中接觸層的第二部分未由封裝材料覆蓋。在另一個實施例中，提供一種用於在OLED結構上形成無掩模封裝層的系統，所述系統包括在封裝站中，在基板上沉積可固化材料，所述基板具有設置於接觸層上的預先形成的OLED結構；將所述基板移送至固化站；在所述固化站中，使用能量源選擇性地固化封裝材料；將所述基板移送至移除站；和在所述移除站中，自接觸層的一部分移除非固化材料，留下設置於接觸層的一部分和OLED結構上方的經固化材料。
因此，可詳細理解本公開案的上述特徵的方式，即上文簡要概述的本公開案的更特定描述可參照實施例進行，一些實施例圖示於附圖中。然而，應注意，所述附圖僅圖示本公開案的典型實施例，因此所述附圖不應視為限制本公開案的範圍，因為本公開案可允許其它同等有效的實施例。圖IA至圖IC圖示在本領域中已知傳統封裝順序的不同階段期間，OLED結構的示意性橫截面圖；圖2至圖5圖示在圖6方法的不同階段期間，OLED結構的示意性橫截面圖；圖6為根據本發明，用於封裝OLED結構的方法的流程圖；圖7為根據本發明的一個實施例，適合於封裝OLED結構的生產線的示意圖；和圖8至圖9為用於固化封裝材料的方法的實施例的示意圖。為便於理解，在可行的情況下，已使用相同元件符號來表示各圖共有的相同元件。預期一個實施例的元件和特徵可有利地包含在其它實施例內而無需進一步敘述。
具體實施例方式本公開案提供用於使用無掩模封裝技術封裝設置於基板上的OLED結構的方法和設備，以及經封裝OLED結構。與傳統的硬掩模圖案化技術相比，無掩模封裝可有效地提供簡單並且低成本的OLED封裝方法。在一個實施例中，無掩模封裝技術可在OLED結構上利用可固化封裝材料來消除對於多材料封裝堆疊、昂貴掩模的需要和對準問題。因此可更有效地以較低成本製造所得經封裝OLED結構。圖2至圖5圖示在圖6中所示方法600的流程圖中詳細說明的封裝方法600的不同階段期間，OLED結構的示意性橫截面圖。方法600在步驟602處開始，提供基板，所述基板具有設置於基板200上的預先形成的OLED結構204，如圖2中所示。基板200上可設置有接觸層202，其中OLED結構204部分地設置於所述接觸層202上。接觸層202包括超過OLED結構邊緣暴露的部分206。在步驟604處，封裝材料302設置於OLED結構204上方，所述OLED結構204設置於基板200上，如圖3中所示。可通過旋塗、噴墨沉積、狹槽管芯沉積、噴霧沉積工藝、絲網印刷法或可在設置於基板200上的OLED結構204上方形成封裝材料的其它適合工藝，將封裝材料302沉積於設置在基板200上的OLED結構204上，如圖3中所示。在一個實施例中，封裝材料302覆蓋OLED結構204和接觸層202的整個部分206。用於封裝材料302的材料可為UV可固化材料、環氧樹脂材料或可通過施加能量(諸如，光或熱)而選擇性地固化的其它適合材料。在步驟606處，相對於基板200沿方向408移動能量源406，以選擇性地固化封裝材料302，從而產生經固化封裝材料402的區域和非固化封裝材料404的區域，如圖4中所示。經固化封裝材料402覆蓋OLED結構204和接觸層202緊鄰所述OLED結構204向外突出的一部分。未經固化材料(在步驟606之後)部分地覆蓋接觸層202，並且完全不覆蓋OLED結構204。能量源406可為聚焦的電磁輻射源、聚焦的UV源、電子束源或用於固化的其它適合來源。可基於待固化的封裝材料選擇能量源406。能量源406可耦接至x/y構臺802並且沿適合於固化OLED結構204上方期望區域的方向408移動，如圖8中所示。能量源406可沿方向408移動，而基板支撐臺800保持靜止，所述基板支撐臺800上設置有基板200。或者，基板支撐臺900可沿適合於固化OLED結構204上方期望區域的方向902移動，而能量源406保持靜止，如圖9中所示。可任選地，能量源406和基板支撐臺900可以組合 方式都移動，以固化封裝材料302的期望區域。在步驟608處，移除在步驟606之後剩餘的非固化封裝材料404的區域，並且留下經封裝OLED結構502，如圖5中所示。可通過用離子水強力清洗或其它適合移除技術來移除非固化封裝材料404的區域。圖7圖示根據本發明的一個實施例，可用以在OLED結構上方形成無掩模封裝層的生產線700的一個實施例。如上文參照圖6所論述的，可首先將具有預先形成的OLED結構204的基板200裝載至基板裝載站702。將基板200自基板裝載站702移送至封裝材料沉積站704。如上文所論述的，可通過旋塗、噴墨沉積、狹槽管芯沉積、噴霧沉積工藝、絲網印刷法或其它適合工藝將封裝材料302設置於基板200上。隨後將基板200移送至固化站706，所述基板200上沉積有封裝材料302。在固化站706中，利用能量源406在基板200的第一區域中選擇性地固化封裝材料302，在所述第一區域中將保留經固化封裝材料402。如上文所論述的，能量源406可為聚焦的電磁輻射源、聚焦的UV源、電子束源或用於固化的其它適合能量源。將具有經固化封裝材料402的區域和非固化封裝材料404的區域的基板200移送至移除站708。在移除站中，移除非固化封裝材料404的區域，以僅留下覆蓋OLED結構204的經固化封裝材料402，因此形成經封裝OLED結構502。如上文所論述的，可通過用離子水清洗或其它適合移除技術來完成非固化封裝材料404的移除。因此，提供用於形成無掩模經封裝OLED結構的方法和設備。通過在OLED結構上方利用可固化封裝材料，可消除對於多材料封裝堆疊、昂貴掩模的需要和對準問題。
儘管上文針對本公開案的實施例，但可在不脫離本公開案的基本範圍的情況下設計本公開案的其它和進一步實施例，並且通過以上權利要求書來確定本公開案的範圍。
權利要求
1.一種用於在OLED結構上形成無掩模封裝層的方法，所述方法包含 在基板上沉積封裝材料，所述基板具有形成於接觸層上的OLED結構； 使用能量源選擇性地固化所述封裝材料，以在所述OLED結構上方產生經固化封裝材料的區域和非固化封裝材料的區域；和 移除所述非固化封裝材料的區域。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述封裝材料包含UV可固化材料或環氧樹脂材料。
3.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，在所述基板上沉積所述封裝材料包含旋塗、噴墨沉積、狹槽管芯沉積、噴霧沉積工藝或絲網印刷法。
4.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述能量源包含聚焦的電磁輻射源、聚焦的UV源或電子束源。
5.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，使用能量源選擇性地固化所述封裝材料包含提供所述基板與所述能量源之間的相對移動。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，選擇性地固化所述封裝材料進一步包含移動所述能量源，同時所述基板為靜止的。
7.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，選擇性地固化所述封裝材料進一步包含移動所述基板，同時所述能量源為靜止的。
8.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，選擇性地固化所述封裝材料進一步包含沿第一方向移動所述基板，並且沿第二方向移動所述能量源。
9.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，移除所述非固化封裝材料的區域包含用離子水強力清洗所述非固化封裝材料。
10.一種經封裝OLED結構，所述經封裝OLED結構包含 接觸層； OLED結構，所述OLED結構設置於所述接觸層的一部分上；和 經固化封裝材料，所述經固化封裝材料覆蓋所述OLED結構和所述接觸層的第一部分，所述接觸層的第二部分自所述經固化封裝材料下方延伸。
11.如權利要求10所述的結構，其特徵在於，所述經固化封裝材料包含UV可固化材料或環氧樹脂材料。
12.一種用於在OLED結構上形成無掩模封裝層的方法，所述方法包含 在封裝站中，在基板上沉積可固化材料，所述基板具有設置於接觸層上的預先形成的OLED結構； 將所述基板移送至固化站； 在所述固化站中，使用能量源選擇性地固化所述可固化材料； 將所述基板移送至移除站；和 在所述移除站中，自所述接觸層的一部分移除非固化的可固化材料，留下設置於所述接觸層的一部分和所述OLED結構上方的經固化可固化材料。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，在所述基板上沉積所述可固化材料包含旋塗、噴墨沉積、狹槽管芯沉積、噴霧沉積工藝或絲網印刷法。
14.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述能量源包含聚焦的電磁輻射源、聚焦的UV源或電子束源。
15.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，使用能量源選擇性地固化所述封裝材料包含提供所述基板與所述能量源之間的相對移動。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，選擇性地固化所述封裝材料進一步包含移動所述能量源，同時所述基板為靜止的。
17.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，選擇性地固化所述封裝材料進一步包含移動所述基板，同時所述能量源為靜止的。
18.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，選擇性地固化所述封裝材料進一步包含沿第一方向移動所述基板，並且沿第二方向移動所述能量源。
19.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述移除非固化材料包含用離子水強力清洗所述非固化材料。
20.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述可固化材料包含UV可固化材料或環氧樹脂材料。
全文摘要
本發明提供用於使用無掩模技術封裝設置於基板上的OLED結構的方法和設備。與傳統的硬掩模圖案化技術相比，無掩模技術可有效地提供簡單並且低成本的OLED封裝方法。無掩模技術可在成本低並且不存在使用傳統掩模時存在的對準問題的情況下，在OLED結構上方利用可固化封裝材料。
文檔編號H01L51/52GK102983289SQ20121032813
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月6日 優先權日2011年9月6日
發明者W·N·斯特林, I·洪 申請人:應用材料公司