专利名称：一种光电子器件的封装方法
技术领域：
本发明涉及光电子技术领域，具体涉及一种光电子器件的封装方法。
背景技术：
光电子技术是继微电子技术之后迅速发展的科技含量很高的产业。随着光电子技术的快速发展，发光二极管、有机发光二极管、太阳能电池、薄膜晶体管等光电子产品都逐渐发展成熟，它们大大改善了人们的生活。同时，光电子信息技术在社会生活各个领域的广泛应用，也创造了日益增长的巨大市场，光电子信息领域的竞争正在世界范围展开。目前的光电子器件，包括有机电致发光器件、无机发光二极管、有机太阳能电池、 无机太阳能电池、有机薄膜晶体管、无机薄膜晶体管、紫外光探测器、红外光探测器等，特别是有机光电子器件的快速发展，适合全球社会低碳环保，绿色生活的最具发展潜力和应用市场的光电子器件，其组成部分大都是采用有机材料制备在刚性(如玻璃或硅片)或柔性基板上。它们虽然具有优良的器件性能，但是由于器件对外界环境具有很强的敏感性，尤其是在有机光电子器件中，大气环境中的水和氧等成分会对材料产生严重的负面作用。从而未封装的器件在大气环境中放置后会使得器件性能逐渐降低，甚至完全失去性能。氧气使有机材料产生氧化而会生成羰基化合物，此化合物是严重的淬灭剂，另外，材料变质就会形成黑斑，并伴随器件性能下降。水汽的影响更显而易见，它的主要破坏方式是导电电极对有机层化合物的水解作用，使稳定性大大下降。为此，要使器件在长期工作过程中的退化与失效得到抑制，稳定工作达到足够的寿命，必须对器件进行封装，而采用何种封装材料以及何种封装方法也就成了解决问题的另一个突破点。本发明采用薄膜封装技术，提出一种低成本且工艺简单的封装方法，能够大大提高器件对氧气和水汽等的阻隔作用，降低工艺难度和提高器件稳定性。通过解决上述这些问题，将会使光电子器件得到更为广泛的应用和更加快速的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种光电子器件的封装方法，该封装方法解决了光电子器件对水和氧气等的敏感性问题，能够增强器件对水和氧的阻隔能力，提高了器件的稳定性和寿命。本发明所提出的技术问题是这样解决的提供一种光电子器件的封装方法，是对光电子器件采用薄膜封装方法进行封装，薄膜封装层包覆光电子器件，其特征在于，薄膜封装层由无机薄膜封装材料薄层和紫外光固化树脂薄层以周期数η交替重叠组成，其中 l^n^ 20，所述紫外光固化树脂包括以下质量百分比的组份环氧化十八碳共轭三烯-9,11,13-酸三甘油酯 10-55 %
丙三醇 4~40 %
氧化铅 0.001 ~ 1 %
曱苯二异氰酸醋 5~30 %
三曱醇基丙烷 8~45 %
对苯二酚 0.01~ 1 %
四氢咬喃 12~40%
2-羟乙基曱基丙烯酸酯 6~15 %
二月桂酸二丁基锅0.01 -1 %
2,2-二曱氧基-苯基曱酮 1 ~ 8 %
三羟甲醇丙烷三丙烯酸酯 8~40 %.按照本发明所提供的光电子器件的封装方法，其特征在于，所述无机薄膜封装材料为金属氧化物或金属硫化物或金属氮化物，金属氧化物包括氧化钙、五氧化二钽、二氧化钛、二氧化锆、氧化铜、氧化锌、三氧化二铝、三氧化二铬、二氧化锡、氧化镍、五氧化二锑，金属硫化物包括二硫化钛、硫化铁、三硫化二铬、硫化铜、硫化锌、二硫化锡、硫化镍、三硫化二钴、三硫化二锑、硫化铅、三硫化二镧、硫化铈、二硫化锆，金属氮化物包括氮化硅、氮化铝。按照本发明所提供的光电子器件的封装方法，其特征在于，包括以下步骤①制备光电子器件；②在所制备的光电子器件上制备无机封装材料薄层；③在无机封装材料薄层上制备紫外光固化树脂薄层，所述紫外光固化树脂包括以下质量百分比的组份
环氧化十八碳共轭三烯-9,11,13-酸三甘油酯10 ~ 55 %丙三醇 4~40 %
氧化铅 0.001 ~ 1 %
曱苯二异氰酸酯5~30 %
三甲醇基丙烷 8~45 % 对苯二酚0.01 ~ 1 %
四氢呋喃12-40%
2-羟乙基曱基丙烯酸酯 6~15 %
二月桂酸二丁基锡 0.01~1%
2,2-二甲氧基-笨基曱酮1 ~ 8 %
三羟甲醇丙烷三丙烯酸酯 8~40 %;④对刚性基板表面进行紫外光固化处理30秒；⑤对紫外光固化后的器件，继续重复步骤②、③和④的操作，连续重复n-1次， 1彡η彡20 ；⑥测试封装后器件的寿命以及其他各项参数。按照本发明所提供的光电子器件的封装方法，其特征在于，所述无机封装材料和紫外光固化树脂的封装薄层是通过真空蒸镀、离子团束沉积、离子镀、直流溅射镀膜、RF溅射镀膜、离子束溅射镀膜、离子束辅助沉积、等离子增强化学气相沉积、高密度电感耦合式等离子体源化学气相沉积、触媒式化学气相沉积、磁控溅射、喷墨打印、电镀、喷涂、旋涂、浸涂、辊涂和LB膜中的一种或者几种方式而形成。按照本发明所提供的光电子器件的封装方法，其特征在于，所述光电子器件是一种光电之间、电电之间和电光之间能进行信号和能量转换的器件，包括有机电致发光二极管、无机发光二极管、有机太阳能电池、无机太阳能电池、有机薄膜晶体管、无机薄膜晶体管、光探测器。本发明的有益效果光电子器件的封装材料中，有机封装材料较为稀缺，本发明提供一种常规的、有效的有机封装材料，由于有机封装材料具备良好的紫外敏感特性，在制备光电子器件后对衬底进行适当的紫外处理。有机紫外光固化树脂具有良好的固化剂性、稳定性、粘结强度、透光度和高纯度，采用本发明中提供的各种优选比例和工艺参数，能够获得更优的器件性能。本发明的封装层采用无机封装材料薄层和所述的有机紫外光固化树脂薄层交替重叠组成，不仅能够降低成本，简化工艺，重要的是可以很好地提高器件稳定性， 延长器件寿命。
图1是本发明所提供的实施例1、2、3、4、5、6的光电子器件封装结构示意图；图2是本发明所提供的实施例7、8、9、10、11、12的光电子器件封装结构示意图；图3是本发明所提供的实施例13、14、15、16、17、18的光电子器件封装结构示意图；图4是本发明所提供的对比实施例1的光电子器件结构示意图；其中，1是光电子器件，11、衬底，12、阳极层，13、空穴传输层，14、电子传输层，15、 阴极层，16、电子给体层，17、电子受体层，18、底电极，19、绝缘层，20、载流子传输层，23、顶电极，2是本发明的薄膜封装层，由无机封装材料薄层21和紫外光固化树脂薄层22以一定的周期数η交替重叠构成。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述实施例1如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ΙΤ0，空穴传输层13为Ν，Ν’_ 二 (萘亚甲基-l-yl)_N，N，- 二(苯基)_联苯胺(NPB)，电子传输层14为1，3，5-(三N-苯基-2-苯并咪唑-2)苯41 (TPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机薄膜封装材料层21为Al2O3， 紫外光固化树脂22包括55%的环氧化十八碳共轭三烯-9，11，13-酸三甘油酯、4%的丙三醇、0. 98%的氧化铅、5%的甲苯二异氰酸酯、8%的三甲醇基丙烷、0.01%的对苯二酚、12% 的四氢呋喃、6 %的2-羟乙基甲基丙烯酸酯、0. 01 %的二月桂酸二丁基锡、1 %的2，2- 二甲氧基-苯基甲酮和8%的三羟甲醇丙烷三丙烯酸酯，周期数η为20，器件结构为玻璃衬底/ΙΤ0/ΝΡΒ (50nm) /TPBi (30nm) /Mg Ag (200nm) / [Al2O3 (200nm) / 紫外光固化树脂(IOOnm)J20制备方法如下①利用洗涤剂、丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水超声清洗基片并用氮气吹干；②将干净的基片传至高真空蒸发室，分别保持有机腔和金属腔的压强为 3. OX IO-4Pa和3.0X10_3Pa以下，利用高真空蒸镀方法制备各有机功能层以及阴极金属层；③对上述制备的有机电致发光器件，利用等离子增强型化学气象沉积(以下简称 PECVD)方法制备无机薄膜封装材料Al2O3，沉积的厚度为200nm;④将器件传至具有紫外光固化树脂的腔体内，并喷涂紫外光固化树脂，喷涂的厚度为IOOnm ；⑤对器件进行紫外光固化处理30秒；⑥重复上述步骤③ ⑤，再制备周期数为(n-1)的无机薄膜封装材料和紫外光固化树脂交替组成的薄膜层；⑦测试器件的寿命及其各项参数。实施例2如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ΙΤ0，空穴传输层13为N，N’ - 二 (萘亚甲基-l-yl)_N，N，- 二(苯基)_联苯胺(NPB)，电子传输层14为1，3，5-(三N-苯基-2-苯并咪唑-2)苯41 (TPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机薄膜封装材料层21为 Al2O3，紫外光固化树脂22包括55%的环氧化十八碳共轭三烯-9，11，13-酸三甘油酯、4% 的丙三醇、0.01%的氧化铅、5%的甲苯二异氰酸酯、8%的三甲醇基丙烷、0. 989%的对苯二酚、12 %的四氢呋喃、6 %的2-羟乙基甲基丙烯酸酯、0. 01 %的二月桂酸二丁基锡、1 %的2，2-二甲氧基-苯基甲酮和8%的三羟甲醇丙烷三丙烯酸酯，周期数η为16，器件结构为玻璃衬底/ΙΤ0/ΝΡΒ (50nm) /TPBi (30nm) /Mg Ag (200nm) / [Al2O3 (200nm) / 紫外光固化树脂(IOOnm)J16制备方法与实施例1相似。实施例3如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ΙΤ0，空穴传输层13为N，N’_ 二 (萘亚甲基-l-yl)_N，N，- 二(苯基)_联苯胺(NPB)，电子传输层14为1，3，5-(三N-苯基-2-苯并咪唑-2)苯41 (TPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机薄膜封装材料层21为 Al2O3，紫外光固化树脂22包括30%的环氧化十八碳共轭三烯-9，11，13-酸三甘油酯、5%的丙三醇、1 %的氧化铅、7%的甲苯二异氰酸酯、10%的三甲醇基丙烷、1 %的对苯二酚、15% 的四氢呋喃、10%的2-羟乙基甲基丙烯酸酯、的二月桂酸二丁基锡、8%的2，2_ 二甲氧基-苯基甲酮和12%的三羟甲醇丙烷三丙烯酸酯，周期数η为12，器件结构为玻璃衬底/ΙΤ0/ΝΡΒ (50nm) /TPBi (30nm) /Mg Ag (200nm) / [Al2O3 (200nm) / 紫外光固化树脂(IOOnm)J12制备方法与实施例1相似。实施例4如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ΙΤ0，空穴传输层13为N，N’ - 二 (萘亚甲基-l-yl)_N，N，- 二(苯基)_联苯胺(NPB)，电子传输层14为1，3，5-(三N-苯基-2-苯并咪唑-2)苯41 (TPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机薄膜封装材料层21为Si3N4， 紫外光固化树脂22包括10%的环氧化十八碳共轭三烯-9，11，13-酸三甘油酯、40%的丙三醇、0. 9%的氧化铅、6 %的甲苯二异氰酸酯、8 %的三甲醇基丙烷、0. 05%的对苯二酚、12% 的四氢呋喃、10 %的2-羟乙基甲基丙烯酸酯、0. 05 %的二月桂酸二丁基锡、5 %的2，2- 二甲氧基-苯基甲酮和8%的三羟甲醇丙烷三丙烯酸酯，周期数η为8，器件结构为玻璃衬底/ΙΤ0/ΝΡΒ (50nm) /TPBi (30nm) /Mg Ag (200nm) / [Si3N4 (500nm) / 紫外光固化树脂(500nm)]8制备方法与实施例1相似。实施例5如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ΙΤ0，空穴传输层13为N，N’ - 二 (萘亚甲基-l-yl)_N，N，- 二(苯基)_联苯胺(NPB)，电子传输层14为1，3，5-(三N-苯基-2-苯并咪唑-2)苯41 (TPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机薄膜封装材料层21为 Si3N4，紫外光固化树脂22包括10%的环氧化十八碳共轭三烯-9，11，13-酸三甘油酯、5% 的丙三醇、0. 05 %的氧化铅、30%的甲苯二异氰酸酯、10 %的三甲醇基丙烷、0. 5%的对苯二酚、13%的四氢呋喃、15%的2-羟乙基甲基丙烯酸酯、0. 495%的二月桂酸二丁基锡、6%的 2，2_ 二甲氧基-苯基甲酮和10%的三羟甲醇丙烷三丙烯酸酯，周期数η为4，器件结构为玻璃衬底/ΙΤ0/ΝΡΒ (50nm) /TPBi (30nm) /Mg Ag (200nm) / [Al2O3 (500nm) / 紫外光固化树脂(500nm)]4制备方法与实施例1相似。实施例6如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ΙΤ0，空穴传输层13为N，N’_ 二(萘亚甲基-l-yl)_N，N，- 二(苯基)_联苯胺(NPB)，电子传输层14为1，3，5-(三N-苯基-2-苯并咪唑-2)苯41 (TPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机薄膜封装材料层21为Si3N4， 紫外光固化树脂22包括10%的环氧化十八碳共轭三烯-9，11，13-酸三甘油酯、9%的丙三醇、1 %的氧化铅、6 %的甲苯二异氰酸酯、45 %的三甲醇基丙烷、1 %的对苯二酚、12 %的四氢呋喃、6%的2-羟乙基甲基丙烯酸酯、的二月桂酸二丁基锡、的2，2_ 二甲氧基-苯基甲酮和8%的三羟甲醇丙烷三丙烯酸酯，周期数η为1，器件结构为玻璃衬底/ΙΤ0/ΝΡΒ (50nm) /TPBi (30nm) /Mg Ag (200nm) / [Si3N4 (500nm) / 紫外光固化树脂(δΟΟηπι)^表1是对比实施例1和实施例1、2、3、4、5、6的光电子器件寿命的性能对比。表 权利要求
1. 一种光电子器件的封装方法，对光电子器件采用薄膜封装方法进行封装，薄膜封装层包覆光电子器件，其特征在于，薄膜封装层由无机薄膜封装材料薄层和紫外光固化树脂薄层以周期数η交替重叠组成，其中KnS 20，所述紫外光固化树脂包括以下质量百分比的组份环氧化十八碳共轭三烯-9,11,13-酸三甘油酯10 ~ 55 %丙三醇氧化铅曱笨二异氰酸酯三曱醇基丙烷对苯二酚四氢p夫喃2-羟乙基曱基丙烯酸酯二月桂酸二丁基锡 2,2-二曱氧基-苯基曱酮三羟曱醇丙烷三丙烯酸靡4~40 % 0.001 ~ 1 % 5~30 % 8~45 % 0.01 ~ 1 % 12~40% 6~15 % 0.01 ~ 1 % 1 ~ 8 %8~40 %。
2.根据权利要求1所述的光电子器件的封装方法，其特征在于，所述无机薄膜封装材料为金属氧化物或金属硫化物或金属氮化物，金属氧化物包括氧化钙、五氧化二钽、二氧化钛、二氧化锆、氧化铜、氧化锌、三氧化二铝、三氧化二铬、二氧化锡、氧化镍、五氧化二锑，金属硫化物包括二硫化钛、硫化铁、三硫化二铬、硫化铜、硫化锌、二硫化锡、硫化镍、三硫化二钴、三硫化二锑、硫化铅、三硫化二镧、硫化铈、二硫化锆，金属氮化物包括氮化硅、氮化铝。
3.根据权利要求1 2任一所述光电子器件的封装方法，其特征在于，具体包括以下步骤①制备光电子器件；②在所制备的光电子器件上制备无机封装材料薄层；③在无机封装材料薄层上制备紫外光固化树脂薄层，所述紫外光固化树脂包括以下质量百分比的组份环氧化十八碳共轭三烯-9,11,13-酸三甘油酯10 ~ 55 %两三醇-4-40 %氧化销0.001 ~ 1 %甲笨二异氣酸醋5~30%三平醇基丙烷8-45 %对苯二臉0.01 ~ 1 %四氢攻喊12-40% 2-轻乙基甲基丙烯酸醋 6-15 %二月桂酸二丁基锡0.01 ~ 1 % 2,2--=-甲氧基-苯基甲酮 1 ~ 8 %三轻甲醇丙燒三丙烯酸醋8-40 %;④对刚性基板表面进行紫外光固化处理30秒；⑤对紫外光固化后的器件，继续重复步骤②、③和④的操作，连续重复n-1次， 1 n 20 ；⑥测试封装后器件的寿命以及其他各项参数。
4.根据权利要求3所述的光电子器件的封装方法，其特征在于，所述无机封装材料和 紫外光固化树脂的封装薄层是通过真空蒸镀、离子团束沉积、离子镀、直流溉射镀膜、RF溉 射镀膜、离子束溉射镀膜、离子束辅助沉积、等离子增强化学气相沉积、高密度电感稱合式 等离子体源化学气相沉积、触媒式化学气相沉积、磁控溉射、喷墨打印、电镀、喷涂、旋涂、浸 涂、棍涂和LB膜中的一种或者几种方式而形成。
5.根据权利要求1所述的光电子器件的封装方法，其特征在于，所述光电子器件是一 种光电之间、电电之间和电光之间能进行信号和能量转换的器件，包括有机电致发光二极 管、无机发光二极管、有机太阳能电池、无机太阳能电池、有机薄膜晶体管、无机薄膜晶体 管、光探测器。
全文摘要
本发明公开了一种光电子器件的封装方法，对所制备的器件采用薄膜封装方法进行封装，薄膜封装层包覆光电子器件，薄膜封装层由无机薄膜封装材料薄层和紫外光固化树脂薄层交替重叠组成，所述紫外光固化树脂包括以下组份环氧化十八碳共轭三烯-9，11，13-酸三甘油酯、丙三醇、氧化铅、甲苯二异氰酸酯、三甲醇基丙烷、对苯二酚、四氢呋喃、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、二月桂酸二丁基锡、2，2-二甲氧基-苯基甲酮和三羟甲醇丙烷三丙烯酸酯。该封装方法能够有效地阻挡周围环境中的氧气和水，有利于提高器件的稳定性，延长器件的寿命；同时，该封装方法具有制备工艺简单、成本低的特点。
文档编号H01L23/29GK102299121SQ20111013261
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日
发明者于军胜, 蒋亚东, 钟建, 陈珉 申请人:电子科技大学