專利名稱：用于電子器件或其它制品上的涂層的雜化層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電子器件的阻擋涂層。
背景技術(shù)：
有機(jī)電子器件例如有機(jī)發(fā)光器件(OLED)在暴露于水蒸氣或氧時(shí)易于劣化。OLED上減少其對(duì)水蒸氣或氧的暴露的保護(hù)性阻擋涂層可有助于改善器件的壽命和性能。已考慮將成功用于食品包裝的氧化硅膜、氮化硅膜或氧化鋁膜用作OLED的阻擋涂層。然而，這些無(wú)機(jī)膜傾向于含有微觀缺陷，這些微觀缺陷允許水蒸氣和氧擴(kuò)散通過(guò)該膜。在一些情形中，所述缺陷在脆性膜中顯現(xiàn)為裂紋。雖然這種水和氧擴(kuò)散水平對(duì)于食用產(chǎn)品也許是可接受的，但其對(duì)于OLED是不可接受的。為解決這些問(wèn)題，在OLED上對(duì)使用交替的無(wú)機(jī)層和聚合物層的多層阻擋涂層進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)對(duì)水蒸氣和氧的滲透具有改善的抵抗性。但這些多層涂層具有關(guān)于復(fù)雜性和費(fèi)用的缺點(diǎn)。因此，存在對(duì)形成適用于保護(hù)OLED的阻擋涂層的其它方法的需要。概述在一方面，本發(fā)明提供了在表面上形成涂層的方法，包括:提供前體材料源；將前體材料輸送到與待涂覆表面鄰接的反應(yīng)位置；和使用該前體材料源通過(guò)化學(xué)氣相沉積在該表面上沉積雜化層，其中該雜化層包含聚合物材料和非聚合物材料的混合物，其中聚合物材料與非聚合物材料的重量比在95:5至5:95范圍內(nèi)，且其中聚合物材料和非聚合物材料產(chǎn)生自相同的前體材料源。在另一方面，本發(fā)明提供了在表面上形成多層涂層的方法，包括:提供前體材料源；將前體材料輸送到與待涂覆表面鄰接的反應(yīng)位置；和使用該前體材料源通過(guò)化學(xué)氣相沉積在該表面上沉積多個(gè)雜化層，其中各個(gè)雜化層獨(dú)立地包含聚合物材料和非聚合物材料的混合物，其中聚合物材料與非聚合物材料的重量比在95:5至5:95范圍內(nèi)，且其中聚合物材料和非聚合物材料產(chǎn)生自相同的前體材料源。
在另一方面，本發(fā)明提供了形成如下涂層的方法，所述涂層與其上沉積該涂層的表面具有改善的界面結(jié)合，該方法包括:提供具有表面的襯底；預(yù)處理待涂覆的表面；提供前體材料源；將前體材料輸送到與預(yù)處理表面鄰接的反應(yīng)位置；和使用該前體材料源通過(guò)化學(xué)氣相沉積在該表面上沉積雜化層，其中該雜化層包含聚合物材料和非聚合物材料的混合物，其中聚合物材料與非聚合物材料的重量比在95:5至5:95范圍內(nèi)，且其中聚合物材料和非聚合物材料產(chǎn)生自相同的前體材料源。在另一方面，本發(fā)明提供了保護(hù)電子器件的方法，所述電子器件設(shè)置在充當(dāng)該電子器件的基底的表面上，包括:在電子器件上形成涂層，包括以下步驟:(a)提供前體材料源；(b)將前體材料輸送到與待涂覆電子器件鄰接的反應(yīng)位置；和(C)使用該前體材料源通過(guò)化學(xué)氣相沉積在該電子器件上沉積雜化層，其中該雜化層包含聚合物材料和非聚合物材料的混合物，其中聚合物材料與非聚合物材料的重量比在95:5至5:95范圍內(nèi)，且其中聚合物材料和非聚合物材料產(chǎn)生自相同的前體材料源。在又一方面，本發(fā)明提供了控制表面上形成的涂層性能的方法，包括:提供前體材料源；將前體材料輸送到與待涂覆表面鄰接的反應(yīng)位置；使用該前體材料源通過(guò)化學(xué)氣相沉積在該表面上沉積雜化層，其中該雜化層包含聚合物材料和非聚合物材料的混合物，其中聚合物材料與非聚合物材料的重量比在95:5至5:95范圍內(nèi)，且其中聚合物材料和非聚合物材料產(chǎn)生自相同的前體材料源；和控制沉積該雜化層所處的條件。附圖簡(jiǎn)述

圖1顯示了可用于實(shí)施本發(fā)明某些實(shí)施方案的PE-CVD設(shè)備的示意圖。圖2顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的雜化層的光學(xué)透射譜。圖3顯示了如何測(cè)量膜上水滴的接觸角。圖4顯示了在各種02/HMDS0氣體流量比率下形成的若干雜化層的接觸角的坐標(biāo)圖。圖5顯示了在PE-CVD處理期間于所施加的各種功率水平下形成的若干雜化層的接觸角的坐標(biāo)圖。圖6顯示了使用相對(duì)高的O2流量和相對(duì)低的O2流量形成的雜化層相對(duì)于純SiO2(熱氧化物)膜和純聚合物膜的紅外吸收光譜。圖7顯示了在各種02/HMDS0氣體流量比率下形成的各種雜化層的納米壓痕硬度相對(duì)于純SiO2膜的硬度的坐標(biāo)圖。圖8顯示了在各種02/HMDS0氣體流量比率下形成的若干雜化層的表面粗糙度的坐標(biāo)圖。圖9顯示了在各種功率水平下形成的若干雜化層的表面粗糙度的坐標(biāo)圖。圖1OA和IOB顯示了在50 μ m厚Kapton聚酰亞胺箔上沉積的4 μ m雜化層的表面的光學(xué)顯微照片。圖11顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的封裝OLED的一部分的橫截面視圖。圖12顯示具有阻擋涂層的完整OLED的加速環(huán)境測(cè)試的結(jié)果。圖13顯示了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的封裝OLED。圖14顯示了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的雜化層的橫截面的掃描電子顯微照片。圖15顯不了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的封裝0LED。
圖16A和16B顯示了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的雜化層的橫截面的掃描電子顯微照片。圖17A顯示在一種設(shè)定條件下沉積的雜化層的橫截面的掃描電子顯微照片。圖17B顯示在另一種設(shè)定條件下沉積的雜化層的橫截面的掃描電子顯微照片。圖18A-C顯示了聚酰亞胺襯底和在其上沉積的各種雜化層之間的應(yīng)變失配的坐標(biāo)圖。圖19顯示了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的封裝0LED。圖20顯示了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的封裝OLED。詳述在一方面，本發(fā)明提供了在表面上形成涂層的方法。該方法包括在表面上沉積包含聚合物材料和非聚合物材料的混合物的雜化層。該雜化層可以具有單一相或多個(gè)相。如在本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“非聚合物”是指由具有明確限定化學(xué)式的分子所構(gòu)成的材料，所述分子具有單一的、明確限定的分子量。“非聚合物”分子可以具有非常大的分子量。在一些情形中，非聚合物分子可以包括重復(fù)單元。如在本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“聚合物”是指由具有共價(jià)聯(lián)接的重復(fù)亞單元(subunit)的分子所構(gòu)成的材料，并且所述分子的分子量在分子與分子之間可以不等，這是因?yàn)榫酆戏磻?yīng)可以對(duì)于各個(gè)分子產(chǎn)生不同數(shù)目的重復(fù)單元。聚合物包括但不限于均聚物和共聚物例如嵌段、接枝、無(wú)規(guī)或交替的共聚物，以及他們的共混物及變體。聚合物包括但不限于碳或硅的聚合物。如本文中所使用的，“聚合物材料和非聚合物材料的混合物”是指本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解為既不是純聚合物又不是純非聚合物的組合物。術(shù)語(yǔ)“混合物”意欲排除含有偶存量的非聚合物材料(例如，其可必然存在于聚合物材料的間隙中)但本領(lǐng)域技術(shù)人員卻認(rèn)為是純聚合物的任何聚合物材料。同樣，這意欲排除含有偶存量的聚合材料但本領(lǐng)域技術(shù)人員卻認(rèn)為是純的非聚合物的任何非聚合物材料。在一些情形中，雜化層中聚合物與非聚合物材料的重量比在95:5至5:95范圍內(nèi)，優(yōu)選在90:10至10:90范圍內(nèi)且更優(yōu)選在25:75至10:90范圍內(nèi)?？梢允褂冒ㄋ蔚臐?rùn)濕接觸角、紅外吸收、硬度和柔韌性的各種技術(shù)來(lái)確定層的聚合物/非聚合物組成。在某些情形中，雜化層具有在30° -85°范圍內(nèi)，優(yōu)選在30° -60°范圍內(nèi)且更優(yōu)選在36° -60°范圍內(nèi)的潤(rùn)濕接觸角。應(yīng)注意，如果在沉積狀態(tài)的膜表面上測(cè)定，則潤(rùn)濕接觸角是組成的量度。因?yàn)闈?rùn)濕接觸角可因沉積后的處理而極大變化，在這樣的處理后進(jìn)行的測(cè)量可能并不精確地反映出層的組成。據(jù)認(rèn)為，這些潤(rùn)濕角適用于由有機(jī)硅前體形成的許多層。在某些情形中，雜化層具有在3-20GPa范圍內(nèi)，優(yōu)選在10-18GPa范圍內(nèi)的納米壓痕硬度。在某些情形中，雜化層具有在0.1nm-1Onm范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.2nm-0.35nm范圍內(nèi)的表面粗糙度(均方根)。在某些情形中，當(dāng)雜化層沉積為在50 μ m厚的聚酰亞胺箔襯底上的4μπι厚的層時(shí)，其具有足夠的柔韌性，使得在0.2%的拉應(yīng)變(ε )下于I英寸直徑軋輥上至少55000次輥軋循環(huán)后沒(méi)有觀測(cè)到顯微組織改變。在某些情形中，雜化層是足夠柔韌的，使得在至少0.35%的拉應(yīng)變(ε )(本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為，通?？墒? μ m純氧化硅層開(kāi)裂的拉應(yīng)變水平)下沒(méi)有出現(xiàn)裂紋。術(shù)語(yǔ)“混合物”意欲包括具有單一相的組合物以及具有多個(gè)相的組合物。因此，“混合物”排除后續(xù)沉積的交替的聚合物層和非聚合物層。換言之，要被認(rèn)為是“混合物”，則層應(yīng)在相同沉積條件下和/或在相同時(shí)間進(jìn)行沉積。使用單一前體材料源通過(guò)化學(xué)氣相沉積形成雜化層。如本文中所使用的，“單一前體材料源”是指在通過(guò)CVD (用或不用反應(yīng)物氣體)沉積前體材料時(shí)提供形成聚合物材料和非聚合物材料兩者所必需的所有前體材料的源。這意欲排除其中使用一種前體材料形成聚合物材料和使用不同前體材料形成非聚合物材料的方法。通過(guò)使用單一前體材料源，該沉積方法得以簡(jiǎn)化。例如，單一前體材料源可消除對(duì)獨(dú)立的前體材料流的需要和提供并控制該獨(dú)立流的伴隨需要。前體材料可以是單一化合物或多種化合物的混合物。在一些情形中，當(dāng)前體材料是多種化合物的混合物時(shí)，混合物中的每種不同化合物自身能夠獨(dú)立地充當(dāng)前體材料。例如，前體材料可以是六甲基二硅氧烷(HMDSO)和二甲基硅氧烷(DMSO)的混合物。在一些情形中，等離子體增強(qiáng)CVD(PE-CVD)可以用于雜化層的沉積。出于包括低溫沉積、均勻涂層形成和可控工藝參數(shù)在內(nèi)的各種原因，PE-CVD可為理想的。適用于本發(fā)明的各種PE-CVD方法在本領(lǐng)域中是已知的，包括使用RF能量產(chǎn)生等離子體的那些方法。前體材料是在通過(guò)化學(xué)氣相沉積進(jìn)行沉積時(shí)能夠形成聚合物材料和非聚合物材料兩者的材料。各種這樣的前體材料均適用于本發(fā)明并且就它們的各種特性對(duì)其進(jìn)行選擇。例如，前體材料可就其化學(xué)元素含量、其化學(xué)元素的化學(xué)計(jì)量比、和/或在CVD下形成的聚合物材料及非聚合物材料來(lái)進(jìn)行選擇。例如，有機(jī)硅化合物如硅氧烷是適合用作前體材料的一類化合物。硅氧烷化合物的代表性例子包括六甲基二硅氧烷(HMDSO)和二甲基硅氧烷(DMSO)。當(dāng)通過(guò)CVD進(jìn)行沉積時(shí)，這些硅氧烷化合物能夠形成聚合物材料例如硅酮聚合物和非聚合物材料例如氧化硅。還可就各種其它特性例如費(fèi)用、無(wú)毒性、操縱特性、在室溫下維持液相的能力、揮發(fā)性、分子量等對(duì)前體材料進(jìn)行選擇。適合用作前體材料的其它有機(jī)硅化合物包括甲基硅烷；二甲基硅烷；乙烯基三甲基娃燒；二甲基娃燒；四甲基娃燒；乙基娃燒；_■娃燒基甲燒(disilanomethane);雙(甲基娃燒基)甲燒(bis (methyl-silano)methane)；I, 2~ 二娃燒基乙燒(I, 2_disiIanoethane);1，2-雙(甲基硅烷基)乙 烷(1，2-bis (methylsilano) ethane) ;2，2_ 二硅烷基丙烷(2, 2_disiIanopropane);I, 3, 5-三娃燒基-2, 4, 6-三亞甲基(I, 3, 5-trisilano-2, 4, 6-trimethyIene ),和這些化合物的氟化衍生物。適合用作前體材料的含苯基的有機(jī)娃化合物包括:二甲基苯基硅烷和二苯基甲基硅烷。適合用作前體材料的含氧有機(jī)硅化合物包括:二甲基二甲氧基硅烷；1，3，5，7-四甲基環(huán)四硅氧烷；1，3-二甲基二硅氧烷；1，1,3, 3-四甲基二娃氧燒；1，3_ 雙(娃燒基亞甲基)二娃氧燒(1，3-bis (silanomethylene) disiloxane);雙(1-甲基甲硅醚基)甲烷；2，2_雙(1-甲基甲硅醚基)丙烷；2，4，6，8-四甲基環(huán)四硅氧燒；八甲基環(huán)四娃氧燒；2，4, 6, 8, 10-五甲基環(huán)五娃氧燒；1，3，5，7_四娃燒基-2，6- 二氧-4，8- 二亞甲基(1，3，5，7-tetrasilano-2, 6-dioxy-4, 8-dimethylene);六甲基環(huán)三娃氧烷；1，3，5，7，9-五甲基環(huán)五硅氧烷；六甲氧基二硅氧烷，和這些化合物的氟化衍生物。適合用作前體材料的含氮有機(jī)硅化合物包括:六甲基二硅氮烷；二乙烯基四甲基二硅氮烷；六甲基環(huán)三硅氮烷；二甲基雙(N-甲基乙酰氨基)硅烷；二甲基雙-(N-乙基乙酰氨基)硅烷；甲基乙烯基雙(N-甲基乙酰氨基)硅烷；甲基乙烯基雙(N-丁基乙酰氨基)硅烷；甲基三(N-苯基乙酰氨基)硅烷；乙烯基三(N-乙基乙酰氨基)硅烷；四(N-甲基乙酰氨基)硅燒;~■苯基雙(_■乙基氣氧基)娃燒；甲基二( _■乙基氣氧基)娃燒；和雙(二甲基娃基)碳二亞胺。當(dāng)通過(guò)CVD進(jìn)行沉積時(shí)，根據(jù)前體材料的類型、任何反應(yīng)物氣體的存在和其它反應(yīng)條件，前體材料可以按各種量形成各種類型聚合物材料。聚合物材料可以是無(wú)機(jī)或有機(jī)的。例如，在有機(jī)硅化合物用作前體材料時(shí)，沉積的雜化層可以包括S1-O鍵、S1-C鍵或S1-O-C鍵的聚合物鏈以形成聚硅氧烷、聚碳硅烷和聚硅烷以及有機(jī)聚合物。當(dāng)通過(guò)CVD進(jìn)行沉積時(shí)，根據(jù)前體材料的類型、任何反應(yīng)物氣體的存在和其它反應(yīng)條件，前體材料可以按各種量形成各種類型非聚合物材料。非聚合物材料可以是無(wú)機(jī)或有機(jī)的。例如，在有機(jī)硅化合物用作前體材料且與含氧反應(yīng)物氣體組合時(shí)，非聚合物材料可包括硅氧化物例如Si0、Si02和混合價(jià)態(tài)氧化物SiOx。當(dāng)用含氮反應(yīng)物氣體進(jìn)行沉積時(shí)，非聚合物材料可以包括硅氮化物(SiNx)?？尚纬傻钠渌蔷酆衔锊牧习ü璧奶佳趸锖凸璧牡趸?。當(dāng)使用PE-CVD時(shí)，前體材料可以和在PE-CVD工藝中與該前體材料反應(yīng)的反應(yīng)物氣體結(jié)合使用。PE-CVD中反應(yīng)物氣體的使用在本領(lǐng)域中是已知的，并且各種反應(yīng)物氣體均適用于本發(fā)明，包括含氧氣體(例如O2、臭氧、水)和含氮?dú)怏w(例如氨)。反應(yīng)物氣體可用于改變反應(yīng)混合物中存在的化學(xué)元素的化學(xué)計(jì)量比。例如，當(dāng)硅氧烷前體材料與含氧或含氮反應(yīng)物氣體一起使用時(shí)，反應(yīng)物氣體將改變反應(yīng)混合物中氧或氮相對(duì)于硅和碳的化學(xué)計(jì)量t匕。反應(yīng)混合物中各種化學(xué)元素(例如硅、碳、氧、氮)之間的這種化學(xué)計(jì)量關(guān)系可以按若干方式而改變。一種方式是改變反應(yīng)中前體材料或反應(yīng)物氣體的濃度。另一種方式是改變前體材料或反應(yīng)物氣體進(jìn)入反應(yīng)的流速。又一種方式是改變用于反應(yīng)的前體材料或反應(yīng)物氣體的類型。改變反應(yīng)混合物中元素的化學(xué)計(jì)量比可以影響沉積的雜化層中聚合物材料和非聚合物材料的性能和相對(duì)量。例如，硅氧烷氣體可以與變化量的氧組合來(lái)調(diào)節(jié)雜化層中非聚合物材料相對(duì)于聚合物材料的量。通過(guò)提高氧相對(duì)于硅或碳的化學(xué)計(jì)量比，可提高非聚合物材料例如硅氧化物的量。類似地，通過(guò)降低氧的化學(xué)計(jì)量比，可提高含硅和碳的聚合物材料的量。還可以通過(guò)調(diào)節(jié)其它反應(yīng)條件改變雜化層的組成。例如，對(duì)于PE-CVD，可改變工藝參數(shù)例如RF功率和頻率、沉積壓力、沉積時(shí)間和氣體流速。因此，通過(guò)使用本發(fā)明的方法，能夠形成具有雜化聚合物/非聚合物特性且具備適用于各種用途的特性的雜化層。這樣的特性包括透光性(例如在一些情形中，該雜化層是光學(xué)透明的)、不可滲透性、柔韌性、厚度、附著性和其它力學(xué)性能。例如，可通過(guò)改變雜化層中聚合物材料的重量％ (余量為非聚合物材料)來(lái)調(diào)節(jié)這些特性中的一種或多種。例如，為獲得所需水平的柔韌性和不可滲透性，聚合物材料的重量％優(yōu)選在5-95%范圍內(nèi)且更優(yōu)選在10-25%范圍內(nèi)。然而，取決于用途其它范圍也是可行的。由純的非聚合物材料例如氧化硅制成的阻擋層可以具有涉及透光性、良好附著性和良好膜應(yīng)力的各種優(yōu)點(diǎn)。然而，這些非聚合物層傾向于含有微觀缺陷，所述缺陷允許水蒸氣和氧擴(kuò)散通過(guò)該層。向非聚合物層提供一些聚合物特性可以降低該層的可滲透性而不顯著改變純的非聚合物層的有利性能。不意欲受理論束縛，本發(fā)明人認(rèn)為，具有雜化聚合/非聚合特性的層通過(guò)減少缺陷(特別是微裂紋)的大小和/或數(shù)目來(lái)降低該層的可滲透性。在一些情形中，本發(fā)明的涂層可以具有多個(gè)雜化層，其中各個(gè)雜化層的組成可以獨(dú)立地發(fā)生改變。在一些情形中，涂層中的一個(gè)雜化層的重量％與另一個(gè)雜化層相差至少10重量％。各個(gè)雜化層的厚度也可以獨(dú)立地發(fā)生改變。通過(guò)相繼調(diào)節(jié)用于沉積雜化層的反應(yīng)條件可以產(chǎn)生不同的雜化層。例如，在PE-CVD工藝中，可相繼調(diào)節(jié)提供到反應(yīng)混合物中的反應(yīng)物氣體的量來(lái)產(chǎn)生多個(gè)雜化層，各個(gè)雜化層是不連續(xù)的并且具有不同的組成。當(dāng)涂層具有如下區(qū)域時(shí):該區(qū)域中其組成從一個(gè)高度到另一個(gè)高度連續(xù)地發(fā)生顯著改變，該區(qū)域內(nèi)的雜化層可以非常薄，甚至在涂層內(nèi)薄至最小分子單元。例如，涂層可以具有聚合物材料與非聚合物材料的重量％比率連續(xù)改變的區(qū)域。該連續(xù)改變可以是線性的(例如，聚合物材料與非聚合物材料的重量％比率可以隨較高的高度而穩(wěn)定地增加)或非線性的(例如，周期性提高和降低)?？梢栽诟鞣N類型制品上沉積雜化層。在一些情形中，該制品可以是有機(jī)電子器件例如0LED。對(duì)于0LED，雜化層可充當(dāng)?shù)挚顾魵夂脱鯘B透的阻擋涂層。例如，具有小于10_6g/m2/天的水蒸氣透過(guò)速率和/或小于10_3g/m2/天的氧透過(guò)速率的雜化層可適合于保護(hù)0LED。在一些情形中，雜化層的厚度可以為0.l-ΙΟμπι，但取決于用途還可使用其它厚度。此外，具有賦予透光性的厚度和材料組成的雜化層可以適于與OLED—起使用。為了與柔性O(shè)LED —起使用，可將雜化層設(shè)計(jì)成具有所需量的柔韌性。在一些情形中，可在暴露于環(huán)境時(shí)對(duì)劣化敏感的其它制品上使用該雜化層，所述制品例如醫(yī)藥品、醫(yī)療器械、生物試劑、生物樣品、生物傳感器或敏感的測(cè)量設(shè)備。在一些情形中，可以將雜化層與同樣可通過(guò)使用相同的單一前體材料源形成的未混合層組合使用，所述未混合層例如未混合的聚合物層或未混合的非聚合物層。可以在沉積雜化層之前或之后沉積該未混合層?？梢允褂枚喾N類型CVD反應(yīng)器中的任何反應(yīng)器來(lái)實(shí)施本發(fā)明的方法。作為一個(gè)實(shí)施例，圖1顯示了可用于實(shí)施本發(fā)明某些實(shí)施方案的PE-CVD設(shè)備10。PE-CVD設(shè)備10包含反應(yīng)室20，在該反應(yīng)室中電子器件30裝載于夾具24上。對(duì)反應(yīng)室20進(jìn)行設(shè)計(jì)以含有真空并且將真空泵70連接到反應(yīng)室20以產(chǎn)生和/或維持適當(dāng)?shù)膲毫Α2氣罐50提供N2氣以凈化設(shè)備10。反應(yīng)室20還可以包括冷卻系統(tǒng)以減少反應(yīng)產(chǎn)生的熱。為了操控氣體流量，設(shè)備10還包括可處于手動(dòng)或自動(dòng)控制的各種流量控制機(jī)構(gòu)(例如質(zhì)量流量控制器80、關(guān)閉閥82和止回閥84)。前體材料源40提供前體材料(例如液體形式的HMDS0)，該前體材料被蒸發(fā)并充入到反應(yīng)室20內(nèi)。在一些情形中，可以使用載氣例如氬將前體材料輸送到反應(yīng)室20。反應(yīng)物氣體罐60提供反應(yīng)物氣體(例如氧)，也將該反應(yīng)物氣體充入反應(yīng)室20內(nèi)。前體材料和反應(yīng)物氣體流入到反應(yīng)室20內(nèi)以產(chǎn)生反應(yīng)混合物42?？闪硗庹{(diào)節(jié)反應(yīng)室20內(nèi)部的壓力以獲得沉積壓力。反應(yīng)室20包括安裝在電極支座(standoff) 26上的一組電極22，所述電極支座可以是導(dǎo)體或絕緣體。器件30和電極22的各種配置均是可行的?？梢允褂枚O管或三極管電極、或者遠(yuǎn)電極(remote electrode) 0器件30可以按圖1中所示遠(yuǎn)距離放置，或者可以安裝在二極管結(jié)構(gòu)的一個(gè)或兩個(gè)電極上。為電極22提供RF功率以在反應(yīng)混合物42中產(chǎn)生等離子體條件。將等離子體產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物沉積到電子器件30上。使反應(yīng)進(jìn)行足以在電子器件30上沉積雜化層的時(shí)間段。反應(yīng)時(shí)間將取決于各種因素，例如器件30相對(duì)于電極22的位置、待沉積的雜化層的類型、反應(yīng)條件、所需雜化層厚度、前體材料和反應(yīng)物氣體。反應(yīng)時(shí)間可以持續(xù)5秒鐘至5小時(shí)，但根據(jù)用途還可以使用更長(zhǎng)或更短的時(shí)間。下表I顯示了用于制備三個(gè)實(shí)施例的雜化層的反應(yīng)條件。由水滴的潤(rùn)濕接觸角測(cè)定，實(shí)施例1的雜化層含有約7%聚合物材料和93%非聚合物材料。由水滴的潤(rùn)濕接觸角測(cè)定，實(shí)施例2的雜化層含有約94%聚合物材料和6%非聚合物材料。由水滴的潤(rùn)濕接觸角測(cè)定，實(shí)施例3的雜化層含有約25%聚合物材料和75%非聚合物材料。表1.
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電子器件，包括: 基底； 設(shè)置在基底上的功能有機(jī)本體；和 設(shè)置在功能有機(jī)本體上的雜化層，該雜化層基本由聚合有機(jī)硅和無(wú)機(jī)硅的混合物構(gòu)成,其中對(duì)于至少goo A的雜化層厚度，聚合有機(jī)硅和無(wú)機(jī)硅的混合物處于單一相。
2.權(quán)利要求1的器件,其中對(duì)于800- 60000 A的雜化層厚度,聚合有機(jī)硅和無(wú)機(jī)硅的混合物處于單一相。
3.權(quán)利要求1的器件，其中通過(guò)雜化層的水蒸氣透過(guò)率小于10_6g/m2/天。
4.權(quán)利要求1的器件，其中雜化層對(duì)水蒸氣和氧具有足夠的不可滲透性，使得器件在65°C和85%相對(duì)濕度下具有大于IOOO小時(shí)的工作壽命。
5.權(quán)利要求1的器件，其中至少部分雜化層延伸越過(guò)功能有機(jī)本體的邊緣并延伸至基底。
6.權(quán)利要求5的器件，還包含置于基底表面和雜化層之間的中介層，中介層包含用于增加基底表面和雜化層之間的界面結(jié)合的材料。
7.權(quán)利要求6的器件，其中中介層包含無(wú)機(jī)材料。
8.權(quán)利要求7的器件，其中無(wú)機(jī)材料是鉻或氮化硅。
9.權(quán)利要求6的器件，其中中介層是基底的表面處理。
10.權(quán)利要求1的器件，其中通過(guò)前體材料的等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積形成雜化層，且其中聚合有機(jī)硅和無(wú)機(jī)硅產(chǎn)生自相同的前體材料源。
11.權(quán)利要求5的器件，其中雜化層完全覆蓋功能有機(jī)本體。
12.權(quán)利要求5的器件，還包括在與功能有機(jī)本體周緣鄰接的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域處的邊緣阻擋體.
13.權(quán)利要求12的器件，其中邊緣阻擋體包含在與功能有機(jī)本體周緣鄰接的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域處的基底表面中的一個(gè)或多個(gè)不連續(xù)體。
14.權(quán)利要求13的器件，其中不連續(xù)體通過(guò)刻蝕基底表面而形成。
15.權(quán)利要求13的器件，其中不連續(xù)體延伸穿過(guò)基底表面的全厚度。
16.權(quán)利要求12的器件，其中邊緣阻擋體包含圍繞功能有機(jī)本體邊緣的封頭。
17.權(quán)利要求12的器件，其中邊緣阻擋體包括雜化層和基底表面之間的粘接結(jié)合部。
18.權(quán)利要求1的器件，其中無(wú)機(jī)硅是氧化硅。
19.權(quán)利要求1的器件，其中基底是襯底。
20.權(quán)利要求1的器件，還包括襯底，其中基底是襯底上的平坦化層。
21.權(quán)利要求20的器件，其中平坦化層包含聚合物材料和非聚合物材料的混合物。
22.權(quán)利要求21的器件，其中功能有機(jī)本體被雜化層和平坦化層所封裝。
23.權(quán)利要求21的器件，其中平坦化層包含聚合有機(jī)硅和氧化硅的混合物。
24.權(quán)利要求1的器件，包括多個(gè)雜化層，各個(gè)雜化層獨(dú)立地基本由聚合有機(jī)硅和無(wú)機(jī)硅的混合物組成，其中對(duì)于至少800Λ的雜化層厚度，各雜化層的聚合有機(jī)硅和無(wú)機(jī)硅的混合物處于單一相。
25.權(quán)利要求24的器件，其中通過(guò)多個(gè)雜化層的水蒸氣透過(guò)率小于10_6g/m2/天。
26.權(quán)利要求1的器件，其中對(duì)于0.1-10 μ m的雜化層厚度,聚合有機(jī)娃和無(wú)機(jī)娃的混合物處于單一相。
27.權(quán)利要求26的器件，其中通過(guò)雜化層的水蒸氣透過(guò)率小于10_6g/m2/天。
28.權(quán)利要求24的器件，其中就多個(gè)雜化層中的每一層而言，對(duì)于0.1-ΙΟμπι的雜化層厚度，聚合有機(jī)娃和無(wú)機(jī)娃的混合物處于單一相。
29.權(quán)利要求28的器件，其 中通過(guò)多個(gè)雜化層的水蒸氣透過(guò)率小于10_6g/m2/天。
全文摘要
公開(kāi)了在表面上形成涂層的方法。該方法包括在表面上沉積包含聚合物材料和非聚合物材料的混合物的雜化層。該雜化層可以具有單一相或包含多個(gè)相。使用單一前體材料源通過(guò)化學(xué)氣相沉積形成該雜化層?；瘜W(xué)氣相沉積處理可以是等離子體增強(qiáng)的并且可以使用反應(yīng)物氣體來(lái)進(jìn)行。前體材料可以是有機(jī)硅化合物例如硅氧烷。雜化層可以包含各種類型的聚合物材料例如硅酮聚合物和各種類型的非聚合物材料例如氧化硅。通過(guò)改變反應(yīng)條件，可以調(diào)節(jié)聚合物材料與非聚合材料的重量%比率。該雜化層可以具有各種適于與有機(jī)發(fā)光器件一起使用的性能，例如透光性、不可滲透性和/或柔韌性。
文檔編號(hào)H01L51/52GK103187455SQ20131011015
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日
發(fā)明者S·瓦格納, P·曼德克里克 申請(qǐng)人:普林斯頓大學(xué)理事會(huì)