专利名称：用于无掩模封装的方法
技术领域：
本发明的实施例一般涉及用于封装有机发光二极管的方法和设备与经封装有机发光二极管(OLED)结构。
背景技术：
由于有机发光二极管(OLED)显示器诸如与液晶显示器(IXD)相比较具有更快的响应时间、更大的视角、更高的对比度、更轻的重量、低功率和对柔性基板的顺应能力，OLED显示器近来在显示器应用中已获得显著的关注。然而，OLED结构可能具有有限的寿命，OLED结构的特征在于电致发光效率降低和驱动电压增加。OLED结构退化的主要原因为由于湿气或氧气进入造成不发光暗斑形成。因此，通常通过夹在无机层之间的有机层来封装OLED结 构。利用有机层填充第一无机层中的任何空隙或缺陷，以使得第二无机层具有实质上均匀表面或沉积。图IA至图IC图示用于沉积封装层的传统工艺，所述封装层通常包括第一无机层106 (图示为106a和106b)、有机层108 (图示为108a和108b)和第二无机层116 (图示为116a和116b)。工艺从对准基板100上方的第一掩模109开始，以使得OLED结构104通过未受掩模109保护的开口 107暴露，如图IA中所示。第一掩模109界定第一开口 107，所述第一开口 107具有自OLED结构104至第一掩模109边缘的第一距离110。掩模109、114通常由诸如INVAR 的金属材料制成。如图IA中所示，利用第一掩模109图案化OLED结构104上方的第一无机层106 (图不为106a、106b),诸如,氮化娃或氧化招。第一掩模109定位成使得接触层102邻近于OLED结构104的一部分105由第一掩模109覆盖，以使得无机层106不会沉积于那个区域105上。如图IB中所示，由第二掩模114移除并替代第一掩模109，所述第二掩模114的开口 111小于第一掩模109的开口。第二掩模114界定第二开口111，所述第二开口 111具有自OLED结构104至第二掩模114边缘的第二距离112，所述第二距离112比第一掩模109所界定的第一距离110短。通过利用第二掩模114，将有机层108 (图不为108a、108b)沉积于第一无机层106上方。因为第二掩模114的开口 111小于第一掩模109的开口，所以有机层108不会完全覆盖下层无机层106。通过利用第一掩模109,将至少一个第二无机层116 (图不为116a和116b)沉积于第一无机层106和有机层108的未受第一掩模109保护的暴露部分顶部上方，来完成OLED结构104的封装，如图IC中所示。第二无机层116完全封装有机层108与第一无机层106，从而封装OLED结构104，同时使接触层102的所述部分105暴露。上文描述的传统工艺流程具有显著挑战，所述挑战为阻碍商业上可行的扩大规模与较大面积基板(诸如，顶部平面面积大于约1，500平方厘米的基板)一起使用。例如，针对这类大面积基板实施上文描述的工艺所需要的两个金属掩模109、114十分昂贵，并且所述两个金属掩模109、114的成本可各自超过$40，000. 00。此外，需要金属掩模109、114对OLED结构104的对准公差较小，一般在IOOiim内。因为这些掩模109、114的长度通常超过I. 00米，所以当将掩模109、114自环境温度加热至约80摄氏度的处理温度时，掩模109、114具有显著的热膨胀。这种显著的热膨胀为OLED制造者提供关于如何防止通过掩模109、114形成的开口 107、111与OLED结构104之间的对准丢失的较大挑战。对准丢失可能导致OLED结构104的不完全封装，又会导致OLED结构104的寿命缩短和性能减弱。因此，需要用于封装OLED结构的改善的方法和设备。
发明内容
本公开案提供用于使用无掩模封装技术封装设置于基板上的OLED结构的方法和设备。与传统的硬掩模图案化技术相比，无掩模封装可有效地提供简单并且低成本的OLED封装方法。在一个实施例中，无掩模封装技术可在OLED结构上利用可固化封装材料来消除对于多材料封装堆叠、昂贵掩模的需要和对准问题。在一个实施例中，一种用于在OLED基板上形成无掩模封装层的方法，所述OLED结构形成于基板上，所述基板上设置有接触层，所述方法包括在基板上沉积封装材料；使用 能量源选择性地固化所述封装材料，以在接触层的部分上方产生经固化封装材料的区域和非固化封装材料的区域；和自所述基板移除所述非固化材料，以暴露所述接触层的所述部分。在另一个实施例中，提供一种OLED结构，所述OLED结构包括设置于OLED结构上方的封装材料固化层和接触层的第一部分，其中接触层的第二部分未由封装材料覆盖。在另一个实施例中，提供一种用于在OLED结构上形成无掩模封装层的系统，所述系统包括在封装站中，在基板上沉积可固化材料，所述基板具有设置于接触层上的预先形成的OLED结构；将所述基板移送至固化站；在所述固化站中，使用能量源选择性地固化封装材料；将所述基板移送至移除站；和在所述移除站中，自接触层的一部分移除非固化材料，留下设置于接触层的一部分和OLED结构上方的经固化材料。
因此，可详细理解本公开案的上述特征的方式，即上文简要概述的本公开案的更特定描述可参照实施例进行，一些实施例图示于附图中。然而，应注意，所述附图仅图示本公开案的典型实施例，因此所述附图不应视为限制本公开案的范围，因为本公开案可允许其它同等有效的实施例。图IA至图IC图示在本领域中已知传统封装顺序的不同阶段期间，OLED结构的示意性横截面图；图2至图5图示在图6方法的不同阶段期间，OLED结构的示意性横截面图；图6为根据本发明，用于封装OLED结构的方法的流程图；图7为根据本发明的一个实施例，适合于封装OLED结构的生产线的示意图；和图8至图9为用于固化封装材料的方法的实施例的示意图。为便于理解，在可行的情况下，已使用相同元件符号来表示各图共有的相同元件。预期一个实施例的元件和特征可有利地包含在其它实施例内而无需进一步叙述。
具体实施例方式本公开案提供用于使用无掩模封装技术封装设置于基板上的OLED结构的方法和设备，以及经封装OLED结构。与传统的硬掩模图案化技术相比，无掩模封装可有效地提供简单并且低成本的OLED封装方法。在一个实施例中，无掩模封装技术可在OLED结构上利用可固化封装材料来消除对于多材料封装堆叠、昂贵掩模的需要和对准问题。因此可更有效地以较低成本制造所得经封装OLED结构。图2至图5图示在图6中所示方法600的流程图中详细说明的封装方法600的不同阶段期间，OLED结构的示意性横截面图。方法600在步骤602处开始，提供基板，所述基板具有设置于基板200上的预先形成的OLED结构204，如图2中所示。基板200上可设置有接触层202，其中OLED结构204部分地设置于所述接触层202上。接触层202包括超过OLED结构边缘暴露的部分206。在步骤604处，封装材料302设置于OLED结构204上方，所述OLED结构204设置于基板200上，如图3中所示。可通过旋涂、喷墨沉积、狭槽管芯沉积、喷雾沉积工艺、丝网印刷法或可在设置于基板200上的OLED结构204上方形成封装材料的其它适合工艺，将封装材料302沉积于设置在基板200上的OLED结构204上，如图3中所示。在一个实施例中，封装材料302覆盖OLED结构204和接触层202的整个部分206。用于封装材料302的材料可为UV可固化材料、环氧树脂材料或可通过施加能量(诸如，光或热)而选择性地固化的其它适合材料。在步骤606处，相对于基板200沿方向408移动能量源406，以选择性地固化封装材料302，从而产生经固化封装材料402的区域和非固化封装材料404的区域，如图4中所示。经固化封装材料402覆盖OLED结构204和接触层202紧邻所述OLED结构204向外突出的一部分。未经固化材料(在步骤606之后)部分地覆盖接触层202，并且完全不覆盖OLED结构204。能量源406可为聚焦的电磁辐射源、聚焦的UV源、电子束源或用于固化的其它适合来源。可基于待固化的封装材料选择能量源406。能量源406可耦接至x/y构台802并且沿适合于固化OLED结构204上方期望区域的方向408移动，如图8中所示。能量源406可沿方向408移动，而基板支撑台800保持静止，所述基板支撑台800上设置有基板200。或者，基板支撑台900可沿适合于固化OLED结构204上方期望区域的方向902移动，而能量源406保持静止，如图9中所示。可任选地，能量源406和基板支撑台900可以组合 方式都移动，以固化封装材料302的期望区域。在步骤608处，移除在步骤606之后剩余的非固化封装材料404的区域，并且留下经封装OLED结构502，如图5中所示。可通过用离子水强力清洗或其它适合移除技术来移除非固化封装材料404的区域。图7图示根据本发明的一个实施例，可用以在OLED结构上方形成无掩模封装层的生产线700的一个实施例。如上文参照图6所论述的，可首先将具有预先形成的OLED结构204的基板200装载至基板装载站702。将基板200自基板装载站702移送至封装材料沉积站704。如上文所论述的，可通过旋涂、喷墨沉积、狭槽管芯沉积、喷雾沉积工艺、丝网印刷法或其它适合工艺将封装材料302设置于基板200上。随后将基板200移送至固化站706，所述基板200上沉积有封装材料302。在固化站706中，利用能量源406在基板200的第一区域中选择性地固化封装材料302，在所述第一区域中将保留经固化封装材料402。如上文所论述的，能量源406可为聚焦的电磁辐射源、聚焦的UV源、电子束源或用于固化的其它适合能量源。将具有经固化封装材料402的区域和非固化封装材料404的区域的基板200移送至移除站708。在移除站中，移除非固化封装材料404的区域，以仅留下覆盖OLED结构204的经固化封装材料402，因此形成经封装OLED结构502。如上文所论述的，可通过用离子水清洗或其它适合移除技术来完成非固化封装材料404的移除。因此，提供用于形成无掩模经封装OLED结构的方法和设备。通过在OLED结构上方利用可固化封装材料，可消除对于多材料封装堆叠、昂贵掩模的需要和对准问题。
尽管上文针对本公开案的实施例，但可在不脱离本公开案的基本范围的情况下设计本公开案的其它和进一步实施例，并且通过以上权利要求书来确定本公开案的范围。
权利要求
1.一种用于在OLED结构上形成无掩模封装层的方法，所述方法包含 在基板上沉积封装材料，所述基板具有形成于接触层上的OLED结构； 使用能量源选择性地固化所述封装材料，以在所述OLED结构上方产生经固化封装材料的区域和非固化封装材料的区域；和 移除所述非固化封装材料的区域。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述封装材料包含UV可固化材料或环氧树脂材料。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述基板上沉积所述封装材料包含旋涂、喷墨沉积、狭槽管芯沉积、喷雾沉积工艺或丝网印刷法。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述能量源包含聚焦的电磁辐射源、聚焦的UV源或电子束源。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，使用能量源选择性地固化所述封装材料包含提供所述基板与所述能量源之间的相对移动。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，选择性地固化所述封装材料进一步包含移动所述能量源，同时所述基板为静止的。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，选择性地固化所述封装材料进一步包含移动所述基板，同时所述能量源为静止的。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，选择性地固化所述封装材料进一步包含沿第一方向移动所述基板，并且沿第二方向移动所述能量源。
9.如权利要求I所述的方法，其特征在于，移除所述非固化封装材料的区域包含用离子水强力清洗所述非固化封装材料。
10.一种经封装OLED结构，所述经封装OLED结构包含 接触层； OLED结构，所述OLED结构设置于所述接触层的一部分上；和 经固化封装材料，所述经固化封装材料覆盖所述OLED结构和所述接触层的第一部分，所述接触层的第二部分自所述经固化封装材料下方延伸。
11.如权利要求10所述的结构，其特征在于，所述经固化封装材料包含UV可固化材料或环氧树脂材料。
12.一种用于在OLED结构上形成无掩模封装层的方法，所述方法包含 在封装站中，在基板上沉积可固化材料，所述基板具有设置于接触层上的预先形成的OLED结构； 将所述基板移送至固化站； 在所述固化站中，使用能量源选择性地固化所述可固化材料； 将所述基板移送至移除站；和 在所述移除站中，自所述接触层的一部分移除非固化的可固化材料，留下设置于所述接触层的一部分和所述OLED结构上方的经固化可固化材料。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述基板上沉积所述可固化材料包含旋涂、喷墨沉积、狭槽管芯沉积、喷雾沉积工艺或丝网印刷法。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述能量源包含聚焦的电磁辐射源、聚焦的UV源或电子束源。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，使用能量源选择性地固化所述封装材料包含提供所述基板与所述能量源之间的相对移动。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，选择性地固化所述封装材料进一步包含移动所述能量源，同时所述基板为静止的。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，选择性地固化所述封装材料进一步包含移动所述基板，同时所述能量源为静止的。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，选择性地固化所述封装材料进一步包含沿第一方向移动所述基板，并且沿第二方向移动所述能量源。
19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述移除非固化材料包含用离子水强力清洗所述非固化材料。
20.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述可固化材料包含UV可固化材料或环氧树脂材料。
全文摘要
本发明提供用于使用无掩模技术封装设置于基板上的OLED结构的方法和设备。与传统的硬掩模图案化技术相比，无掩模技术可有效地提供简单并且低成本的OLED封装方法。无掩模技术可在成本低并且不存在使用传统掩模时存在的对准问题的情况下，在OLED结构上方利用可固化封装材料。
文档编号H01L51/52GK102983289SQ20121032813
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者W·N·斯特林, I·洪 申请人:应用材料公司