Technologie ALD pour l’encapsulation
Encapsulation des diodes organiques électroluminescentes et microbatteries par ALD

1.1 Systèmes d’encapsulation UHB

La figure 1 donne une illustration des deux types de dispositifs en couches minces traités dans ce document : les dispositifs OLED et les microbatteries.

L’obtention de propriétés Ultra Haute Barrière (UHB) nécessite la mise en œuvre de structures multicouches hybrides (figure 2), avec une alternance de couches inorganiques denses (de type oxyde ou nitrure métalliques) et de couches polymères de faibles épaisseurs. Cette architecture permet de découpler les défauts inhérents à chaque couche inorganique. Sans cette architecture hybride intercalant ces couches organiques, le dépôt direct d’une deuxième couche dense inorganique impliquerait la prolongation des défauts de la première couche inorganique déposée, jusqu’à la surface. L’amélioration des propriétés barrières par l’utilisation des dépôts alternés résulte de l’allongement du chemin de diffusion du gaz dans ces structures hybrides (principe du chemin tortueux). La diminution du coefficient de diffusion qui en résulte réduit considérablement le flux transmis par le matériau et augmente également le temps nécessaire (lag time) pour atteindre le régime stabilisé.

Le principe de découplage des défauts de couches inorganiques par intercalage d’une couche polymère peut être mis en évidence en s’intéressant à l’énergie d’activation du processus de perméabilité, ΔEp . Ainsi, pour un substrat de PET recouvert d’une simple couche mince barrière de type SiO_x avec des défauts du type pinholes, l’énergie d’activation pour O₂ (ΔEp = 29 kJ/mol) est identique à celle du même substrat sans barrière. Cela traduit un processus dominé par la diffusion à travers le substrat polymère,...