技术领域
本申请案涉及具有边缘障壁膜的电子装置和其制备方法。
背景技术：
利用有机材料的光电装置由于许多原因而正在变得日益合乎需要。许多用于制造这些装置的材料相对便宜，因此，有机光电装置有潜力在成本上优于无机装置。另外，有机材料的内在特性，例如其柔性，可使其非常适合于具体的应用，例如在柔性衬底上制作。有机光电装置的实例包括有机发光装置(OLED)、有机光敏晶体管、有机光电池和有机光检测器。对于OLED，有机材料在性能上可优于常规材料。举例来说，有机发射层发光的波长一般可通过适当的掺杂剂容易进行调整。
OLED利用薄的有机膜，这些有机膜在对整个装置施加电压时发光。OLED正在变成一项日益引起关注的技术，用于例如平板显示器、照明和背光等应用。若干OLED材料和配置描述于美国专利第5,844,363号、第6,303,238号和第5,707,745号中，这些专利以全文引用的方式并入本文中。
磷光发射分子的一个应用是全色显示器。此类显示器的行业标准需要适宜于发射具体的颜色(称为“饱和”颜色)的像素。具体地说，这些标准需要饱和红色、绿色和蓝色像素。颜色可使用此项技术熟知的CIE座标来测量。
绿色发射分子的一个实例是三(2-苯基吡啶)铱(表示为Ir(ppy)3)，其具有式I的结构：
在此图和本文中后面的图中，将氮到金属(此处为Ir)的配价键描绘为直线。
如本文所用，术语“有机”包括可用于制作有机光电装置的聚合物材料以及小分子有机材料。“小分子”是指任何非聚合物有机材料，并且“小分子”实际上可能很大。在某些情况下小分子可包括重复单元。举例来说，使用长链烷基作为取代基不会将一个分子从“小分子”类别中去除。小分子也可以并入聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧基或作为主链的一部分。小分子也可以用作树枝状聚合物的核心部分，此树枝状聚合物由建造于核心部分上的一系列化学外壳组成。树枝状聚合物的核心部分可以是荧光或磷光小分子发射体。树枝状聚合物可以是“小分子”，并且相信所有目前用于OLED领域的树枝状聚合物都是小分子。
如本文所用，“顶”意指离衬底最远，而“底”意指最靠近衬底。在描述第一层是“安置在”第二层之上的情况下，此第一层远离衬底安置。除非说明第一层“接触”第二层，否则在第一与第二层之间可存在其它层。举例来说，阴极可描述成是“安置在”阳极之上，即使中间存在多个有机层。
如本文所用，“溶液可加工的”意指能够在液体介质中溶解、分散或传递和/或从液体介质沉积，呈溶液或悬浮液形式。
当相信配体直接有助于发射材料的光敏性特性时，配体可称为“光敏性的”。当相信配体无助于发射材料的光敏性特性时，配体可称为“辅助性的”，不过辅助性配体可改变光敏性配体的特性。
如本文所用并且如所属领域的技术人员一般所了解，如果第一“最高占有分子轨道”(HOMO)或“最低未占分子轨道”(LUMO)能级更接近真空能级，那么此第一能级“超过”或“高于”第二HOMO或LUMO能级。因为电离电位(IP)相对于真空能级测量为负能量，所以较高的HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP(负值较大的IP)。类似地，较高LUMO能级对应于具有较小绝对值的电子亲和力(EA)(负值较大的EA)。在常规的能级图上，在真空能级在顶部的情况下，一材料的LUMO能级高于同一材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级看上去比“较低”HOMO或LUMO能级更靠近此类图的顶部。
如本文所用并且如所属领域的技术人员一般所了解，如果第一功函数具有较高的绝对值，那么此第一功函数“超过”或“高于”第二功函数。因为功函数一般相对于真空能级测量为负数，所以此意味着“较高”功函数的负值较小。在常规的能级图上，在真空能级在顶部的情况下，“较高”功函数说明为在向下的方向上远离真空能级。因此，HOMO和LUMO能级的定义按照不同于功函数的约定。
有关OLED和上述定义的更多详情可见于美国专利第7,279,704号中，此专利以全文引用的方式并入本文中。
技术实现要素：
本文提供的一些实施例可包含制品和制造制品的方法，所述制品包含障壁膜(即边缘密封膜或层)，所述障壁膜可减少装置降级并且保护敏感的组件以防例如水蒸气等环境污染物进入(例如障壁膜可用于由例如电极或有机层等对大气敏感的组件组成的电子装置中)。障壁膜可连同任何形式的顶部封装(例如薄膜封装或玻璃封装)一起使用并且可提供边缘密封以延长封装装置的货架期。此外，形成边缘密封的障壁膜可具有比传统边缘密封层小的尺寸，由此减小制品边界区(死角)的尺寸。
在一些实施例中，可提供一种第一制品。所述第一制品可包括衬底、安置在所述衬底之上的具有装置占据空间的装置和在所述衬底之上并且实质上沿所述装置占据空间的侧面安置的障壁膜。所述障壁膜可包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物。所述障壁膜可具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于3.0mm的垂直长度。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述装置占据空间可包含作用装置区和非作用装置区。在一些实施例中，所述障壁膜可具有离所述非作用装置区的所述侧面不到或等于3.0mm的垂直长度。在一些实施例中，所述障壁膜可不延伸到离所述作用装置区的侧面超过3.0mm的距离。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述装置占据空间可包含作用装置区，并且所述障壁膜可具有离所述作用装置区的所述侧面不到或等于3.0mm的垂直长度。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述障壁膜可包含聚合硅与无机硅的混合物。在一些实施例中，聚合硅与无机硅的混合物实质上在整个层上是均一的。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述障壁膜可具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于2.0mm的垂直长度。在一些实施例中，所述障壁膜可具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于1.0mm的垂直长度。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述障壁膜可不具有离所述装置占据空间的所述侧面超过3.0mm的垂直长度。在一些实施例中，所述障壁膜可不具有离所述装置占据空间的所述侧面超过2.0mm的垂直长度。在一些实施例中，所述障壁膜不具有离所述装置占据空间的所述侧面超过1.0mm的垂直长度。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述障壁膜可不具有离所述装置占据空间的所述侧面超过3.0mm或不到1.0mm的垂直长度。在一些实施例中，所述障壁膜可不具有离所述装置占据空间的所述侧面超过2.0mm或不到0.5mm的垂直长度。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述障壁膜可包含实质上均一的材料。在一些实施例中，所述障壁膜可包含均一的材料。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述障壁膜可包含氧化物与聚合物硅酮的混合物。在一些实施例中，所述障壁膜可包含至少40％无机硅。在一些实施例中，所述障壁膜可包含至少60％无机硅。在一些实施例中，所述障壁膜可包含至少80％无机硅。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述障壁膜的表面可邻接于所述衬底的表面安置以形成第一界面，并且所述障壁膜整体的折射率与在所述界面10nm内的所述障壁膜的一部分的折射率的比率在0.9993与0.9247之间。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，在所述障壁膜的表面邻接于所述衬底的表面安置以形成第一界面的情况下，在所述界面10nm内的所述障壁膜的一部分的折射率可在1.35与1.459之间。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，在所述障壁膜的表面邻接于所述衬底的表面安置以形成第一界面的情况下，所述障壁膜可包含具有小于10-13cm2/sec的水蒸气整体扩散系数的材料。在一些实施例中，当暴露于65℃的周围温度和85％的相对湿度时，在所述第一界面处的水蒸气扩散系数可在10-8cm2/sec与10-13cm2/sec之间。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，在所述障壁膜的表面邻接于所述衬底的表面安置以形成第一界面的情况下，所述障壁膜可包含具有水蒸气整体扩散系数的材料。所述障壁膜的所述水蒸气整体扩散系数与所述第一界面附近的水蒸气扩散系数的比率可在1与10-5之间。在一些实施例中，所述障壁膜的所述水蒸气整体扩散系数与在所述第一界面10nm内的水蒸气扩散系数的比率可在1与10-5之间。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述装置可进一步包含安置在所述作用装置区之上的导电层。在一些实施例中，所述障壁膜的一部分可至少部分地安置在所述导电层之上。在一些实施例中，所述障壁膜的一部分可安置在整个导电层之上。
在一些实施例中，在如上所述的其中所述装置包含安置在所述作用装置区之上的导电层的第一制品中，顶部密封层可安置在所述导电层之上。所述顶部密封层和所述障壁膜可包含不同的材料。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述第一制品可包含边界区(即死角)。所述边界区可具有不到3.0mm的厚度。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，在所述第一制品包含边界区的情况下，所述边界区可具有不到2.0mm的厚度。在一些实施例中，所述边界区可具有不到1.0mm的厚度。
在一些实施例中，如上所述的第一制品可包含消费型装置。在一些实施例中，所述第一制品可包含以下任一者：太阳能电池、薄膜电池、有机电子装置、照明面板或具有照明面板的照明源、显示器或具有显示器的电子装置、移动式电话、笔记本式计算机、平板计算机或电视。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述装置可包含有机层。在一些实施例中，所述装置可包含电致发光材料。在一些实施例中，所述装置可包含OLED。
在一些实施例中，可提供一种第一方法。所述第一方法可包含以下步骤：提供衬底，所述衬底具有安置在所述衬底之上的具有装置占据空间的装置；以及在所述衬底之上并且实质上沿所述装置占据空间的侧面制作障壁膜，其中可制作所述障壁膜，使得其具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于3.0mm的垂直长度。
在一些实施例中，在如上所述的第一方法中，所述装置占据空间可包含有机层。在一些实施例中，所述有机层可包含电致发光(EL)材料。在一些实施例中，所述装置可包含OLED。
在一些实施例中，在如上所述的第一方法中，可制作所述障壁膜，使得其具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于2.0mm的垂直长度。在一些实施例中，可制作所述障壁膜，使得其具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于1.0mm的垂直长度。
在一些实施例中，在如上所述的第一方法中，所述制作所述障壁膜的步骤可包含化学气相沉积。在一些实施例中，所述制作所述障壁膜的步骤可利用有机硅前体。
在一些实施例中，在如上所述的第一方法中，所述制作所述障壁膜，使得其具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于3.0mm的垂直长度的步骤可包含通过掩模沉积所述障壁膜，使得所述垂直长度离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于3.0mm。
在一些实施例中，在如上所述的第一方法中，所述制作所述障壁膜，使得其具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于3.0mm的垂直长度的步骤可包含以下步骤：在所述衬底之上并且实质上沿所述装置占据空间的侧面沉积障壁膜，其中沉积所述障壁膜，使得其具有离所述装置占据空间的所述侧面超过或等于3.0mm的垂直长度；以及在沉积所述障壁膜后，使所述障壁膜断裂，使得所述障壁膜具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于3.0mm的垂直长度。在一些实施例中，所述使所述障壁膜断裂的步骤可通过使所述衬底断裂或与其组合来实现。
在一些实施例中，可提供一种第一制品，所述第一制品通过一种工艺制备。所述用于制备所述第一制品的工艺可包含以下步骤：提供衬底，所述衬底具有安置在所述衬底之上的装置，其中所述装置具有装置占据空间；以及在所述衬底之上并且实质上沿所述装置占据空间的侧面制作障壁膜，其中可制作所述障壁膜，使得其具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于3.0mm的垂直长度。
在一些实施例中，在通过如上所述的工艺制备的所述第一制品中，所述装置可包含有机层。在一些实施例中，所述有机层可包含有机电致发光(EL)材料。在一些实施例中，所述装置可包含OLED。
在一些实施例中，在通过如上所述的工艺制备的所述第一制品中，可制作所述障壁膜，使得其具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于2.0mm的垂直长度。在一些实施例中，可制作所述障壁膜，使得其具有离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于1.0mm的垂直长度。
在一些实施例中，在通过如上所述的工艺制备的所述第一制品中，所述制作所述障壁膜的步骤可包含使用有机硅前体沉积第一障壁膜。在一些实施例中，所述制作所述障壁膜的步骤可包含化学气相沉积。在一些实施例中，所述制作所述障壁膜的步骤可包含等离子体增强的化学气相沉积(PE-CVD)。在一些实施例中，所述障壁膜基本上由聚合硅与无机硅的混合物组成，其中聚合硅与无机硅的重量比在95:5到5:95范围内，并且其中所述聚合硅与所述无机硅由相同的前体材料产生。在一些实施例中，在对于所述沉积工艺中的所有反应条件来说都相同的反应条件下沉积至少0.1μm厚的所述障壁膜，并且通过所述至少0.1μm厚的所述障壁膜的水蒸气传递速率小于每天10-6g/m2。
在一些实施例中，在通过如上所述的工艺制备的所述第一制品中，在所述制作所述障壁膜的步骤包含使用有机硅前体沉积所述第一障壁膜的情况下，所述前体材料可包含六甲基二硅氧烷或二甲基硅氧烷。在一些实施例中，所述前体材料可包含单一有机硅化合物。在一些实施例中，所述前体材料可包含有机硅化合物的混合物。
在一些实施例中，在通过如上所述的工艺制备的所述第一制品中，所述制作所述障壁膜的步骤可包含通过掩模沉积所述障壁膜，使得所述垂直长度离所述装置占据空间的所述侧面不到或等于3.0mm。在一些实施例中，所述垂直长度离所述装置占据空间的所述侧面可不到或等于1.0mm。
附图说明
图1展示一种有机发光装置。
图2展示一种不具有分开的电子传递层的倒置式有机发光装置。
图3展示一种具有多层障壁的例示性装置的横截面。用于无机与聚合物膜两者的沉积掩膜的占据空间可以是相同的，在此例示性装置中其比装置占据空间大例如1.0mm。
图4展示一种具有多层障壁的例示性装置的横截面。用于聚合物膜的掩模的占据空间可比装置占据空间大例如1.0mm，并且无机膜的掩模的占据空间可比聚合物膜的占据空间大例如1.0mm。
图5展示一种具有多层障壁的例示性装置的横截面。用于无机和聚合物膜的每一堆叠的掩模的占据空间可比前一堆叠大例如1.0mm。第一堆叠的占据空间比装置的装置占据空间大例如1.0mm。
图6展示根据一些实施例作为例示性装置的边缘密封剂的障壁膜的横截面。用于作为此例示性装置的边缘密封的障壁膜的掩模的占据空间与装置占据空间的差显示为(“”)。
图7展示根据一些实施例具有障壁膜作为边缘密封剂以及作为顶部封装的例示性装置的横截面。
图8包含根据一些实施例涂有9.0μm厚的障壁膜作为顶部封装层的2.0mm2底部发射OLED测试像素的发光区的照片。在此例示性装置中作为边缘密封剂和顶部封装的障壁膜的占据空间比用于OLED的聚合物材料的占据空间大至少2.0mm。
图9(a)和9(b)展示本发明者进行的两个测试的实验结果。
图9(a)包含涂有9.0μm厚的障壁膜作为顶部封装的三个例示性1cm2底部发射OLED测试像素的发光区的照片。这些照片是在测试开始时和在65℃和85％相对湿度(RH)的环境条件下加速存储时期后拍摄。对于每一个装置，作为边缘密封剂的障壁膜的占据空间(即离装置占据空间的侧面的垂直长度)比包含用于例示性OLED的有机材料的装置占据空间大(a)1.0mm、(b)2.0mm和(c)3.0mm。
图9(b)包含涂有9.0μm厚的障壁膜作为顶部封装的三个例示性4.0mm2钙(Ca)按钮的照片。这些照片是在85℃和85％RH的环境条件下加速存储时期期间拍摄。对于每一个装置，作为边缘密封剂的障壁膜的占据空间(即离Ca按钮的垂直长度)比Ca钮扣占据空间大(a)1.0mm、(b)2.0mm和(c)3.0mm。
图10展示根据一些实施例，其中障壁膜用作边缘密封剂和顶部封装的例示性装置的横截面。
图11展示根据一些实施例，其中障壁膜用作边缘密封剂，但不用作顶部封装的例示性装置的横截面。此例示性装置中的顶部封装包含单层障壁膜。在此例示性实施例中用于顶部封装膜的掩模的占据空间可近似与用于装置占据空间的尺寸相同。用于沉积障壁膜作为边缘密封剂的掩模的占据空间可比装置占据空间大例如1.0mm。
图12展示根据一些实施例，其中障壁膜是边缘密封剂，但其不包含顶部封装的例示性装置的横截面。此例示性装置中的顶部封装是多层障壁膜。在此实例中，用于顶部封装的掩模的占据空间可与用于装置占据空间的尺寸相同。用于沉积障壁膜作为边缘密封剂的掩模的占据空间可比装置占据空间大例如1.0mm(或任何适合的值)。
图13展示根据一些实施例，其中障壁膜是边缘密封剂，但其不是顶部封装的例示性装置的横截面。此实例中的顶部封装包含使用环氧树脂的玻璃封装。在此实例中，用于顶部封装的掩模的占据空间可与用于装置占据空间的尺寸相同。用于沉积障壁膜作为边缘密封剂的掩模的占据空间可比装置占据空间大1.0mm(或任何适合的值)。
图14展示根据一些实施例，其中障壁膜是边缘密封剂并且其中顶部封装包含使用环氧树脂的玻璃封装的例示性装置的横截面。在此实例中，环氧树脂不直接沉积在装置上(例如在装置的一个或一个以上层上，例如导电层)，而是一层障壁膜安置在环氧树脂与装置(或装置的一个或一个以上层)之间。
图15展示根据一些实施例的例示性制品的顶视图。
图16展示根据一些实施例，图15中所示的例示性制品的横截面图。
图17展示根据一些实施例，图15中所示的例示性制品的横截面图。
具体实施方式
一般说来，OLED包含至少一个安置在阳极与阴极之间并电连接到阳极和阴极的有机层。当施加电流时，阳极注入空穴并且阴极注入电子到有机层中。注入的空穴和电子各自向带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴定位于同一分子时，形成“激子”，激子是具有激发能态的定位的电子-空穴对。当激子通过光发射机制衰减时发出光。在一些情况下，激子可定位于准分子或激发复合物上。例如热弛豫等非辐射机制也可能出现，但一般认为其不合乎需要。
最初OLED使用从单重态发射光(“荧光”)的发射分子，如例如以全文引用的方式并入本文中的美国专利第4,769,292号中所揭示。荧光发射一般发生在不到10纳秒的时间范围内。
近年来，已经示范具有从三重态发光(“磷光”)的发射材料的OLED。巴多(Baldo)等人,“有机电致发光装置的高效磷光发射(Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices)”,自然(Nature),第395卷,151-154,1998(“巴多-I”)；和巴多(Baldo)等人,“基于电致磷光的极高效绿色有机发光装置(Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence)”,应用物理通讯(Appl.Phys.Lett.),第75卷,第3期,4-6(1999)(“巴多-II”)，其以全文引用的方式并入本文中。磷光在美国专利第7,279,704号第5-6栏中更详细地描述，此专利以引用的方式并入本文中。
图1展示一种有机发光装置100。图并不是按比例绘制。装置100可包括衬底110、阳极115、空穴注入层120、空穴传递层125、电子阻挡层130、发射层135、空穴阻挡层140、电子传递层145、电子注入层150、保护层155和阴极160。阴极160是具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。装置100可通过按顺序沉积所述的层来制作。这么多个层的特性和功能以及实例材料更详细地描述于US 7,279,704第6-10栏中，此专利以引用的方式并入本文中。
可获得每一个这些层的更多实例。举例来说，柔性和透明的衬底-阳极组合揭示于美国专利第5,844,363号中，此专利以全文引用的方式併入本文中。p掺杂的空穴传递层的一个实例是以50:1的摩尔比率掺杂F4-TCNQ的m-MTDATA，如美国专利申请公开案第2003/0230980号中所揭示，此案以全文引用的方式并入本文中。发射和主体材料的实例揭示于汤普森(Thompson)等人的美国专利第6,303,238号中，此专利以全文引用的方式并入本文中。n掺杂的电子传递层的一个实例是以1:1的摩尔比率掺杂Li的BPhen，如美国专利申请公开案第2003/0230980号中所揭示，此案以全文引用的方式并入本文中。以全文引用的方式并入本文中的美国专利第5,703,436号和第5,707,745号揭示包括复合阴极的阴极的实例，此复合阴极具有例如Mg:Ag等金属薄层与上覆的透明、导电、经溅镀沉积的ITO层。阻挡层的理论和使用更详细地描述于以全文引用的方式并入本文中的美国专利第6,097,147号和美国专利申请公开案第2003/0230980号中。注入层的实例提供于美国专利申请公开案第2004/0174116号中，此案以全文引用的方式并入本文中。关于保护层的描述可见于美国专利申请公开案第2004/0174116号中，此案以全文引用的方式并入本文中。
图2展示一种倒置式OLED 200。所述装置包括衬底210、阴极215、发射层220、空穴传递层225和阳极230。装置200可通过按顺序沉积所述的层来制作。因为最常见的OLED配置在阳极之上安置阴极，并且装置200在阳极230下面安置阴极215，所以装置200可称为“倒置式”OLED。与关于装置100所描述的材料类似的材料可用于装置200的对应层中。图2提供了如何可将某些层从装置100的结构省略掉的一个实例。
图1和2中说明的简单层状结构是通过非限制性实例提供，并且应了解本发明的实施例可与多种其它结构结合使用。所述的特定材料和结构实际上是例示性的，并且可使用其它材料和结构。功能性的OLED可通过将所述的各层以不同的方式组合来实现，或基于设计、性能和成本因素，可完全省略掉层。也可包括未明确描述的其它层。可使用除明确描述的材料外的材料。尽管本文提供的许多实例描述各层为包含单一材料，但应了解可使用材料组合，例如主体与掺杂剂的混合物，或更一般地混合物。此外，所述层可具有多个子层。本文中给予各层的名称并不意欲严格限制。举例来说，在装置200中，空穴传递层225传递空穴和注入空穴到发射层220中，并且可描述为空穴传递层或空穴注入层。在一个实施例中，OLED可描述为在阴极与阳极之间安置“有机层”。此有机层可包含单个层，或可进一步包含不同有机材料的多个层，如例如关于图1和2所述。
也可以使用未明确描述的结构和材料，例如包含聚合物材料的OLED(PLED)，例如以全文引用的方式并入本文中的弗伦德(Friend)等人的美国专利第5,247,190号中所揭示。通过其它实例，可使用具有单个有机层的OLED。OLED可例如如以全文引用的方式并入本文中的福里斯特(Forrest)等人的美国专利第5,707,745号中所述来堆叠。此OLED结构可与图1和2中说明的简单层状结构不同。举例来说，衬底可包括成角的反射表面以提高出光率(out-coupling)，例如如福里斯特(Forrest)等人的美国专利第6,091,195号中所述的台式结构，和/或如布洛维克(Bulovic)等人的美国专利第5,834,893号中所述的坑形结构，这些专利以全文引用的方式并入本文中。
除非另外说明，否则各实施例的任一层都可通过任何适合的方法沉积。对于有机层，优选方法包括热蒸发、喷墨(例如在美国专利第6,013,982号和第6,087,196号中描述，这些专利以全文引用的方式并入本文中)、有机气相沉积(OVPD)(例如在福里斯特(Forrest)等人的美国专利第6,337,102号中描述，此专利以全文引用的方式并入本文中)和通过有机气相喷印(OVJP)沉积(例如在美国专利申请案第10/233,470号中描述，此专利以全文引用的方式并入本文中)。其它适合的沉积方法包括旋涂和其它基于溶液的工艺。基于溶液的工艺优选在氮气或惰性氛围中进行。对于其它层，优选方法包括热蒸发。优选图案化方法包括通过掩模沉积、冷焊(例如在美国专利第6,294,398号和第6,468,819号中描述，这些专利以全文引用的方式并入本文中)和与例如喷墨和OVJP等一些沉积方法有关的图案化。也可以使用其它方法。有待沉积的材料可改性以使其与具体的沉积方法相容。举例来说，例如烷基和芳基等分支链或无支链并且优选地包含至少3个碳的取代基可用于小分子中以增强其进行溶液加工的能力。可使用具有20个碳或20个碳以上的取代基，并且3-20个碳是优选范围。具有不对称结构的材料的溶液可加工性可比具有对称结构的材料更好，因为不对称材料可具有较低的再结晶倾向。树枝状聚合物取代基可用于增强小分子进行溶液加工的能力。
根据本发明的实施例制作的装置可并入多种消费品中，包括平板显示器、计算机监测器、电视、广告牌、用于内部或外部照明和/或发信号的光、抬头显示器、完全透明显示器、柔性显示器、激光打印机、电话、手机、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、数字式照相机、可携式摄像机、取景器、微型显示器、车辆、大面积墙壁、电影院或体育场屏幕、照明器材或招牌。多种控制机构可用于控制根据本发明制作的装置，包括被动型矩阵和主动型矩阵。许多装置计划在人类舒适的温度范围中，例如18℃到30℃，并且更优选地在室温下(20-25℃)使用。
本文所述的材料和结构可应用于除OLED外的装置中。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装置可采用这些材料和结构。更一般地，例如有机晶体管等有机装置可采用这些材料和结构。
术语卤基、卤素、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳烷基、杂环基、芳基、芳族基和杂芳基为此项技术已知，并且在以引用的方式并入本文中的US 7,279,704第31-32栏中定义。
如本文所用，装置的“作用装置区”可指其中产生或吸收电子、空穴和/或光子的装置部分并且可包含一种或一种以上有机和/或半导体材料(例如有机半导体或掺杂硅)。对于有机电子装置，作用装置区可包含一个或一个以上有机层。举例来说，OLED的作用装置区可指装置的发射区(即发光的装置部分)并且可包括有机电致发光材料。太阳能电池的作用装置区可指其中吸收光子并且释放电子的装置部分(例如其可指包含半导体材料的装置部分)。对于薄膜电池，作用装置区可指电解质并且可包含例如锂磷氧氮化物。这些仅仅是例示性装置的作用装置区的几个实例，并且应了解本文所揭示的实施例不受此限制。
如本文所用，“障壁膜”或“障壁层”可指可用于减少气体、蒸气和/或湿气(或其它环境微粒)渗透到装置的作用装置区中以便延长使用寿命和/或减少性能降级的材料层。在一些实施例中，障壁膜可包含混合层，所述混合层包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物。如本文所用，术语“非聚合物”是指由具有定义明确的化学式以及定义明确的单一分子量的分子制成的材料。“非聚合物”分子可具有相当大的分子量。在一些情况下，非聚合物分子可包括重复单元。如本文所用，术语“聚合物”是指由具有共价键联的重复亚单元的分子制成的材料，并且其分子量可随各分子而变化，因为对于每个分子，聚合反应可产生不同数目的重复单元。举例来说，在一些实施例中，障壁膜可包含聚合硅与无机硅的混合物。障壁膜的实例更详细地描述于下文中。
如本文所用，装置的“边界区”(即死角)可包含“非作用装置区”与“非装置边缘区”的组合。如此上下文中所用，边界区的“厚度”可指在垂直于装置占据空间的侧面的方向上从装置占据空间到边界区边缘(在一些实施例中其也可包含衬底边缘)的距离。
如本文所用，术语“包含”不意欲是限制性的，而可以是与“包括”、“含有”或“特征是”同义的过渡性术语。由此，术语“包含”可以是包容性或开放性的，并且当用于权利要求时不排除额外未叙述的元件或方法步骤。举例说来，在描述方法时，“包含”表明所述权利要求是开放性的并且允许额外的步骤。在描述装置时，“包含”可意指所指定的元件可对一个实施例是不可缺少的，但其它元件可添加并且仍然形成在权利要求范围内的构造体。相比之下，过渡性短语“由…组成”排除权利要求中未说明的任何元件、步骤或成分。此与此术语在本说明书中的使用一致。
如本文所用，装置的“非作用装置区”可指包含一个或一个以上也包括在作用区内的材料层(例如有机层)，但不包含其中产生或吸收电子、空穴和/或光子的装置的一部分的装置部分。举例来说，关于OLED，非作用装置区可包括一个或一个以上有机层和/或一部分电极，但装置的此部分可不包括一个或一个以上其它有机层(或一个或一个以上电极)，因此不发光。非作用装置区经常(但不是始终)是将有机层沉积，使得延伸到一个电极的边缘以外，从而防止或降低短路的可能性的结果。在一些情况下，绝缘层(例如“栅格层”)可安置在衬底和一部分电极之上，以便使装置的导电层电绝缘(参见例如图15-17)。这些区域一般不发光，因此将包含一部分“非作用装置区”。大多数情况下，装置的非作用装置区邻接于作用装置区的一个或一个以上侧面安置。
如本文所用，“装置占据空间”可指装置的“作用装置区”与装置的“非作用装置区”的总面积。关于出于说明目的的有机装置，装置占据空间可指其中一个或一个以上有机层(即有机占据空间)和/或一个或一个以上绝缘栅格层安置在衬底之上的装置部分。
如本文所用，“非装置边缘区”可指在装置占据空间周围的区域，也就是说，不包括装置的“作用装置区”或“非作用装置区”的制品部分。举例来说，非装置边缘区可不包含一个或一个以上属于装置的作用装置区的层。关于有机电子装置，非装置边缘区可指通常不包含有机层或绝缘层(例如安置在OLED的一个电极之上的栅格层)的制品部分。举例说来，非装置边缘区可指不包含非作用装置区的一部分的OLED非发射区域。非装置边缘区可包括其中一个或一个以上障壁膜或层沿装置占据空间的侧面安置的制品部分。
如本文所用，障壁膜的“垂直长度”可指在垂直于装置占据空间的侧面并且平行于上方安置有障壁膜的衬底表面的方向上，从最靠近装置占据空间安置的障壁膜的一部分(例如邻接于作用装置区或非作用装置区)到最远离装置占据空间安置的障壁膜的另一部分(例如障壁膜的边缘)的距离。换句话说，垂直长度可以是障壁膜延伸远离装置占据空间的距离的量度(即在装置占据空间以外的障壁膜占据空间)。利用装置占据空间的“侧面”测定垂直长度的理由是一般地排除隅角效应，其中障壁膜的长度可因装置占据空间的形状而变化。因此，一般说来，垂直长度可对应于所安置的障壁膜的长度，以便抵制湿气(和其它污染物)水平进入作用装置区中。在一些实施例中，垂直长度也可对应于邻接于衬底的障壁膜的长度；然而，实施例不受限制，例如当一个或一个以上导电层可延伸到装置占据空间以外(例如为了进行电连接)时，其实例在图15和16中说明并于下文中描述。
应指出，尽管下文所述的实施例可参考例如OLED等有机装置，但实施例不受此限制。本发明者已经发现，包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜作为边缘密封剂可一般用于任何薄膜电子装置中，尤其是可能具有对例如水蒸气等环境渗透物敏感的组件(或多个组件)的电子装置。此外，本发明者已经发现，例示性障壁膜可用作边缘密封剂，其具有不到3.0mm(优选地不到2.0mm；并且更优选地不到1.0mm)的垂直长度(如上所述)，同时仍然提供足够的装置性能和使用寿命。此边缘密封剂尺寸的减小可减小这些装置的非作用边缘区的尺寸并且由此可能减小包含例示性障壁膜作为边缘密封剂的制品(例如电子装置)的边界区和/或总体尺寸。
一般说来，具有易潮的电子组件(例如对水蒸气敏感的电极)的电子装置在存储时可能因为大气条件而降级。降级可呈暗点的形式，这些暗点由水蒸气和氧气垂直穿过薄膜封装(TFE)整体(或穿过嵌入TFE中的颗粒)进入或由水蒸气和氧气水平穿过TFE边缘进入引起。TFE在本文中也可称为障壁层或障壁膜。水蒸气的边缘进入通常通过渗透物(例如水蒸气分子)水平渗透穿过TFE自身(参见例如图6，下文所述的604)，或通过渗透物水平渗透穿过TFE与下伏衬底的界面(参见例如图6，下文所述的605)发生。由此本发明者发现优选地，为电子装置提供边缘密封的TFE减少两种类型的水平渗透(即跨越层自身的渗透和在层与衬底之间的界面处的渗透)。在这点上，本文提供的实施例包含边缘密封，此边缘密封可提供改良的性能并且可用于对例如湿气等大气条件可能敏感的电子装置。
先前广泛使用的边缘密封利用多层障壁。举例来说，许多装置包含由无机膜与聚合物膜的交替层组成的多层障壁。这些障壁根据通过形成长而弯曲的扩散通路来拖延渗透分子到达装置的原理工作。这些多层障壁的一些实例将在下文描述。
用于封装具有多层障壁的装置的先前方法之一是对无机膜与聚合物膜利用相同的掩模；然而，掩模的尺寸大于装置的占据空间，以便提供一些边缘进入障壁(并且也允许掩模对准公差)。假设装置掩模(例如可用于沉积作用装置区、非作用装置区和/或例如电极等其它组件的层的掩模)与封装掩模(例如用于沉积无机膜与聚合物膜的掩模)两者的对准公差是500μm(此对大部分制作工艺来说是合理的)，那么此表示封装掩模应比装置掩模大到约1.0mm，以便当在最坏情况下装置的沉积与封装掩模的对准两者都中断时防止任何装置暴露。也可假设多层障壁的无机膜的厚度为约50nm，并且多层障壁的聚合物膜的厚度为约800nm，这些装置通常就是这样。图3提供此类装置的一个实例。
图3展示制品300，其包含衬底310、具有安置在衬底310之上的装置占据空间的装置301(其可包括作用装置区和非作用装置区)以及封装装置301的多个无机层302和聚合物层303。图3的制品300展示一种多层障壁封装工艺，其由5层堆叠组成，所述堆叠包括五个无机层(302)，并且四个聚合物层(303)安置在这些有机层之间(即夹在中间)。一般说来，此类型的掩蔽和沉积方法可使制作相对简单，因为其使用最小数目的掩模改变(因此增加用于制作的最小加工时间)，即，在将装置301和对应组件沉积在衬底上后，无机层与聚合物层都可通过单个掩模沉积。如图3中所示，此例示性多层障壁为水蒸气提供一条直接通路(即用箭头304展示的通路-1)，使其水平跨越聚合物层303行进并且通过仅仅渗透过一个无机层302(即邻接于装置301的装置占据空间安置的无机层)就到达制品300的装置301(例如对环境敏感的电极或有机层)。因此，如图3中所示的此类型多层障壁所提供的边缘密封主要依赖于水蒸气跨越聚合物材料303的渗透速率(其通常高于无机材料的渗透速率)。一般说来，对于例如图3中所示的装置设计等装置设计，为获得适合的装置性能和使用寿命，此类装置将使用比装置301的占据空间大得多的封装层(例如聚合物303和无机层302)占据空间。也就是说，对无机膜302和有机膜303两者使用比装置占据空间大以沉积边缘密封的单个掩模尺寸可能不是提供具有最少量的边界区(即死角)的装置的有效或实用解决方案。此在以下提供的实例中进一步说明。
25℃下水蒸气于聚丙烯酸酯聚合物(一种通常使用的封装材料)中的扩散常数值可通过以下来计算：使用如通过格拉夫(G.L.Graff),威利福德(R.E.Williford)和布罗斯(P.E.Burrows),蒸气渗透穿过多层障壁膜的机制：滞后时间对比平衡渗透(Mechanisms of vapor permeation through multilayer barrier films:Lag time versus equilibrium permeation),应用物理杂志(J.Appl.Phys.),96(4),第1840-1849页(2004)计算的聚丙烯酸酯聚合物在38℃下的扩散常数(“D”)(即在38℃下的扩散常数(D)为约8.5×10-9cm2/sec)(此文献以全文引用的方式并入本文中)，并且利用如通过陈(Z.Chen),顾(Q.Gu),邹(H.Zou),赵(T.Zhao),王(H.WANG),无定形聚丙烯酸酯胶乳膜内水扩散的分子动力学模拟(Molecular Dynamics Simulation of Water Diffusion Inside an Amorphous Polyacrylate Latex Film),聚合物科学杂志:部分B:聚合物物理学(Journal of Polymer Science:Part B:Polymer Physics),第45卷,884-891(2007)计算的水蒸气在此类聚合物中的活化能(发现近似等于13千焦/摩尔)(此文献也以全文引用的方式并入本文中)。以此方式，25℃下水蒸气于聚丙烯酸酯聚合物中的扩散常数可估计为约6.8×10-9cm2/sec。使用此扩散常数，可估计图3中所示的装置300的水蒸气扩散直通通路-1(304)的滞后时间。如此上下文中所用，滞后时间()是指渗透分子(例如水蒸气分子)跨越距离()的近似扩散时间，并且通过以下给出的关系式与材料的扩散常数相关：如通过格拉夫(Graff)等人,蒸气渗透穿过多层障壁膜的机制：滞后时间对比平衡渗透(Mechanisms of vapor permeation through multilayer barrier films:Lag time versus equilibrium permeation),应用物理杂志(J.Appl.Phys.),96(4),第1840-1849页(2004)所示。使用以上计算的水蒸气于聚丙烯酸酯聚合物中的扩散常数(D)，可算出对于1.0mm的通路长度，在25℃下的滞后时间接近70小时。也就是说，对于图3中所示的例示性封装方法，当沿通路-1(304)水平行进时，水蒸气一般在室温下将要花费约70小时才能到达邻接于制品300的装置301的占据空间的无机层302。一旦渗透物沿通路-1(304)跨越聚合物层303，则其只需要仅仅渗透过单个无机膜层302(其通常具有约50nm的厚度)就能到达装置301的占据空间。渗透物接着可穿过缺陷(例如针孔、裂缝、粒子等)快速到达作用装置区并且造成破坏。当然，此设计可能引起装置降级，这对所预订的目的或应用来说是不可接受的。
使用多层障壁来封装制品的装置的另一方法展示于图4中。制品400包含衬底410、具有安置在衬底410之上的装置占据空间的装置401(其可包含作用装置区和非作用装置区)以及安置在装置401之上的多个无机层402和聚合物层403。如所示，装置400使用无机层掩模(用于沉积无机层402)，所述无机层掩模大于聚合物层掩模(用于沉积聚合物层403)，使得无机层420覆盖聚合物层403的侧面。如图4中所示，即使是在此方法中，水平进入通路(即用箭头404展示的通路-1)也是水蒸气水平行进并到达制品400的装置401的最容易通路。对于5层堆叠设计，由此方法产生的针对水蒸气(或其它渗透物)渗透的水平进入通路(即通路-1(404))的障壁层等同于双层障壁，其由第一无机层(通常50nm厚并且邻接于装置401的占据空间安置)、第二聚合物层(通常800nm厚)和第三无机层(通常200nm厚，图4中标记为420)组成。因此，如所示，此类型多层障壁设计提供的对水平渗透的抵抗性等同于由两个无机层和安置在中间(例如夹在中间)的聚合物层组成的多层障壁。因此，当垂直进入包含五个无机障壁层402和四个聚合物层403时，水平进入提供更容易的渗透通路，此通路可决定装置401的使用寿命或降级。
对制品使用多层障壁设计的又一个方法展示于图5中。制品500包含衬底510、具有安置在衬底510之上的装置占据空间的装置501(其可包含作用装置区和非作用装置区)以及在装置501的占据空间的侧面之上并且沿装置501的占据空间的侧面安置的多个无机层502和聚合物层503。针对连续的聚合物层503和无机层502，使用尺寸逐渐增大的掩模来沉积障壁层。在此方法中，在制品500的边缘区中沿通路-1(用标记为504的箭头展示)水平行进的水蒸气在到达装置501前在其通路中面对整个多层堆叠(不同于上述图3和4中所示的制品)。在这种情况下，包含层502和503的多层障壁向沿通路-1(504)水平跨越障壁整体行进的水蒸气(或其它渗透物)提供的边缘密封等同于多层障壁向垂直跨越障壁整体行进(即沿用箭头507展示的通路-3)的水蒸气提供的密封。
然而，即使水平方向上每单元堆叠的聚合物膜的厚度(如图5中所示，通常各为约1.0mm)比垂直方向上的厚度(通常各为0.8μm)大得多，在两个方向上对水蒸气跨越这些层扩散的抵抗性也是非常类似的。理由是，如格拉夫(G.L.Graff)等人,蒸气渗透穿过多层障壁膜的机制：滞后时间对比平衡渗透(Mechanisms of vapor permeation through multilayer barrier films:Lag time versus equilibrium permeation),应用物理杂志(J.Appl.Phys.),96(4),第1840-1849页(2004)所述，在滞后时间计算()中用于计算长度()的有效厚度由聚合物膜的厚度或无机膜中缺陷的间距决定。在垂直方向上(即沿通路-3(507))，假设障壁层的渗透特性优良，无机膜的缺陷间距(例如大约几百微米)比聚合物膜厚度大得多。在水平方向(即沿通路-1(504))上，情况相反，也就是说，无机膜的缺陷间距小于聚合物膜厚度。因此，可以合理地假设，使用逐渐增加的掩模尺寸方法制作的制品500的边缘进入(例如通路-1(504))可与所述多层障壁中垂直渗透(即沿通路-3(507))相比。
尽管上文描述两个进入通路，即水平通路-1(504)和垂直通路-3(507)，但渗透物还有另一条可能的进入通路(用箭头505展示的通路-2)。通路-2(505)对应于水蒸气沿无机膜与衬底510的界面渗透。然而，即使沿无机膜的通路-2(505)的界面渗透比无机膜中的整体渗透差，但进入通路跨越界面的长度也是相当大的(例如如图5中所示为约5.0mm)，此长度通常是一段足够大的距离，致使其成为与沿通路-1(504)的进入相比次之的进入通路(也就是说，在渗透物穿过通路-2(505)到达装置501前，其更可能穿过通路-1(504)到达装置501。与图5中所示的使用逐渐增大的掩模的边缘封装方法有关的问题之一是与在制作期间使用多个掩模改变有关的复杂性，也就是说，在制作工艺期间每当使用新的掩模时，都要求掩模恰当地对准(增加了工艺的时间和费用)。另外，包含多个无机层502和聚合物层503的障壁的垂直长度(例如占据空间)是巨大的(即在每一侧面上比制品500的装置501宽约5.0mm)。由此，此可能增加装置501的占据空间周围的制品非作用边缘区，可能例如相应地增加装置的边界区(即OLED的非发射区)，并且也会为容纳多个边界层而不必要地增加制品尺寸。因此，本发明者已经发现，当试图用无机-聚合物多层障壁减少边缘进入问题时，可能需要长的扩散长度，以便拖延水蒸气(或其它渗透物)在水平方向上(例如沿通路-1(504)或通路2(505))沿制品500的边缘渗透。
本发明者已经发现一种包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜材料，其可用作边缘密封剂。应指出，一般说来，所述包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜在用作边缘密封剂时还可连同例如单层障壁(即单层障壁膜)、多层障壁(例如使用包含不同材料的多个障壁层)或玻璃封装和环氧树脂一起使用。充当边缘密封剂的此障壁膜606可用任何适合的方式，包括通过使用单室PE-CVD系统来沉积。
制品600上包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜606的横截面展示于图6中。如上所述，展示水蒸气渗透的两个水平进入通路(路径-1(604)，其是沿障壁膜606整体的进入；和路径-2(605)，其是沿障壁膜606与衬底610的界面的进入)。如上所述，提供边缘密封的障壁膜606具有可基于装置的耐久性需求而变化的占据空间(即在垂直于装置601的占据空间的侧面的方向上从装置601的占据空间的侧面延伸到障壁膜606的边缘的垂直长度)。本发明者已经发现，可使障壁膜606的垂直长度(或占据空间)比制品600的装置601的占据空间宽3.0mm或不到3.0mm(优选地不到2.0mm，并且更优选地不到1.0mm)，同时仍然充分限制环境微粒的进入。应指出，对于非常长的存放期需求或非常苛刻的测试/存储条件，可使障壁膜606比装置601的占据空间宽3.0mm以上。如上所指出，提供边缘密封的例示性障壁膜可在单室系统中沉积。此外，在一些实施例中，障壁膜可形成边缘密封以及顶部封装障壁。当制作电子装置时，此可降低制作成本和复杂性。然而，实施例不受此限制，并且障壁膜606可与一个或一个以上封装层或组件组合使用。因此，形成边缘密封的障壁膜606可充当总封装包的独立组件，如参看图11-14更详细地描述。
如上所述，参看图6，存在两个基本的跨越边缘密封膜的水平渗透通路(通路-1和通路-2)。参看图7，展示一种例示性制品700，其包含衬底710、具有安置在衬底710之上的装置占据空间的装置701(其可包含作用装置区和非作用装置区)、沿装置701的侧面并在装置701的顶部之上安置的障壁膜706。沿通路-1(704)的进入是水平整体渗透，可在障壁膜用作边缘密封剂与顶部封装膜时对其进行测试，图7中的例示性制品700就是这样。在这种情况下，通路-3(707)像通路-1(704)一样，也是整体渗透，但在垂直方向上，其具有比通路-1(704)短得多的水蒸气扩散通路。此实例中通路-3(707)的长度可小于10μm，而通路-1(704)的长度()(其对应于障壁膜的垂直长度)可以是约1000μm(即1.0mm或1.0mm以上)。如果用作边缘密封剂的障壁膜适用作顶部封装层，那么水蒸气通过通路-1(704)行进对边缘进入的任何可测量的影响长时间来说因为垂直长度量值而应该是极低的。
本发明者已经在包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的例示性障壁膜用作顶部封装层时测试其，并且发现用此例示性障壁膜封装的OLED在85℃和85％RH下存储500小时以上时仍在100％性能下操作(即未基于环境条件降级)。图8展示用9.0μm厚的包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的例示性障壁膜作为顶部封装进行封装的2.0mm2底部发射OLED的作用装置区的照片，此OLED在85℃和85％相对湿度(RH)下存储。具体地说，图8展示在不同的操作时间(例如0小时、168小时、240小时、410小时、460小时和530小时)拍摄的照片。如图8中所示，在这些相对苛刻的大气条件下，甚至在530小时后，装置中也未出现暗点。因此，基于这些结果，可推断，对于用作边缘密封剂的例示性障壁膜，对应于跨越膜的整体渗透的沿通路-1(704)的任何渗透不会引起装置在存储相对长时间(例如超过530小时)下降级。应指出，在障壁膜用作边缘密封剂与顶部封装的情况下，当障壁膜中嵌入微粒时，可观察到暗点；然而，暗点是水蒸气跨越微粒渗透而非障壁膜本身的结果。
接着本发明者通过在两个分开的实验中，对若干装置使用不同的垂直长度(即边缘长度或占据空间，例如图6和7中所示的())，接着测量与那些垂直长度相关的滞后时间，来测试例示性障壁膜的边缘密封能力，其结果展示于图9(a)和(b)中。参看9(a)中所示的第一实验，对于三个测试装置中的每一个，包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜还用作顶部封装，但膜在垂直方向上的厚度对每一装置都保持相同。图9(a)展示三个1.0cm2底部发射OLED的作用装置区的照片，所述OLED用具有9.0μm顶部封装层厚度的例示性障壁膜封装并且在65℃和85％RH下存储。用于边缘密封图9(a)中所示的装置的障壁膜的垂直长度()(从装置的装置占据空间的侧面起测量)对于每一测试装置分别是1.0mm、2.0mm和3.0mm(也就是说，列901中的照片是具有离装置占据空间的侧面具有1.0mm垂直长度的障壁膜的例示性OLED的作用装置区的；列902的照片是具有从装置占据空间的侧面起测量，具有2.0mm垂直长度的障壁膜的例示性OLED的作用区的；以及列903中的照片是具有从装置占据空间的侧面起测量，具有3.0mm垂直长度的障壁膜的例示性OLED的作用区的)。如上所指出，在此情况下的垂直长度对应于装置占据空间的侧面(在此情况下是邻接于OLED的作用装置区安置的非作用装置区的侧面)与障壁膜的边缘(即障壁膜层的占据空间)之间的距离。因此，虽然障壁膜远离装置作用区延伸的距离可能稍微比障壁膜的垂直长度大(即大了非作用装置区的厚度)，但是一旦水蒸气到达可构成非作用装置区的有机层或绝缘层，那么进一步传播到装置的作用装置区将没有障壁。
图9(a)中测试的例示性装置是相对于参看图8所测试的装置更大区域的装置，因此障壁膜中具有更多的微粒污染，导致更多暗点出现。然而，如图9(a)中可见，本发明者未发现三个装置的边缘进入性能有明显差异(也就是说，在648小时后，每一装置中存在近似相同量的暗点)。此外，本发明者发现，甚至在65℃和85％RH下几乎1,000小时的存储时间后，三个装置仍看起来相似。因此，如上所指出，三个装置中每一者的降级都可归因于基于微粒污染障壁膜的进入。鉴于图9(a)中所示的结果，对于在65℃和85％RH下至少1,000小时或1,000小时以上，包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的此例示性障壁膜的具有3.0mm或不到3.0mm(例如不到2.0mm或不到1.0mm)垂直长度的障壁膜可提供对环境渗透物进入的足够抵抗性。
如上所指出，在这么短的时间内跨越1.0mm长度的包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的例示性障壁膜的水平整体渗透可能是不可能的。因此，这些例示性装置的边缘降级可能是界面处进入(即沿以上讨论的通路-2跨越障壁膜与衬底之间的界面的进入)的结果，此边缘降级一般保持在可接受的程度下近乎1,000小时。通过进一步使用滞后时间计算，对于包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的此具体例示性障壁膜(如用于在图9(a)中测试的测试装置上)，测得在65℃和85％RH下水蒸气的界面扩散系数是约4.6×10-10cm2/sec。
本发明者已经进一步发现，在一些情况下，通过应用一种或一种以上技术可控制利用包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜作为边缘密封的制品的界面扩散系数。举例来说，一种这样的技术可以是改变成核密度。成核密度是测定生长的膜变稠密并且连贯的厚度的薄膜生长技术。一般说来，在膜变稠密前，其仍然是多孔的，因此可渗透。在膜变得完全稠密和连贯前其折射率将低于整块膜的折射率。潘(L.S.Pan),卡尼亚(D.R.Kania),金刚石：电子特性和应用(Diamond:Electronic Properties and Applications),斯普林格(Springer),第104-107页(1995)(以全文引用的方式并入本文中)描述成核密度与膜变稠密的膜厚度的平方成反比。那意味着为形成厚度(d)的连贯和连续膜，成核密度(Nd)为1/d2。因此，对于1010cm-2的成核密度，膜在达到100nm时将变成连续的。
在另一个类似的实验(其结果展示于图9(b)中)中，本发明者通过使用具有垂直长度(即边缘长度或占据空间，例如图6和7中所示的())不同的障壁膜的三个测试装置，接着测量与那些垂直长度相关的滞后时间，但在更苛刻的环境条件下，再次测试例示性障壁膜的边缘密封能力。对于每一个实验装置，包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜还用作顶部封装，但膜在垂直方向上的厚度对每一装置都保持相同。针对测试所选择的平台是含有4.0mm2钙(Ca)按钮的试片。图9(b)展示三个4.0mm2Ca按钮的照片，这些Ca按钮用具有9.0μm顶部封装层厚度的例示性障壁膜封装并且存储在85℃和85％RH下。对于展示于顶行、中间行和底行中的按钮，用于边缘密封图9(b)中所示的按钮的障壁膜的垂直长度()(在此情况下是从Ca的侧面(即作用装置区，因为不存在非作用装置区)到障壁膜的边缘的垂直距离)分别是1.0mm、2.0mm和3.0mm。如上所指出，这些测试比参看图9(a)所描述的测试更好，因为作用装置区(即Ca按钮)远离障壁膜的边缘1.0、2.0和3.0mm。一旦水蒸气到达Ca按钮，那么其将由于形成氢氧化物而开始变得透明。
图9(b)中测试的例示性装置比图9(a)中所示的测试面对更令人畏惧的挑战。如上所指出，垂直长度实际上是作用装置区(即Ca)离障壁边缘的距离，并且装置存储在85℃和85％RH下。即使是在这么苛刻的存储条件下，如图9(b)中可见，本发明者也未发现三个装置的边缘进入性能有明显差异(也就是说，在432小时后，在85℃和85％RH下，无论边缘密封厚度如何，按钮都看起来一样)。鉴于图9(b)中所示的结果，对于在85℃和85％RH下至少400小时或400小时以上，包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的此例示性障壁膜的具有3.0mm或不到3.0mm(例如不到2.0mm或不到1.0mm)垂直长度的障壁膜可提供对环境渗透物进入的足够抵抗性。
在上述例示性装置中，在PE-CVD系统中使用HMDSO作为沉积前体气体和氧气作为非沉积气体(即当单独穿过等离子体时不会沉积的气体)来沉积障壁膜。然而，如下文中更详细地描述，例如可使用其它硅氧烷或硅氮烷(或一般是有机硅)作为前体。例示性障壁膜可以是氧化物与少许剩余的硅酮(其可以是未氧化的前体)的均匀混合物。例示性障壁膜的折射率可以是其组成和在某种程度上是密度的尺度。靠近热SiO2的折射率意味此膜更像氧化物，具有高密度。基于专利申请案美国专利序号美国临时第61/086,047号和美国专利第7,968,146号(每一者以全文引用的方式并入本文中)，此项技术中已知例示性沉积工艺和条件以及类似的因素。在成核密度增加下，即使较薄的膜也可以变得连续。成核密度可通过各种因素控制，例如沉积功率、压力、衬底温度以及气体流速和比率。在实际膜沉积前进行一些表面处理也可影响界面。举例来说，氮等离子体可在衬底表面上留下一些氮化物键，接着生长的薄膜可更好地键结到那些键，而非直接与衬底键结。
例示性障壁膜的组成和制作
以下提供可在如上所述的一些实施例中用作边缘密封剂的障壁膜分子和材料的例示性组合物(和制作这些组合物的方法)。在这点上，可用作边缘密封剂的材料(和沉积工艺)的例示性实施例在标题为“用于电子装置或其它物品上的涂层中的混合层(Hybrid Layers for Use in Coatings on Electronic Devices or Other Articles)”的美国专利第7,968,146号中详细描述，此专利以全文引用的方式并入本文中以达成所有目的。本发明者已经发现，美国专利第7,968,146号中描述的材料和方法可提供可优选用作电子装置的边缘密封剂的障壁膜，这些材料和方法中的一些提供于下文中。然而，实施例不必限于其中所述的分子和方法。
在这点上并且如上所指出，在一些实施例中，障壁膜可包含含有聚合物材料与非聚合物材料的混合物的混合层。混合层可具有单个相或多个相。
如本文所用，术语“非聚合物”可指由具有定义明确的化学式以及定义明确的单一分子量的分子制成的材料。“非聚合物”分子可具有相当大的分子量。在一些情况下，非聚合物分子可包括重复单元。如本文所用，术语“聚合物”可指由具有共价键联的重复亚单元的分子制成的材料，并且其分子量可随各分子而变化，因为对于每个分子，聚合反应可产生不同数目的重复单元。聚合物可包括(但不限于)均聚物和共聚物，例如嵌段、接枝、无规或交替共聚物，以及其掺合物和改性。聚合物包括(但不限于)碳或硅的聚合物。
如本文所用，“聚合物材料与非聚合物材料的混合物”可指所属领域的技术人员所了解的，既不是纯的聚合物，也不是纯的非聚合物的组合物。术语“混合物”意欲排除含有少量非聚合物材料(通常其可以例如存在于聚合物材料的缝隙中)，但所属领域的技术人员仍然认为是纯聚合物的任何聚合物材料。同样，此意欲排除含有少量聚合物材料，但所属领域的技术人员仍然认为是纯的非聚合物的任何非聚合物材料。在一些情况下，混合层中聚合物材料与非聚合物材料的重量比在95:5到5:95范围内，并且优选地在90:10到10:90范围内，并且更优选地在25:75到10:90范围内。
一层的聚合物/非聚合物组成可使用各种技术确定，包括水滴的润湿接触角、IR吸收、硬度和柔性。在某些情况下，混合层具有在30°到85°范围内，并且优选地在30°到60°范围内，并且更优选地在36°到60°范围内的润湿接触角。注意，如果在如所沉积的膜的表面上测定，那么润湿接触角是组成的尺度。因为润湿接触角通过沉积后处理会极大地变化，所以在这些处理后进行的测量可能无法反映层的组成。相信这些润湿接触角适用于由有机硅前体形成的各类层。在某些情况下，混合层具有在3到20GPa范围内，并且优选地在10到18GPa范围内的纳米压痕硬度。在某些情况下，混合层具有在0.1nm到10nm范围内，并且优选地在0.2nm到0.35nm范围内的表面粗糙度(均方根)。在某些情况下，混合层当在50mm厚的聚酰亚胺箔片衬底上沉积为4mm厚的层时是足够柔性的，以致在0.2％的拉伸应变(ε)下在1英寸直径滚筒上至少55,000个滚轧循环后未观察到微观结构变化。在某些情况下，混合层是足够柔性的，以致在至少0.35％的拉伸应变(ε)(典型地，如所属领域的技术人员所认为的，是通常使4mm纯氧化硅层破裂的拉伸应变水平)下未出现裂缝。
应指出，术语“混合物”意欲包括具有单个相的组合物以及具有多个相的组合物。因此，“混合物”排除随后沉积的交替聚合物与非聚合物层。换句话说，为了视作“混合物”，层应该在相同的反应条件下和/或同时沉积。
混合层可通过化学气相沉积，使用单一前体材料(例如来自单个来源或多个来源)形成。如本文所用，“前体材料的单个来源”可指当前体材料在有或无反应气体下通过CVD沉积时，提供形成聚合物与非聚合物材料所需的所有前体材料的来源。此意欲排除其中聚合物材料使用一种前体材料形成，而非聚合物材料使用不同的前体材料形成的方法。如所属领域的技术人员将了解，前体材料的“单个来源”可包括一个或一个以上在工艺期间可用于加热或混合可形成或含有单一前体材料的化学物质的容器(例如坩埚)。举例来说，单一前体材料可混合或位于多个容器中，接着进行气相沉积。一般说来，通过使用单一前体材料，可以简化沉积工艺。举例来说，单一前体材料将避免对前体材料的分开流的需要以及随之对供应和控制分开流的需要。
一般说来，前体材料可以是单一化合物或化合物的混合物。在前体材料是化合物的混合物时，在一些情况下，混合物中不同化合物的每一者自身能够独立地充当前体材料。举例来说，前体材料可以是六甲基二硅氧烷(HMDSO)与二甲基硅氧烷(DMSO)的混合物。还可以利用其它前体，例如四乙氧基硅烷(TEOS)或二甲基硅氧烷(DMSO)或八甲基环四硅氧烷或六甲基二硅氮烷或其它的有机硅烷或有机硅氧烷和有机硅氮烷或其混合物。
在一些情况下，等离子体增强的CVD(PE-CVD)可用于沉积混合层。PE-CVD可出于多种原因而为合意的，包括低温沉积、形成均一涂层和可控制的工艺参数。适用于形成可构成用于边缘密封剂的障壁层的混合层的各种PE-CVD工艺为所属领域中已知，包括使用RF能来产生等离子体的PE-CVD工艺。
前体材料可以是能够在通过化学气相沉积进行沉积时形成聚合物材料与非聚合物材料两者的材料。各种这样的前体材料适用于提供包含混合层的障壁膜并且可以针对其各种特征进行选择。举例来说，前体材料可以针对其化学元素含量、其化学元素的化学计量比和/或在CVD下形成的聚合物和非聚合物材料来选择。举例来说，例如硅氧烷等有机硅化合物是一类适用作前体材料的化合物。硅氧烷化合物的代表性实例包括六甲基二硅氧烷(HMDSO)和二甲基硅氧烷(DMSO)。当通过CVD沉积时，这些硅氧烷化合物能够形成例如硅酮聚合物等聚合物材料和例如氧化硅等非聚合物材料。前体材料也可以针对各种其它的特征，例如成本、无毒性、操纵特点、在室温下维持液相的能力、挥发性、分子量等进行选择。
适用作前体材料的其它有机硅化合物包括甲基硅烷；二甲基硅烷；乙烯基三甲基硅烷；三甲基硅烷；四甲基硅烷；乙基硅烷；二硅烷基甲烷；双(甲基硅烷基)甲烷；1,2-二硅烷基乙烷；1,2-双(甲基硅烷基)乙烷；2,2-二硅烷基丙烷；1,3,5-三硅烷基-2,4,6-三亚甲基，和这些化合物的氟化衍生物。适用作前体材料的含有苯基的有机硅化合物包括：二甲基苯基硅烷和二苯基甲基硅烷。适用作前体材料的含氧有机硅化合物包括：二甲基二甲氧基硅烷；1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷；1,3-二甲基二硅氧烷；1,1,3,3-四甲基二硅氧烷；1,3-双(硅烷基亚甲基)二硅氧烷；双(1-甲基二硅氧烷基)甲烷；2,2-双(1-甲基二硅氧烷基)丙烷；2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷；八甲基环四硅氧烷；2,4,6,8,10-五甲基环五硅氧烷；1,3,5,7-四硅烷基-2,6-二氧基-4,8-二亚甲基；六甲基环三硅氧烷；1,3,5,7,9-五甲基环五硅氧烷；六甲氧基二硅氧烷，和这些化合物的氟化衍生物。适用作前体材料的含氮有机硅化合物包括：六甲基二硅氮烷；二乙烯基四甲基二硅氮烷；六甲基环三硅氮烷；二甲基双(N-甲基乙酰胺基)硅烷；二甲基双-(N-乙基乙酰胺基)硅烷；甲基乙烯基双(N-甲基乙酰胺基)硅烷；甲基乙烯基双(N丁基乙酰胺基)硅烷；甲基三(N-苯基乙酰胺基)硅烷；乙烯基三(N-乙基乙酰胺基)硅烷；四(N甲基乙酰胺基)硅烷；二苯基双(二乙基胺氧基)硅烷；甲基三(二乙基胺氧基)硅烷；和双(三甲基硅烷基)碳化二亚胺。
当通过CVD沉积时，前体材料可形成各种量的各种类型的聚合物材料，视前体材料类型、任何反应气体的存在和其它反应条件而定。聚合物材料可以是无机或有机的。举例来说，在有机硅化合物用作前体材料下，沉积的混合层可包括Si-O键、Si-C键或Si-O-C键的聚合体链以形成聚硅氧烷、聚碳硅烷和聚硅烷以及有机聚合物。
当通过CVD沉积时，前体材料可形成各种量的各种类型的非聚合物材料，视前体材料类型、任何反应气体的存在和其它反应条件而定。非聚合物材料可以是无机或有机的。举例来说，在有机硅化合物用作前体材料与含氧反应气体组合下，非聚合物材料可包括氧化硅，例如SiO、SiO2和混合价数的氧化物SiOx。当用含氮的反应气体沉积时，非聚合物材料可包括氮化硅(SiNx)。在一些情况下可形成的其它非聚合物材料包括碳氧化硅和氮氧化硅。
当使用PE-CVD时，前体材料可连同与前体材料在PE-CVD工艺中反应的反应气体一起使用。PE-CVD中反应气体的使用为所属领域中已知并且各种反应气体适用于本发明，包括含氧气体(例如O2、臭氧、水)和含氮气体(例如氨气)。反应气体可用于改变反应混合物中存在的化学元素的化学计量比。举例来说，当硅氧烷前体材料与含氧或含氮反应气体一起使用时，反应气体将改变氧或氮相对于反应混合物中硅和碳的化学计量比。反应混合物中各种化学元素(例如硅、碳、氧、氮)之间的化学计量关系可通过若干方式变化。一种方式是改变反应中前体材料或反应气体的浓度。另一种方式是改变前体材料或反应气体进入反应中的流率。另一种方式是改变反应中所用的前体材料或反应气体的类型。
改变反应混合物中元素的化学计量比可以影响沉积的混合层中聚合物和非聚合物材料的性质以及相对量。举例来说，硅氧烷气体可以与变化量的氧气组合，以调节混合层中非聚合物材料相对于聚合物材料的量。通过提高氧相对于硅或碳的化学计量比，可以增加例如氧化硅等非聚合物材料的量。类似地，通过降低氧的化学计量比，可以增加含硅和碳的聚合物材料的量。混合层的组成还可以通过调节其它的反应条件来改变。举例来说，在PE-CVD情况下，可改变例如RF功率和频率、沉积压力、沉积时间和气体流速等工艺参数。
因此，通过使用如上所述的例示性方法，可形成具有混合的聚合物/非聚合物特征并且具有适用于各种应用，尤其是作为减少渗透物从边缘进入的障壁膜的特征的混合层。障壁膜的这些特征可包括光学透明度(例如在一些情况下，混合层可以是光学上透明或半透明的)、不渗透性、柔性、厚度、粘附和其它机械特性。举例来说，一个或一个以上这些特征可通过改变混合层中聚合物材料的重量％来调节，其余是非聚合物材料。举例说来，为实现柔性和不渗透性的所需水平，聚合物材料的重量％可优选地在5％到95％范围内，并且更优选地在10％到25％范围内。然而，其它的范围也是可能的，视应用而定。
例示性实施例
下文描述的是包括包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜作为边缘密封剂的制品的例示性实施例。本文所述的实施例仅仅是出于说明的目的并且由此不意味是限制性的。在阅读本发明后，所属领域的技术人员可显而易见，在某些实施例中，如下所述的各个组件和/或特征可组合或省略，同时仍然实践本文所述的原理。
在一些实施例中，提供一种第一制品。所述第一制品可包括衬底、安置在衬底之上的具有装置占据空间的装置和在衬底之上并且实质上沿作用区的侧面安置的障壁膜。障壁膜可包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物。障壁膜可具有离装置占据空间的侧面不到或等于3mm的垂直长度。
如上所述，障壁膜的“垂直长度”可指在垂直于装置占据空间的侧面并且平行于上方安置有障壁膜的衬底表面的方向上从最靠近装置占据空间安置的障壁膜的一部分(例如邻接于作用装置区或非作用装置区)到最远离装置占据空间安置的障壁膜的另一部分(例如障壁膜的边缘)的距离。
如此上下文中所用，“实质上沿装置占据空间的侧面”不一定是要求障壁膜直接邻接于装置占据空间安置。此外，此不排除障壁膜在相对于装置的其它位置处安置，包括其中障壁膜的一部分可安置在装置的一个或一个以上层(例如OLED的阴极、电子传递层、空穴传递层等)之上的实施例。
短语“障壁膜可具有垂直长度”中术语“垂直长度”的使用一般意指涵盖其中障壁膜的一部分可沉积或以其它方式制作，使得其具有超过3.0mm的垂直长度，只要障壁膜的任何部分的边缘经安置，使垂直距离离装置占据空间的侧面不到3.0mm即可的实施例。如上所述，基于外部微粒污染进入的装置使用寿命和性能通常取决于进入装置的敏感组件的最短或较小阻力通路。可利用本文提供的障壁膜，使得水平进入的最短部分可不到3.0mm(优选地不到2.0mm，并且更优选地不到1.0mm)。
一般说来，减小形成边缘密封的障壁膜的尺寸(即减小垂直长度)的制品可减少装置的边界区(例如“死角”)的量。此外，通过使用例示性障壁膜材料，本文提供的实施例可在不实质上影响装置性能或降级的情况下减小非作用边缘区的尺寸。例示性障壁膜可限制水平整体渗透和跨越障壁膜与衬底之间的界面渗透两者。减小由边缘密封产生的装置的非作用边缘区可为装置的其它电子组件提供额外的空间，提供更大的显示器，减少发射装置之间的边界区(当例如多个显示器或面板平铺时，可使这些区域不太容易看见)，或以其它方式提高这些装置的制造或布局效率。此外，与利用多层障壁的制品(例如上文参看图3-5所述的制品)相比，利用单个障壁膜层(例如其可在单个沉积步骤中沉积)来封装装置的实施例可提供更有效并且耗费更少时间的制作工艺。然而，实施例不受此限制，并且具有包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜的一些制品也可以利用多个障壁或封装层(例如图11-14)。利用单个障壁膜层的实施例除阳极外还宜包括阳极接触，其中阳极与阳极接触中的至少一者不与湿气反应。或者或另外，本发明的封装装置除阴极外可包括阴极接触，其中阴极与阴极接触中的至少一者不与湿气反应。举例来说，阳极与阳极接触中的至少一者可包含ITO、IZO、金属或其组合。或者或另外，阴极与阴极接触中的至少一者可包含ITO、IZO、金属或其组合。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，装置占据空间可包含作用装置区和非作用装置区。在一些实施例中，障壁膜可具有离非作用装置区的侧面不到或等于3.0mm的垂直长度。也就是说，障壁膜可经安置，使得其邻接于非作用装置区的侧面并且在垂直于非作用区的侧面(并且由此装置的装置占据空间的侧面)的方向上延伸不到3.0mm(优选地不到2.0mm，并且更优选地不到1.0mm)。在一些实施例中，障壁膜可不延伸到离作用装置区的侧面超过3.0mm的距离。也就是说，在一些情况下，障壁膜可不邻接于作用装置区的侧面安置(例如因为作用装置区可能由非作用装置区围绕)，并且由此障壁膜的垂直长度可能不对应于障壁膜的边缘远离作用装置区的侧面安置的距离。在一些这样的实施例中，障壁膜的垂直长度与非作用装置区的厚度的总距离可离作用区的侧面不到3.0mm(优选地不到2.0mm；并且更优选地不到1.0mm)。以此方式，装置的边界区可不到3.0mm(优选地不到2.0mm并且更优选地不到1.0mm)。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，装置占据空间可包含作用装置区，并且障壁膜可具有离作用装置区的侧面不到或等于3.0mm(优选地不到2.0mm，并且更优选地不到1.0mm)的垂直长度。也就是说，在一些实施例中，装置可不包含非作用装置区(或装置的至少一部分可不包含非作用装置区)，并且由此障壁膜可从作用装置区的侧面延伸。
这些概念的实例在图15-17中说明。参看图15，展示包含OLED的例示性制品1500的顶视图。所述制品1500包含安置在衬底1510之上的具有装置占据空间1501的装置。装置占据空间1501包含作用装置区1550和非作用装置区1551。制品1500进一步包含部分安置在装置占据空间1501内，但还包括远离装置占据空间1501延伸的阴极接触1544(图15中右侧)的阴极1543，和部分安置在装置占据空间1501内，但具有远离装置占据空间1501延伸的阳极接触1541(图15中左侧)的阳极1540。阳极接触1541和阴极接触1544可形成一个或一个以上与电组件(例如电源、驱动电路等)的电接触并且可延伸到障壁膜1506的边缘以外或由障壁膜1506封装。
装置进一步包含部分安置在装置的作用装置区1550和非作用装置区1551内的有机层1545。装置进一步包含展示为构成非作用装置区1551的一部分的栅格层1546(其可包含有机或无机材料)，和展示为构成非装置边缘区1553以及安置在装置以及阳极接触1541和阴极接触1544的部分之上的障壁膜1506。非装置边缘区1553和非作用装置区1551展示为包含边界(死角)区1552。
参看图16，展示沿图15中例示性制品1500的线A-A’的横截面。所述制品1600包含安置在衬底1610之上的具有装置占据空间1601的装置。装置占据空间1601包含作用装置区1650和非作用装置区1651。制品1600进一步包含部分安置在装置占据空间1601内，但还包括远离装置占据空间1601延伸的阴极接触1644(图16中右侧)的阴极1643，和部分安置在装置占据空间1601内，但具有远离装置占据空间1601延伸的阳极接触1641(图16中左侧)的阳极1640。装置进一步包含部分安置在作用装置区1650和非作用装置区1651内的有机层1645、展示为构成非作用装置区1651的一部分的栅格层1646(其可包含有机或无机材料)和展示为构成非装置边缘区1653以及安置在装置以及阳极接触1641和阴极接触1644的部分之上的障壁膜1606。非装置边缘区1653和非作用装置区1651展示为包含边界(死角)区1652。因此，在此实例中，栅格层1646展示为在阳极接触1641之上(在装置左侧)和阳极1644的一部分之上并且在装置右侧邻接于衬底1610安置。以此方式，非作用装置区1651可包含两个电极和有机层，装置的此部分可不发光(例如对于OLED)，并且由此不包含作用装置区1650的一部分。
如图16中所示，在一些实施例中，障壁膜1606可邻接于非作用装置区1651(例如图16中装置左侧的栅格层1646)安置。因此，障壁膜1606的垂直长度可对应于障壁膜1606远离非作用装置区1651延伸的距离。在装置的相对侧，阴极接触1644延伸到栅格层1646以外(使得栅格层1646将阳极1640与阴极接触1644隔绝)。障壁膜1606展示为邻接于阴极接触1644安置并且远离装置占据空间1601延伸。因此，在此实例中，尽管障壁膜1606沿装置占据空间1601的侧面(例如沿非作用装置区1651的侧面)安置，但其不邻接于非作用装置区1651安置。如上所指出。
参看图17，展示沿图15中所示的例示性制品1500的线B-B’的横截面。所述制品1700包含安置在衬底1710之上的具有装置占据空间1701的装置。装置占据空间1701包含作用装置区1750和非作用装置区1751。制品1700进一步包含完全安置在装置占据空间1701内(不同于图16)的阴极1743和完全安置在装置占据空间1701内(再次不同于图16)的阳极1740。也就是说，阴极和阳极可(但不必)具有在一个以上方向上延伸到装置占据空间1701以外的接触。装置进一步包含部分安置在作用装置区1750和非作用装置区1751内的有机层1745、展示为构成非作用装置区1751的一部分的栅格层1746(其可包含有机或无机材料)和展示为构成非装置边缘区1753以及安置在装置之上的障壁膜1706。在此实例中，障壁膜1706展示为在装置的两侧上沿装置占据空间1701的非作用区1751的侧面安置。元件符号1752是指边界(死角)区。
应指出，仅仅是出于说明的目的，从图4-7和10-14中略去图15-17中一些额外的细节和组件。也就是说，这些图中每一者中所示的实施例可包含参看图15-17更详细地展示和描述的一些或所有额外的层或材料。然而，这些实施例在高水平下描述和展示，以证明基本设计和实施概念，并且不应由此认为其是限制性的。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，所述障壁膜可包含聚合硅与无机硅的混合物。“聚合硅与无机硅的混合物”在上文详细描述，具体参考美国专利第7,968,146号。本发明者已经发现，此类混合物可提供一种障壁膜，此障壁膜能够限制湿气或水蒸气(或其它环境污染物)进入，同时维持此膜的尺寸相对较小。在边缘密封剂的情况下，本发明者已经发现这些材料可提供足够的性能，同时具有离装置占据空间的侧面不到3.0mm(优选地不到2.0mm；并且更优选地不到1.0mm)的垂直长度。先前，边缘密封通常包含多个层以实现足够的性能，而此通常会使制造这些装置的效率低并且也会在制品上产生相对较大的非作用边缘区(和由此边界区)。
在一些实施例中，聚合硅与无机硅的混合物实质上在整个层上可为均一的。“实质上”一般意指膜包含在整个层上变化不超过5％的混合物。如上所指出，障壁膜可在单个工艺中沉积，这样可提高制造效率。5％的变化可解释在制造工艺期间可能发生的整个制品上的微小波动。对于包含发光装置(例如照明面板或显示器)的制品，均一的层可为优选的，因为其可减少微腔效应或与具有不同光学特性的多个层有关的其它效应。然而，实施例不受此限制，并且在一些情况下，障壁膜可在整个层上变化(例如递变层)，这样可例如提高对跨越障壁层整体的进入的抵抗性。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，障壁膜可具有不到或等于2.0mm的垂直长度。在一些实施例中，障壁膜可具有不到或等于1.0mm的垂直长度。如上所述，包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜在用作边缘密封时可在至少一个方向上减小制品的非作用边缘区的尺寸，同时仍然提供足够的装置使用寿命和性能。具体地说，本发明者已经发现，使用包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜在具有不到2.0mm的垂直长度时提供良好性能(并且在不到1.0mm下甚至可具有类似性能)。这是对通常先前使用的多层制品(例如图3-5中所示的制品)所需的距离相当大的改良。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，障壁膜可不具有超过3.0mm的垂直长度。也就是说，一些实施例可不具有在衬底上的一个位置处沉积或安置，使得具有离装置占据空间的侧面超过3.0mm的垂直距离的障壁膜一部分。举例来说，包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜可在装置占据空间的所有侧面周围不到3.0mm的距离沉积。此可提供在衬底之上具有最少量的非作用边缘区的制品，由此允许例如显示器或照明面板延伸到更靠近制品边缘。此外，本发明者已经意外地发现，这些用作边缘密封剂的障壁膜在其可不具有离装置占据空间的侧面超过2.0mm的垂直长度时(并且优选地当障壁膜不具有超过1mm的垂直长度)时具有可比较的性能。尽管这些实施例的进入通路的长度缩短，如参看图9(a)和(b)和对应实验所述，但本发明者已经发现在恶劣环境条件下历经长时间的可比较装置中污染量相等。因此，本发明者已经发现，使用包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜作为边缘密封在垂直距离不到3.0mm(并且甚至不到2.0mm或1.0mm)下可为有效的。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，障壁膜可不具有超过3.0mm或不到1.0mm的垂直长度。在一些实施例中，障壁膜可不具有超过2.0mm或不到0.5mm的垂直长度。也就是说，制品的一些实施例可在装置占据空间周围具有垂直长度在一段范围内的边缘密封剂，但一般说来可为优选的是范围足够大，以提供给装置足够的性能，但仍然具有足够小的尺寸，以便减小制品的非作用边缘区。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，障壁膜可包含实质上均一的材料。如此上下文中所用，“均一”可指障壁层的材料在整个层上包含相同的材料或相同浓度的材料。也就是说，“均一”不要求膜必须只包含单一材料，而可包含在整个层上具有相同或实质上相同的混合物的一层。在此上下文中术语“实质上”的使用是解释可能基于制造误差或瑕疵而发生的微小变化，但一般是指在整个膜上变化不超过5％的均一性。在一些实施例中，障壁膜可包含均一材料，也就是说，在整个膜上可存在不到1％变化。使用均一(或实质上均一)障壁膜作为边缘密封剂可以是使用单一沉积工艺沉积膜的结果，这样可通过减少制作步骤/条件的数目来降低制作工艺的成本。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，障壁膜可包含氧化物与聚合物硅酮的混合物。在一些实施例中，障壁膜可包含至少40％无机硅。本发明者已经发现，使用有机硅和聚合硅可提供非常适于形成边缘密封以防止污染物进入装置中的特性。应指出，在此上下文中术语“至少”的使用不要求膜的混合物或组合物是均一的，只要没有层的部分包含不到40％无机硅即可。在一些实施例中，障壁膜可包含至少60％无机硅。在一些实施例中，障壁膜可包含至少80％无机硅。如所属领域的技术人员在阅读本发明后所理解的，如上所指出，混合物浓度和材料可微调或选择以具有所需特征，以便边缘密封可基于装置所预期的具体的应用和环境条件来确定。
在这点上，在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，障壁膜的表面可邻接于衬底表面安置以形成第一界面。障壁膜整体的折射率与在界面10nm内的障壁膜一部分的比率可在0.9993与0.9247之间。障壁膜的“整体折射率”可指跨越障壁膜层的折射率(即在对应于垂直入射在膜上的光传播穿过此层的通路的方向上跨越膜的折射率)。一般说来，本发明者已经发现，对于可包含发光作用区(例如OLED)或任何其它透明或半透明的装置的制品，有益的是，沉积障壁膜，使得膜的折射率类似于衬底(尤其在与衬底的界面附近)。此可减少可能捕集在障壁膜与衬底之间的光的量并且由此提高装置的效率。此外，当穿过边缘密封，接着穿过衬底时更少的光可能色移或以其它方式变形。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，在障壁膜的表面邻接于衬底表面安置以形成第一界面的情况下，在界面10nm内的障壁膜一部分的折射率可在1.35与1.459之间。在许多实施例中，衬底材料可以是透明或半透明的，例如玻璃或塑性材料，并且通常具有在1.35与1.459之间的折射率。如上所指出，一般优选的是(至少对于包含发射作用区的装置)，障壁膜与衬底的折射率相似。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，在障壁膜的表面邻接于衬底表面安置以形成第一界面的情况下，障壁膜可包含具有小于10-13cm2/sec的水蒸气整体扩散系数的材料。障壁膜的整体扩散系数可指水蒸气在水平方向上(例如沿图7中的通路-1(704))或在垂直方向上(例如沿图7中的通路-3(707))跨越膜进入的速率。本发明者已经发现，即使是在如上所述的恶劣环境中，小于10-13cm2/sec的整体扩散系数一般也足以提供足够的装置寿命和性能。在一些实施例中，当暴露于65℃的周围温度和85％的相对湿度时，在第一界面处的水蒸气扩散系数可以在10-8cm2/sec与10-13cm2/sec之间。在此界面处的扩散系数对应于湿气跨越膜与衬底之间的界面进入(例如沿图7中的通路-2(705))，在一些实施例中其可以是基于环境污染物的装置寿命或性能的限制因素。如上所指出，本发明者已经发现，包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜可为足够的装置性能提供在界面处足够的扩散系数，甚至在进入通路小于3.0mm(优选地小于2.0mm；并且更优选地小于1.0mm)时。如所属领域的技术人员所了解，边缘密封的特性(包括扩散系数)可通过调节如上所述的沉积条件(包括前体材料)来调整，以实现具体的装置或应用对障壁膜所需的一组特性。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，在障壁膜的表面邻接于衬底表面安置以形成第一界面的情况下，障壁膜可包含具有水蒸气整体扩散系数的材料。障壁膜的水蒸气整体扩散系数与第一界面附近的水蒸气扩散系数的比率可在1与10-5之间。也就是说，例如，障壁膜的整体扩散系数(例如沿图7中的通路-1(704)进入的速率)可等于或小于在与衬底的界面处或附近的扩散系数(例如沿图7中的通路-2(705)进入的速率)。如上所指出，在一些实施例中，水蒸气沿界面的进入可以是决定装置使用寿命或降级的限制因素。本发明者已经发现，通过调整障壁膜的特性，可调节整体材料的扩散系数以及沿与衬底的界面的扩散系数。在一些实施例中，障壁膜的水蒸气整体扩散系数与在第一界面10nm内的水蒸气扩散系数的比率在1与10-5之间。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，第一制品可进一步包含安置在装置之上的导电层(例如装置的一层，例如电极)。在一些实施例中，障壁膜的一部分可至少部分地安置在导电层之上。在一些实施例中，障壁膜的一部分可安置在整个导电层之上。也就是说，例如并且如图7和15-17中所示，在一些实施例中，障壁膜可用作整个装置上的边缘密封与封装层。此可降低制作工艺的成本和复杂性，因为障壁膜可使用比用于沉积装置占据空间的掩模大的掩模单步沉积。此外，如上所指出，包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜可具有低的基于整体扩散系数的进入速率并且可由此用作装置的封装层。
然而，实施例不受此限制，并且在一些情况下，在如上所述的其中装置包含安置在一个或一个以上装置层之上的导电层的第一制品中，顶部密封层可安置在导电层之上。顶部密封层和障壁膜可包含不同的材料。因此，包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜可连同其它材料一起用于封装制品的装置。这些实施例的实例展示于图11-14中并且于下文中详细描述。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，第一制品可进一步包含多个边界区。边界区可具有不到3.0mm(优选地不到2.0mm；并且更优选地不到1.0mm)的厚度并且可至少部分地视障壁膜的尺寸和非作用装置区的尺寸而定。如上所指出，本文所述的利用包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜的实施例可具有针对环境污染物进入的有效边缘密封，使得边缘密封的尺寸可减小。由此，此可允许制品在装置的作用装置区和非作用装置区周围具有较小的非装置边缘区(由此减小边界区的尺寸)。因此，如上所指出，在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，在第一制品包含非装置边缘区的情况下，非装置边缘区可具有不到3.0mm的厚度。在一些实施例中，非作用边缘区可具有不到2.0mm(优选地不到1.0mm)的厚度。
在一些实施例中，如上所述的第一制品可包含消费型装置。在一些实施例中，第一制品可包含以下任一者：太阳能电池、薄膜电池、有机电子装置、照明面板或具有照明面板的照明源、显示器或具有显示器的电子装置、移动式电话、笔记本式计算机、平板计算机或电视。一般说来，使用薄膜封装或保护敏感组件的任何制品可使用本文所述的包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物的障壁膜作为边缘密封。
在一些实施例中，在如上所述的第一制品中，装置可包含有机层。在一些实施例中，有机层可包含电致发光材料。在一些实施例中，装置可包含OLED。然而，如上所指出，虽然本发明者已经发现障壁膜作为有机装置(并且由此一些实例和本文提供的描述可参考OLED)的边缘密封剂的性质特别好，但实施例不受此限制。
如上所指出，可用作边缘密封膜的障壁膜在一些实施例在也可用作顶部封装膜，如图10中的例示性实施例中所示，或连同其它顶部封装一起使用，如图11-14中所示。
图10展示使用障壁膜作为边缘密封和作为一顶部密封剂的例示性制品1000。制品1000包含衬底1010、安置在衬底1010之上的具有装置占据空间的装置1001和沿装置占据空间的侧面并且在装置1001的顶部之上安置的障壁膜1006。障壁膜1006展示为具有1.0mm的垂直长度。展示两个进入通路(通路-1(1004)和通路-2(1005))。如上所指出，这些实施例可提高制造工艺的效率，因为顶部封装并且边缘密封剂包含相同的材料(即障壁膜1006)。
如图11中所示，边缘密封膜1106可连同单层顶部封装膜一起使用。在这点上，例示性制品1100包含衬底1110、安置在衬底1110之上的具有装置占据空间的装置1101、沿装置1101的装置占据空间的侧面安置的障壁膜1106和安置在装置占据空间1101之上的第二障壁层(或顶部封装层)1108。如上所指出，利用包含聚合物材料与与非聚合物材料的混合物的障壁膜可使单层障壁膜1106的占据空间能够保持很靠近装置1101的占据空间(即障壁膜1106远离装置1101的占据空间的侧面延伸的垂直长度可保持相对较小)。在一些实施例中，在形成或沉积顶部封装层1108后，可沉积形成边缘密封的障壁膜1106。障壁膜1106可如图11中所示，刚好沿装置1101的占据空间的侧面沉积，或其还可以覆盖顶部封装层1108，视装置需要和制造要求而定(也就是说，将障壁膜1106作为毯覆层沉积在整个衬底1110之上可能更有效并且更廉价，而不是必须只沿装置1101的占据空间的侧面选择性地沉积障壁膜1106)。在任一实施例中，使用障壁膜1106作为边缘密封剂可减小封装的总占据空间(即顶部封装障壁1108和边缘密封剂1106)。如图11中所示，在一些实施例中，障壁膜1106垂直长度可等于或小于1.0mm(即障壁膜1106的占据空间可比一个或一个以上侧面上装置1101的占据空间宽不到1.0mm)。类似于图11，相同的原理展示于图12中，其中障壁膜1206用作安置在衬底1210之上的装置1201的边缘密封剂，连同用作顶部封装的多层障壁膜(包含无机层1202和聚合物层1203)一起。在此实例中，障壁膜1206展示为具有1.0mm的垂直长度。
如图13中所示，障壁膜也可连同玻璃封装一起使用。在这点上，图13展示例示性制品1300，其包含衬底1310、安置在衬底1310之上的具有装置占据空间的装置1301、沿装置1301的占据空间的侧面安置的障壁膜1306和安置在装置1301之上的包含玻璃层1311和环氧树脂1312(例如将玻璃层1311耦接到衬底1310)的顶部封装。一般说来，当环氧树脂1312用作边缘密封时，玻璃封装通常遭受边缘进入的问题。如果环氧树脂1312可直接沉积在装置1301之上，那么玻璃封装1311可只限于安置在装置1301之上。在这种情况下，如图13中所示，障壁膜1306可用作边缘密封剂以覆盖玻璃封装1311和环氧树脂密封1312的边缘，以提供玻璃封装的边缘密封。
然而，在一些情况下，环氧树脂不能直接沉积在装置(或在上面安置的层)的顶部。此在图14中说明，图14展示例示性装置1400，其包含衬底1410、安置在衬底1410之上的具有装置占据空间的装置1401、沿装置1401的占据空间的侧面安置的障壁膜1406和安置在装置1401之上的包含障壁膜1406、玻璃层1411和环氧树脂1412(例如将玻璃层1411耦接到障壁膜层1406)的顶部封装。障壁膜1406可用于装置1401的顶部以将环氧树脂1412与装置1401的作用装置区(或在上面安置的层)分开。环氧树脂密封1412接着可沉积在障壁膜1406之上，接着玻璃封装1411。最终，可沉积障壁膜1406，以沿装置1401的占据空间的侧面形成边缘密封，如图14中所示。
在一些实施例中，制品可包含对水蒸气敏感的电子组件或层(例如电极)，其具有在单室PE-CVD系统中使用有机硅前体沉积的边缘密封障壁膜。当从装置的装置占据空间离开，平行于衬底观察时，边缘密封障壁膜的组成沿障壁膜的整个厚度，从障壁膜的内边缘到外边缘，包括障壁膜与衬底的界面，可实质上不改变。在一些实施例中，在垂直于装置占据空间的侧面的方向上障壁膜与衬底的界面的长度可小于或等于3.0mm。在一些实施例中，在垂直于装置占据空间的侧面的方向上障壁膜与衬底的界面的长度可小于或等于2.0mm。在一些实施例中，在垂直于装置占据空间的侧面的方向上障壁膜与衬底的界面的长度可小于或等于1.0mm。
在一些实施例中，可提供包含对水蒸气敏感的电子组件或层(例如电极)的制品，所述电子组件或层具有包含在单室PE-CVD系统中使用有机硅前体沉积的障壁膜的边缘密封剂。当从装置占据空间离开，平行于衬底观察时，边缘密封障壁膜的组成沿障壁膜的整个厚度，从障壁膜的内边缘到外边缘，包括障壁膜与衬底的界面，可实质上不改变。边缘密封障壁膜的组成和密度可以使得靠近衬底(即10nm内)的障壁膜的界面区的折射率与障壁膜整体的折射率的比率小于或等于0.9993，但大于或等于0.9247。
在一些实施例中，可提供包含对水蒸气敏感的电子组件或层(例如电极)的制品，所述电子组件或层具有在单室PE-CVD系统中使用有机硅前体沉积的边缘密封障壁膜。当从装置的装置占据空间离开，平行于衬底观察时，边缘密封障壁膜的组成沿障壁膜的整个厚度，从障壁膜的内边缘到外边缘，包括障壁膜与衬底的界面，可实质上不改变。障壁膜的组成和密度可以使得靠近衬底(即10nm内)的界面区的折射率超过1.35，但小于1.459。
在一些实施例中，当外界环境是在65℃和85％RH下时，障壁膜中水蒸气的整体扩散系数可小于10-13cm2/sec，并且在障壁膜与衬底的界面处的水蒸气扩散系数可小于或等于10-8cm2/sec，但大于或等于10-13cm2/sec。在一些实施例中，障壁膜中水蒸气的整体扩散系数与沿障壁膜与衬底的界面的扩散系数相比的比率可小于或等于1.0(即其可以相同)，但大于或等于10-5。在一些实施例中，对于在65℃和85％RH下存储1,000小时，装置可未展示作用区的任何边缘皱缩。
除上述制品外，本发明者还发现制造这些制品的方法。在这点上，在一些实施例中，第一方法可包含以下步骤：提供衬底，所述衬底具有安置在衬底之上的具有装置占据空间的装置；在衬底之上并且实质上沿装置占据空间的侧面制作障壁膜，其中可制作障壁膜，使得其具有离装置占据空间的侧面不到或等于3.0mm(优选地不到2.0mm并且更优选地不到1.0mm)的垂直长度。在一些实施例中，障壁膜可包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物。
此上下文中使用的术语“提供”一般是包容性术语，并且涵盖获得或制成可用于这些方法的上方安置有装置的衬底的任何方式。举例说来，在一些实施例中，可例如通过从第三方购买来获得衬底和装置(和/或其组件)。在一些实施例中，衬底和/或作用区可制作、制造或以其它方式组装，或组件可提供给第三方，接着其可制作或组装上面安置有装置的衬底。
类似地，还意欲术语“制作”是包容性术语，并且可包含任何适合的沉积工艺或用于将障壁膜安置在衬底之上的其它技术。此可包括(仅举例来说)将障壁膜的毯覆层真空沉积在衬底之上并且蚀刻、切割或切削障壁膜的部分，使得其具有不到3.0mm的垂直长度；通过掩模沉积障壁膜，使得其具有不到3.0mm的垂直长度；或此项技术中已知的任何其它适合的方法。
在一些实施例中，在如上所述的第一方法中，装置可包含有机层。在一些实施例中，有机层可包含电致发光(EL)材料。在一些实施例中，装置可包含OLED。如上所指出，尽管本发明者已经发现使用具有不到3.0mm垂直长度的障壁膜(例如当障壁膜包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物时)有益于包括增大显示器和面板尺寸的有机装置(例如通过减少边界区(死角))，但实施例不受此限制。
在一些实施例中，在如上所述的第一方法中，可制作障壁膜，使得其具有离装置占据空间的侧面不到或等于2.0mm的垂直长度。在一些实施例中，可制作障壁膜，使得其具有离装置占据空间的侧面不到或等于1.0mm的垂直长度。如上所指出，一般说来，障壁膜的垂直长度越短，可使制品的边界区越小，由此减小制品的尺寸或减小空间的低效率使用。如上参考例示性制品所述，在一些实施例中，障壁膜可制作或安置，使得其不具有离装置占据空间的侧面超过3.0mm(优选地2.0mm，并且更优选地超过1.0mm)的任何垂直长度。
在一些实施例中，在如上所述的第一方法中，所述制作第一障壁膜的步骤可包含化学气相沉积。在一些实施例中，所述制作障壁膜的步骤可利用有机硅前驱体。然而，如上所述，本发明者已经发现多种前体可用于制作具有形成边缘密封所需特性的障壁膜，并且可基于障壁膜所应用于的具体应用或装置选择。
在一些实施例中，在如上所述的第一方法中，所述制作障壁膜，使得其具有离装置占据空间的侧面不到或等于3.0mm的垂直长度的步骤可包含通过掩模沉积障壁膜，使得垂直长度离装置占据空间的侧面不到或等于3.0mm。沉积可在例如CVD或PE-CVD等真空工艺中进行。
在一些实施例中，在如上所述的第一方法中，所述制作障壁膜，使得其具有离装置占据空间的侧面不到或等于3.0mm的垂直长度的步骤可包含以下步骤：在衬底之上并且实质上沿装置占据空间的侧面沉积障壁膜，其中沉积障壁膜，使得其具有离装置占据空间的侧面超过或等于3.0mm的垂直长度，并且在沉积障壁膜后，使障壁膜断裂，使得障壁膜具有离装置占据空间的侧面不到或等于3.0mm的垂直长度。在一些实施例中，所述使障壁膜断裂的步骤可通过使衬底断裂或与其组合来实现。此例示性制作方法可提高效率(特别是障壁膜还安置在装置之上的情况下)，因为障壁膜可作为毯覆层沉积在衬底之上(例如对于沉积工艺，掩模不必准确对准)。衬底可在预定位置(例如装置占据空间的侧面的3.0mm内，优选地2.0mm内，并且更优选地1.0mm内)处刻划(或切削)，以便沿划痕断裂。当衬底断裂时，安置在同时还安置装置占据空间的衬底部分上的障壁膜的尺寸可减小。
应了解，上文参考第一制品的组件所描述的各个特征可同样应用于关于第一方法所述的组件，如所属领域的技术人员所理解的。举例来说，障壁膜的组成的各种描述、其它组件(例如顶部密封剂或封装层)的制作等也可以根据第一方法进行。
在一些实施例中，可提供一种第一制品，其通过一种工艺制备。所述用于制备第一制品的工艺可包含以下步骤：提供衬底，所述衬底具有安置在衬底之上的具有装置占据空间的装置；以及在衬底之上并且实质上沿装置占据空间的侧面制作障壁膜，其中可制作障壁膜，使得其具有离装置占据空间的侧面不到或等于3.0mm的垂直长度。在一些实施例中，障壁膜可包含聚合物材料与非聚合物材料的混合物。
在一些实施例中，在通过如上所述的工艺制备的第一制品中，装置可包含有机层。在一些实施例中，有机层可包含有机电致发光(EL)材料。在一些实施例中，装置可以是OLED。
在一些实施例中，在通过如上所述的工艺制备的第一制品中，可制作障壁膜，使得其具有离装置占据空间的侧面不到或等于2.0mm的垂直长度。在一些实施例中，可制作障壁膜，使得其具有离装置占据空间的侧面不到或等于1.0mm的垂直长度。
在一些实施例中，在通过如上所述的工艺制备的第一制品中，所述制作障壁膜的步骤可包含使用有机硅前体沉积第一障壁膜。如上所指出，本发明者已经发现使用有机硅前体可提供具有非常适合用作边缘密封的具体特性的障壁膜，如上所述并且如所属领域的技术人员在阅读本发明后将理解的，这些特性可基于各种沉积条件和方法微调。然而，对于一些实施例，可利用任何适合的前体材料。
在一些实施例中，所述制作障壁膜的步骤可包含化学气相沉积。在一些实施例中，所述制作障壁膜的步骤可包含等离子体增强的化学气相沉积(PE-CVD)。在一些实施例中，障壁膜基本上由聚合硅与无机硅的混合物组成，其中聚合硅与无机硅的重量比在95:5到5:95范围内，并且其中聚合硅与无机硅由相同的前体材料产生。在一些实施例中，在对于沉积工艺中的所有反应条件来说都相同的反应条件下沉积至少0.1μm厚的障壁膜，并且通过至少0.1μm厚的障壁膜的水蒸气传递速率小于每天10-6g/m2。
在一些实施例中，在通过如上所述的工艺制备的第一制品中，在所述制作障壁膜的步骤包含使用有机硅前体沉积第一障壁膜的情况下，前体材料可包含六甲基二硅氧烷或二甲基硅氧烷。在一些实施例中，前体材料可包含单一有机硅化合物。在一些实施例中，前体材料可包含有机硅化合物的混合物。
在一些实施例中，在通过如上所述的工艺制备的第一制品中，所述制作障壁膜的步骤可包含通过掩模沉积障壁膜，使得垂直长度离装置占据空间的侧面不到或等于3.0mm。在一些实施例中，垂直长度离装置占据空间的侧面可不到或等于2.0mm(并且优选不到1.0mm)。
应了解，上文参考第一制品的组件和第一方法所描述的各个特征可同样应用于包含通过工艺制备的第一制品的实施例，如所属领域的技术人员所理解的。此包括各种使用的材料、产生的结构以及制品和/或障壁膜的特征。
结论
应了解本文所述的各个实施例仅仅是以实例说明，并且不欲限制本发明的范围。举例来说，在不偏离本发明的精神下，本文所述的许多材料和结构可以用其它的材料和结构代替。因此，如所属领域的技术人员所显而易见，所主张的本发明可包括本文所述的具体实例和优选实施例的变化。应了解关于本发明为什么起作用的各种理论不欲为限制性的。
以上描述是例示性的并且不是限制性的。本发明的许多变化在所属领域的技术人员回顾本发明后将变得显而易见。因此，本发明的范围应该不是根据以上描述来确定，而应该是根据申请中的权利要求书以及其整个范围或相等物来确定。
虽然许多实施例在上文描述为包含不同的特征和/或特征的组合，但所属领域的技术人员在阅读本发明后可以理解在一些情况下一个或一个以上这些组件可以与任何上述组件或特征组合。也就是说，在不偏离本发明的范围下，来自任何实施例的一个或一个以上特征可以与任何其它实施例的一个或一个以上特征组合。
如先前所指出，在本说明书内或图内本文所提供的所有测量、尺寸和材料都仅仅是以实例说明。
除非确切地相反指示，否则“一个”或“所述”的叙述意欲意味“一个或一个以上”。提及“第一”组件不一定是要求提供第二组件。此外，除非明确地陈述，否则提及“第一”或“第二”组件不将所提及的组件限制于具体的位置。
本文提及的所有公开案都以引用的方式并入本文中以揭示和描述引用这些公开案所相关的方法和/或材料。本文所讨论的公开案在本申请案的申请日期前完全提供其揭示内容。本文中无任何内容可解释为承认本发明人无权根据先前发明而提前所述揭示内容。此外，提供的公开日期可以不同于实际的公开日期，实际的公开日期可能需要独立地证实。