封装薄膜、电子装置及电子装置的制备方法与流程

文档序号:17227362发布日期:2019-03-27 12:52阅读:152来源:国知局
封装薄膜、电子装置及电子装置的制备方法与流程

本发明属于包封膜技术领域,具体涉及一种封装薄膜、包含所述封装薄膜的电子装置及其制备方法。



背景技术:

封装薄膜可以用于保护对外部因素如水分或氧气敏感的电子元件如太阳能电池、电学发光器件。

电子元件的寿命是非常重要的一项参数。提高电子元件的寿命,使其达到商用水平,封装是至关重要的一个环节。对于电子元件而言,封装不仅仅是防止划伤等物理保护,更重要的是防止外界环境中水汽,氧气的渗透。这些环境中的水汽渗透到器件内部,会加速器件的老化。因此电子元件的封装结构必须具有良好的渗透阻挡功能。

电子元件的老化过程主要表现为非发光区域(黑点)的形成和恒流驱动下亮度随时间的衰减,主要因为发光层的多数有机物质对大气中的污染物、氧气以及潮气都十分敏感。在实际工作时,阴极被腐蚀10%就会严重影响器件的工作。因此,发展高性能的封装材料将对提高器件的效率和延长器件的寿命起到事半功倍的作用。

当前,商用的电子元件的封装技术正从传统的盖板式封装向新型薄膜一体化封装发展。相对比于传统的盖板封装,薄膜封装能够明显降低器件的厚度与质量,约节省50%的潜在封装成本,同时薄膜封装能适用于柔性器件。薄膜封装技术将是发展的必然趋势。如在欧司朗oled有限责任公司的一份专利中公开了采用膜层封装,具体是采用有机或无机封装层,并在膜层封装层外表面还增设一金属层。因此,根据其封装层的作用,其主要起到将热传递至金属层以便散热。而且其没有具体公开有机或无机为何种材料以及形成的工艺条件。

虽然陶瓷膜具有良好的水、氧阻隔性,良好的阶梯型覆盖以及极佳的厚度均匀性,可以尝试用于电子元件封装阻挡层材料。具体如碳化硅薄膜具有热导率高,化学稳定性好,耐高温等特点,也是良好的封装材料。但是,在生成陶瓷薄膜如碳化硅薄膜的过程中缺陷(针孔、裂纹等)会不可避免地产生,缺陷的存在大大降低了其阻隔能力,对水、氧阻隔性达不到器件的封装要求。同时陶瓷膜会产生较大的应力,严重影响封装质量。另外,当设置多层多层陶瓷膜本体结构时,热膨胀系数的差异,使得多层陶瓷膜在叠加时容易产生兼容性的问题,进而影响封装薄膜质量。

因此,如何提高电子元件如电子元件的封装效果目前本行业一直在努力解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足,提供一种封装薄膜,以解决现有如采用陶瓷薄膜作为封装膜层水、氧阻隔能力差的技术问题。

本发明另一目的在于提供一种电子装置和其制备方法,以解决现有电子装置由于封装构件水、氧阻隔性差,结构不稳定等因素造成的电子装置性能稳定性差,寿命不理想的技术问题。

为了实现上述发明目的,本发明一方面,提供了一种封装薄膜。所述封装薄膜包括:

第一膜层,所述第一膜层的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为9-13:2。

进一步的,本发明的封装薄膜还包括:

第二膜层,所述第二膜层与所述第一膜层叠层结合;

所述封装薄膜还包括第二膜层,所述第二膜层的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为1:1-5。

进一步的,本发明的封装薄膜还包括:

第三膜层,所述第一膜层叠层结合于所述第三膜层,所述第二膜层叠层结合于所述第一膜层;

所述第三膜层的材料包括:sic、aln和beo中的至少一种。

进一步的,本发明的封装薄膜还包括:

第四膜层,所述第三膜层叠层结合于所述第四膜层,所述第一膜层叠层结合于所述第三膜层,所述第二膜层叠层结合于所述第一膜层;

所述第四膜层的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为1:1-5。

本发明另一方面,提供了一种电子装置。所述电子装置包括:

衬底;

在所述衬底上形成的电子元件;和

封装薄膜,所述封装薄膜封装所述电子元件,其中,所述封装薄膜包括第一膜层,所述第一膜层的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为9-13:2。

本发明又一方面,提供了一种电子装置的制备方法,包括如下步骤:

提供基材,所述基材包括衬底和设置于所述衬底上的电子元件;

在所述基材上形成封装薄膜,对所述电子元件进行封装;其中,所述封装薄膜包括第一膜层,所述第一膜层的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为9-13:2。

采用本发明所述的封装薄膜对电子元件进行封装。所述的第一膜层的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为9-13:2,采用第一膜层的材料由于材料中硼元素含量较高,在本发明的硼元素与碳元素的摩尔比范围内,可与空气中的水、氧反应生成氧化硼,可起到隔水、氧的目的,反应生成的氧化硼的过程中,氧化硼填呈无定型态填充到材料孔隙中可修补材料中的孔隙,起到了一个“自愈合”的作用,进一步地起到了隔水、氧的目的。

进一步的,为防止所述第一膜层与空气中的水、氧直接接触发生氧化,延长隔水、氧的通道,本发明的封装薄膜还设置有第二膜层。优选的,为使所述第一膜层和第二膜层之间的界面结合更好,所述第二膜层的材料中仍为包括硼元素和碳元素的材料,但所述第二膜层材料中,硼元素含量相对更低,所述第二膜层的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为1:1-5,这是因为较少的b使得该层不具备自愈合的作用(即少量的硼很难与水、氧反应生成氧化硼)从而达到保护所述第一膜层的目的,而较多的碳元素可以作为助烧剂,利于低温沉积。

进一步的,本发明所述的封装薄膜还包括一个主体材料层即所述第三膜层,第三膜层材料优选自隔水、氧效果和散热效果的材料,例如sic、aln、beo等但不限于此。

进一步的,为防止将所述第三膜层的材料直接在所述电子元件上进行制备的过程中,高温可能对电子元件造成伤害,可增设一层具有缓冲作用的第四膜层。优选的,所述第四膜层的材料中仍为包括硼元素和碳元素的材料,所述第四膜层的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为1:1-5。

在所述电子元件表面或电子元件和衬底上依次叠成设置所述第四膜层、第三膜层、第一膜层和第二膜层,即在电子元件表面或电子元件和衬底上形成所述第四膜层;在所述第四膜层表面叠层设置第三膜层;在所述第三膜层表面叠层设置第一膜层;在所述第一膜层表面叠层设置第二膜层;对所述电子元件进行封装。通过四层之间的协同作用,一方面延长了环境中水、氧浸蚀刻的通道;另一方面,起到阻隔水、氧作用和散热的效果,装置结构稳定,提高了电子元件工作寿命。

采用本发明的方法制备得到的电子装置性能稳定,寿命长,本发明的制备方法工艺条件易控,成本低。

附图说明

图1是本发明实施例封装薄膜的一种结构示意图;

图2是本发明实施例封装薄膜的另一种结构示意图;

图3是本发明实施例封装薄膜的第三种结构示意图;

图4是本发明实施例封装薄膜的第四种结构示意图;

图5是本发明实施例电子装置一种结构示意图;

图6是本发明实施例电子装置另一种结构示意图;

图7是本发明实施例电子装置含有图1所示封装薄膜的结构示意图;

图8是本发明实施例电子装置含有图2所示封装薄膜的结构示意图;

图9是本发明实施例电子装置含有图3所示封装薄膜的结构示意图;

图10是本发明实施例电子装置含有图4所示封装薄膜的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明实施例中,对下文名词做出如下说明。

本发明所用术语“电子装置”指具有如下结构的电子元件,所述电子元件在一对彼此面对的电极之间包括利用空穴与电子产生电荷交换的材料层,作为举例包括光伏器件、整流器、发射机、电学发光器件,但本申请不限于此。所述电学发光器件包括发光二极管,例如oled、qled,但不限于此。

本发明所用术语“封装”指对电子元件需要封装的部位采用封装膜层进行覆盖处理,根据实现的功能,不同的电子元件结构对封装的部位有不同的要求,具体地,所述电子元件需要封装的部位可以电子元件所有的顶面和侧面,当然也可以仅仅是电子元件的顶面或侧面。根据需要封装的部位不同,封装薄膜可以形成在电子元件表面或电子元件和衬底表面。

本发明的具体实施方式中,首先提供一种封装薄膜,所述封装薄膜包括第一膜层,所述第一膜层的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为9-13:2。

在一种实施方式中,本发明实施例提供一种阻隔水、氧效果优异,结构稳定的封装薄膜,所述封装薄膜20如图1所示为一种单层结构薄膜,所述封装薄膜20为第一膜层23结构,所述第一膜层23的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为9-13:2,第一膜层23的材料中有较高含量的硼元素,硼元素能够与空气中的氧、水快速反应生成液态的硼的氧化物,液态的硼的氧化物能够填充和阻塞第一膜层23材料中的孔隙和裂纹,从而产生了一个“自愈合”效果,阻止环境中的水、氧继续渗入器件内。材料中的碳元素可以活化碳化硼颗粒表面,碳元素与碳化硼之间的成分和内部结构的变化,增加了碳化硼颗粒的重排应力,降低了碳化硼的黏度系数,增大了碳化硼薄膜的塑性流动能力。

在其中一种具体的实施方式中,所述第一膜层23的材料可以是碳化硼材料(例如b13c2颗粒)等不限于此,还可以是碳化硼材料(例如b13c2颗粒)与碳单质材料(如石墨)或含碳化合物材料(如酚醛树脂、葡萄糖等)的组合材料。

在其中另一种具体的实施方式中,可以采用化学气相浸渗反应法制备得到所述封装薄膜,采用化学气相浸渗反应法制备所述第一膜层23单层的封装薄膜的工艺条件为:以气态b源、气态c源和h2为反应气体,沉积功率为30-50kw,沉积温度为700-1000℃,气态b源流量为0.5-10ml/min,气态c源流量为0.1-10ml/min,h2流量为80-100ml/min,稀释气体流量为150-200ml/min,其中,所述气态b源包括:bcl3、bbr3、bi3、硼烷(例如b2h6、b4h10)等;气态c源包括:丙烯、乙烯或甲烷等气态小分子烷烃和烯烃;稀释气体,其主要作用是控制反应室内的压强,不参与气态反应。稀释气体包括一切不与反应气体反应的惰性气体,由于成本和性能缘故,优选氩气。通过调控气态b源和气态c源的流量,可以进一步调控材料中c元素和b元素的摩尔比例,制备得到所述第一膜层23。

在一种实施方式中,本发明实施例提供一种阻隔水、氧效果优异,结构稳定的封装薄膜,所述封装薄膜20如图2所示,所述封装薄膜20为包括第一膜层23和第二膜层24的两层结构。所述第一膜层23的作用和材料选择如前文所述,在此不在赘述。所述第二膜层24起到保护第一膜层23的作用,避免空气中的氧气直接与第一膜层23接触从而延缓或者杜绝第一膜层23的氧化,延长隔水、氧的通道。所述第二膜层24的材料没有限制,如可以是常规的氧化物陶瓷材料、氮化物陶瓷材料,但不限于此,只要能起到:保护所述第一膜层23,避免所述第一膜层23与空气中的水、氧直接进行接触的作用即可。

在其中一种具体的实施方式中,为使所述第一膜层23和第二膜层24之间的界面结合更好,所述第二膜层24的材料为碳化硼材料或碳化硼材料与碳单质材料(如石墨)或含碳化合物材料(如酚醛树脂等)的组合材料,所述第二膜层24的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为1:1-5。例如,所述碳化硼材料包括b13c2、b12c3和b4c1颗粒等不限于此。

在其中另一种具体的实施方式中,还可以采用化学气相浸渗反应法制备得到所述第二膜层,采用化学气相浸渗反应法制备在所述第一膜层叠层形成所述第二膜层24的条件为,以气态b源、气态c源和h2为反应气体,沉积功率为30-50kw,沉积温度为800-1100℃,气态b源流量为0.1-5ml/min,气态c源流量为0.1-10ml/min,h2流量为80-100ml/min,稀释气态ar流量为150-200ml/min,沉积速率300-400nm/h。通过沉积时间的调整,以制备得到不同厚度的第二膜层24。通过调控气态b源和气态c源的流量,可以进一步调控材料中c元素和b元素的摩尔比例,制备得到所述第二膜层24。

其中,所述气态b源包括:bcl3、bbr3、bi3、硼烷(例如b2h6、b4h10)等;气态c源包括:丙烯、乙烯或甲烷等气态小分子烷烃和烯烃;稀释气体,其主要作用是控制反应室内的压强,不参与气态反应。稀释气体包括一切不与反应气体反应的惰性气体,由于成本和性能缘故,优选氩气。

在一种实施方式中,本发明实施例提供一种阻隔水、氧效果优异,结构稳定的封装薄膜,所述封装薄膜20如图3所示。所述封装薄膜20包括第一膜层23、第二膜层24和第三膜层22,所述第一膜层23设置在第二膜层24和第三膜层22之间。所述第一膜层23、第二膜层24的作用和材料选择如前文所述,在此不再赘述。所述第三膜层22的作用为隔水、氧和散热的作用,所述第三膜层22的材料包括sic、aln和beo中的至少一种。在一种具体的实施方式中,所述第三膜层22厚度为100-700纳米,所述第三膜层22可作为封装薄膜20的承载体。

由于在电子元件表面10设置所述第三膜层22时,往往需要较高的温度,可能会对电子元件造成伤害。因此,在一种具体的实施方式中,本发明实施例提供一种阻隔水、氧效果优异,结构稳定的封装薄膜。所述封装薄膜结构如图4所示,所述封装薄膜20包括依次叠层结合的第四膜层21、第三膜层22、第一膜层23和第二膜层24,所述第三膜层叠层结合在所述第四膜层表面,所述第一膜层叠层结合在所述第三膜层表面,所述第二膜层叠层结合在所述第一膜层表面。所述第一膜层23、第二膜层24和第三膜层22的作用和材料选择如前文所述,在此不在赘述。其中,所述封装薄膜20中所述第四膜层21起到缓冲作用,通过在电子元件10表面设置所述第四膜层21,避免直接在被封装电子元件上制备其他层结构如第三膜层22对电子元件10的损害。所述第四膜层材料可以为氧化硅,氮化硅,优选的,考虑制备工艺的一体化且碳化硼材料与所述第三膜层22的材料界面结合更好。

在其中一种具体的实施方式中,所述第四膜层21的材料为碳化硼材料或碳化硼材料与碳单质材料(如石墨)或含碳化合物材料的组合材料,所述第四膜层21的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为1:1-5。作为举例,所述碳化硼材料包括b13c2、b4c和b12c3颗粒但不限于。

在其中一种具体的实施方式中,还可以采用化学气相浸渗反应法制备得到所述第四膜层21,采用化学气相浸渗反应法制备在所述第一膜层叠层形成所述第四膜层21的条件为,以气态b源、气态c源和h2为反应气体,沉积功率为30-50kw,沉积温度为800-1100℃,气态b源流量为0.1-5ml/min,气态c源流量为0.1-10ml/min,h2流量为80-100ml/min,稀释气态ar流量为150-200ml/min,沉积速率300-400nm/h。通过沉积时间的调整,以制备得到不同厚度的第四膜层21。通过调控气态b源和气态c源的流量,可以进一步调控材料中c元素和b元素的摩尔比例,制备得到所述第四膜层21。

其中,所述气态b源包括:bcl3、bbr3、bi3、硼烷(例如b2h6、b4h10)等;气态c源包括:丙烯、乙烯或甲烷等气态小分子烷烃和烯烃;稀释气体,其主要作用是控制反应室内的压强,不参与气态反应。稀释气体包括一切不与反应气体反应的惰性气体,由于成本和性能缘故,优选氩气。

另一方面,本发明实施例提供了一种电子装置。所述电子装置包括衬底01、在所述衬底01上形成的电子元件10和用于封装所述电子元件10的封装薄膜20,如图5、图6所示。

其中,衬底01可以是电子元件常用的衬底,具体可以根据电子元件的类型进行灵活选用。

所述电子装置所含的电子元件10可以是需要隔绝氧和水的任何电子元件,如电子元件元件、太阳能电池等。其中,电子元件可以是包括光伏器件、整流器、发射机、电学发光器件等。所述电学发光器件为发光二极管,例如oled或qled。

在一实施例中,所述电子元件10为oled和qled时,电子元件10可以包括依次叠层结合的底电极11、发光单元层12和顶电极13。

一实施例中,所述底电极11可以现有qled和oled等底电极。另外,所述底电极11可以是叠层结合在衬底01上。

如图6所示,一实施例中,所述发光单元层12包括空穴功能层121、发光层122和电子功能层123等结构。

其中,所述空穴功能层121可以包括空穴注入层1211、空穴传输层1212中的一层或彼此叠层结合的两层。当空穴功能层121为空穴注入层1211或空穴传输层1212时,是叠层结合在底电极11和发光层122之间;当空穴功能层121为空穴注入层1211和空穴传输层1212复合层时,由底电极11至发光层122方向,空穴注入层1211和空穴传输层1212依次叠层,也即是空穴注入层1211与底电极11叠层结合,空穴传输层1212与发光层122叠层结合。通过增设空穴功能层121,能够有效提高底电极11端的空穴的注入和传输至发光层22中,提高其与电子复合形成激子量,从而提高发光层22的发光效率。在具体实施例中,空穴注入层1211的厚度可以为30-40nm,空穴注入层1211的材料可以但不仅仅为pedot:pss;所述空穴传输层1212的厚度可以为30-50nm,空穴传输层1212的材料可以但不仅仅为poly-tpd、tfb中的至少一种有机物,或者为nio、moo3中的至少一种无机物。

所述发光层122的厚度可以是30-60nm,发光层122的材料为不限于核壳量子点、基于渐变壳的量子点、有机磷光或者萤光发光材料。当发光层122的材料为量子点材料发光材料时,所述电学发光器件为量子点发光二极管;当发光层122的材料有机发光材料如萤光发光材料时,所述电学发光器件为有机发光二极管。

所述电子功能层123可以包括电子传输层1231、电子注入层1232中的一层或彼此叠层结合的两层。当电子功能层123为电子传输层1231或电子注入层1232时,是叠层结合在发光层122和顶电极13之间;当电子功能层123为电子传输层1231和电子注入层1232的复合层时,由发光层122至顶电极13方向,电子传输层1231和电子注入层1232依次叠层,也即是电子传输层1231与发光层122叠层结合,电子注入层1232与顶电极13叠层结合。通过增设电子功能层123,能够有效提高顶电极13端的电子的注入和传输至发光层122中,提高其与空穴复合形成激子量,从而提高发光层122的发光效率。在具体实施例中,电子传输层1231的厚度可以为50-150nm,电子传输层1231的材料可以但不仅仅为zno、cs2co3、alq3中的至少一种;所述电子注入层的厚度和电子注入层的材料可以是本领域中常规的材料。另外,由于常规的qled和oled所含的电子传输层所选的材料如zno与电极的能级匹配比较好,通常情况不需要电子注入层。

因此,通过对发光单元层12所含的各功能层结构以及各功能层厚度及材料种类的控制和优化,能够有效提高发光单元层12的发光效率。

所述顶电极13可以是常规的发光二极管的顶电极,如在一实施例中,如为金属银层负极或者铝金属负极。顶电极13的厚度可以是常规的厚度,如为但不仅仅为50-100nm。

如图7所述,在一实施例中,所述电子装置,包括衬底01,在所述衬底01上形成的电子元件10和封装薄膜20,所述封装薄膜20为所述第一膜层23形成的单层薄膜,所述第一膜层23的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为9-13:2。第一膜层23的材料中有较高含量的硼元素,硼元素能够与空气中的氧、水快速反应生成液态的硼的氧化物,液态的硼的氧化物能够填充和阻塞第一膜层23材料中的孔隙和裂纹,从而产生了一个“自愈合”效果,阻止环境中的水、氧继续渗入器件内。优选的,所述第一膜层23的材料可以是碳化硼材料(例如b13c2颗粒),还可以是碳化硼材料(例如b13c2颗粒)与碳单质材料(如石墨)或含碳化合物材料(如酚醛树脂)的组合材料。

如图8所述,在一实施例中,所述封装薄膜还包括第二膜层24,所述第一膜层23设置在所述电子元件10表面或所述电子元件10和所述衬底01表面,所述第二膜层24叠层设置在所述第一膜层23表面,所述第二膜层24的材料为碳化硼材料或碳化硼材料与碳单质材料(如石墨)或含碳化合物材料(如酚醛树脂)的组合材料,所述第二膜层24的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为1:1-5。所述第二膜层24起到保护第一膜层23的作用,避免空气中的氧气直接与第一膜层23接触从而延缓或者杜绝第一膜层23的氧化,延长隔水、氧的通道。

如图9所述,在一实施例中,所述封装薄膜还包括第三膜层22,所述第三膜层22设置在所述电子元件10表面或所述电子元件10和所述衬底01表面,所述第一膜层23叠层设置在所述第三膜层22表面,所述第二膜层24叠层设置在所述第一膜层23表面。所述第三膜层22的作用为隔水、氧和散热的作用,所述第三膜层22的材料包括sic、aln和beo中的至少一种。在一种具体的实施方式中,所述第三膜层22厚度为100-700纳米,所述第三膜层22可作为封装薄膜20的承载体。

如图10所述,在一实施例中,所述封装薄膜20还包括第四膜层21,所述第四膜层21设置在所述电子元件10表面或所述电子元件10和所述衬底01表面,所述第三膜层22叠层设置在所述第四膜层21表面,所述第一膜层23叠层设置在所述第三膜层22表面,所述第二膜层24叠层设置在所述第一膜层23表面,所述第二膜层24的材料为碳化硼材料或碳化硼材料与碳单质材料(如石墨)或含碳化合物材料(如酚醛树脂)的组合材料,所述第四膜层24的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为1:1-5。其中,所述封装薄膜20中所述第四膜层21起到缓冲作用,通过在电子元件10表面设置所述第四膜层21,避免直接在被封装电子元件上制备其他层结构如第三膜层22对电子元件10的损害。在所述电子元件表面或电子元件和衬底上依次叠成设置所述第四膜层21、第三膜层22、第一膜层23和第二膜层24,即在电子元件10表面或电子元件10和衬底01上形成所述第四膜层21;在所述第四膜层21表面叠层设置第三膜层22;在所述第三膜层22表面叠层设置第一膜层23;在所述第一膜层23表面叠层设置第二膜层24对所述电子元件10进行封装。通过四层之间的协同作用,一方面延长了环境中水、氧浸蚀刻的通道;另一方面,起到阻隔水、氧作用和散热的效果,装置结构稳定,提高了电子元件工作寿命。为保证四层结构之间的协同作用,实现本发明的提高对电子元件隔水、氧作用和散热的效果,并使得在最终对电子元件进行封装后,电子装置结构紧凑、质量轻便,优选的,所述第一膜层23的厚度为10-30nm;所述第二膜层24的厚度为10-50nm;所述第三膜层22的厚度为100-700nm;所述第四膜层21的厚度为10-30nm。

本发明的实施例还提供一种电子装置的制备方法:

提供基材,所述基材包括衬底01和设置于所述衬底上的电子元件10;

在所述基材上形成封装薄膜20,对所述电子元件10进行封装;其中,所述封装薄膜20包括第一膜层23,所述第一膜层23的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为9-13:2。

所述电子装置所含的封装薄膜20为上文所述的如图1至图4所示封装薄膜20。具体的其包括依次叠层结合的第四膜层21、第三膜层22、第一膜层23和第二膜层24。所述第四膜层21、第三膜层22、第一膜层23和第二膜层24各层的结构特点如膜层厚度、材料等均如上文所述,为了节约篇幅,在此不再对第四膜层21、第三膜层22、第一膜层23和第二膜层24特性进行赘述。

本发明所用术语“封装”指对电子元件需要封装的部位采用封装膜层进行覆盖处理,根据实现的特性或工作的需要,不同的电子元件结构对封装的部位有不同的要求,具体地,所述电子元件需要封装的部位可以电子元件所有的顶面和侧面,当然也可以仅仅是电子元件的顶面或侧面。以本发明实施例中的发光二极管为例:

所述电子元件10(发光二极管)设置在衬底上,发光二极管的底面与衬底结合,所述封装薄膜叠层结合在所述发光二极管的顶面发光二极管对进行封装,具体地,如图5至图10所示,封装薄膜20可以叠层结合在所述发光二极管10所含的顶电极13的顶面上。这样,避免封装薄膜20对发光二极管10的出光率的影响。

如图7所述,在一实施例中,所述封装薄膜20为具有第一膜层23的单层薄膜结构,所述电子装置的制备方法包括如下步骤:

提供基材,所述基材包括衬底01和设置于所述衬底上01的电子元件10(发光二极管);

在所述基材上(顶电极13的顶面)上形成所述第一膜层23,以所述第一膜层作为所述封装薄膜,对所述电子元件10进行封装。

具体地,在其中一种具体的实施方式中,采用化学气相浸渗反应法制备所述第一膜层23单层的封装薄膜的工艺条件为:以气态b源、气态c源和h2为反应气体,沉积功率为30-50kw,沉积温度为700-1000℃,气态b源流量为0.5-10ml/min,气态c源流量为0.1-10ml/min,h2流量为80-100ml/min,稀释气体流量为150-200ml/min,其中,所述气态b源包括:bcl3、bbr3、bi3、硼烷(例如b2h6、b4h10)等;气态c源包括:丙烯、乙烯或甲烷等气态小分子烷烃和烯烃;稀释气体,其主要作用是控制反应室内的压强,不参与气态反应。稀释气体包括一切不与反应气体反应的惰性气体,由于成本和性能缘故,优选氩气。

如图8所述,在一实施例中,所述封装薄膜20为具有第一膜层23和第二膜层24的双层薄膜结构,所述电子装置的制备方法包括如下步骤:

提供基材,所述基材包括衬底01和设置于所述衬底01上的电子元件10(发光二极管);

在所述基材(顶电极13的顶面)上形成所述第一膜层23;

在所述第一膜层23表面叠层设置第二膜层24;

对所述电子元件10进行封装;

所述第二膜层24的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为1:1-5。

在所述基材(顶电极13的顶面)上形成所述第一膜层23的方法如前文所述,在此不赘述。

具体地,在其中一种实施方式中,以气态b源、气态c源和h2为反应气体,载气,采用化学气相浸渗反应法,在所述第一膜层23表面叠层形成所述第二膜层24,所述化学气相浸渗反应法的工艺条件为:沉积功率为30-50kw,沉积温度为800-1100℃,气态b源流量为0.1-8ml/min,气态c源流量为0.1-10ml/min,h2流量为80-100ml/min,稀释气态流量为150-200ml/min,沉积速率300-400nm/h。其中,所述气态b源包括:bcl3、bbr3、bi3、硼烷(例如b2h6、b4h10)等;气态c源包括:丙烯、乙烯或甲烷等气态小分子烷烃和烯烃;稀释气体,其主要作用是控制反应室内的压强,不参与气态反应。稀释气体包括一切不与反应气体反应的惰性气体,由于成本和性能缘故,优选氩气。

如图9所述,在一实施例中,所述封装薄膜20为具有第一膜层23、二层24和第三膜层22的三层薄膜结构,所述电子装置的制备方法包括如下步骤:

提供基材,所述基材包括衬底01和设置于所述衬底01上的电子元件10(发光二极管);

在所述基材上(顶电极13的顶面)形成所述第三膜层22;

在所述第三膜层22表面叠层设置第一膜层23;

在所述第一膜层23表面叠层设置第二膜层24;

对所述电子元件10进行封装;其中,所述第三膜层的材料包括:sic、aln和beo中的至少一种。

在所述基材上(顶电极13的顶面)形成所述第三膜层22的方法有多种。如一具体实施例中,当所述第三膜层22的材料为sic时,可采用化学气相浸渗反应法在所述基材上(顶电极13的顶面)形成所述第三膜层22。采用所述化学气相浸渗反应法形成所述sic层的工艺条件为:沉积温度为900-1300℃,汽化sic源的流量为10-30ml/min,载流气体和稀释气体的流量为60-100ml/min,沉积速率为300-400nm/h。其中,汽化sic源可以但不仅仅为ch3sicl3,ch3sicl2,聚甲基硅烷等但不限于此。

载流气体和稀释气体可以是ar、h2、n2等。当然,如果所述第三膜层22为其他材料时候,对汽化sic源进行替代即可,沉积相应材料的第三膜层结构。进一步的,可采用化学气相浸渗反应法和前文所述工艺条件在所述第三膜层22表面叠层设置第一膜层23;在所述第一膜层23表面叠层设置第二膜层24。

如图10所述,在一实施例中,所述封装薄膜20为具有第一膜层23、二层24和第三膜层22的三层薄膜结构,所述电子装置的制备方法包括如下步骤:

提供基材,所述基材包括衬底01和设置于所述衬底01上的电子元件10(发光二极管);

在所述基材(顶电极13的顶面)上形成第四膜层21;

在所述第四膜层21表面上形成第三膜层22;

在所述第三膜层22表面上形成第一膜层23;

在所述第一膜层23表面上形成第二膜层24,所述第四膜层21的材料中硼元素与碳元素的摩尔比为1:1-5。

具体地,在其中一种实施方式中,以气态b源、气态c源和h2为反应气体,载气,采用化学气相浸渗反应法,在所述基材(顶电极13的顶面)表面形成所述第四膜层21,所述化学气相浸渗反应法的工艺条件为:沉积功率为30-50kw,沉积温度为800-1100℃,气态b源流量为0.1-8ml/min,气态c源流量为0.1-10ml/min,h2流量为80-100ml/min,稀释气态流量为150-200ml/min,沉积速率300-400nm/h。其中,所述气态b源包括:bcl3、bbr3、bi3、硼烷(例如b2h6、b4h10)等;气态c源包括:丙烯、乙烯或甲烷等气态小分子烷烃和烯烃;稀释气体,其主要作用是控制反应室内的压强,不参与气态反应。稀释气体包括一切不与反应气体反应的惰性气体,由于成本和性能缘故,优选氩气。

进一步的,可采用化学气相浸渗反应法和前文所述工艺条件在所述第四膜层21表面上形成第三膜层22;在所述第三膜层22表面上形成第一膜层23;在所述第一膜层23表面上形成第二膜层24。

通过各层之间发挥协同增效作用,一方面延长了环境中水、氧浸蚀刻的通道;另一方面,起到阻隔水、氧作用,而且结构稳定,从而保证了被封装电子元件10的电化学性能稳定,提高电子元件10的工作寿命。另外,所述制备方法工艺条件易控,能够通过控制各层的工艺条件优化各膜层的质量,保证了制备的封装薄膜20结构的性能稳定,降低了制备成本。为保证四层结构之间的协同作用,实现本发明的提高对电子元件隔水、氧作用和散热的效果,并使得在最终对电子元件进行封装后,电子装置结构紧凑、质量轻便,优选的,所述第一膜层23的厚度为10-30nm;所述第二膜层24的厚度为10-50nm;所述第三膜层22的厚度为100-700nm;所述第四膜层21的厚度为10-30nm。通过化学气相浸渗反应法在无亚和相对低温的条件下进行,对薄膜损伤较小,制备工艺灵活,通过改变工艺参数可以对薄膜复合材料各层,各界面的组成和微观结构进行调整,从而很好实现本发明的隔水、氧作用和散热的效果。

由于所述电子装置如上述其所含的封装薄膜20具有优异的阻隔水、氧特性,而且结构稳定,赋予所述电子装置电化学性能的稳定,工作寿命长。因此,上文所述电子装置能够被广泛的得到应用。

当上文电子装置所含的电子元件10为发光二极管时,则上文所述电子装置为发光二极管装置。由于所述发光二极管装置的封装膜层为上文所述封装薄膜20结构,因此,所述发光二极管装置发光等电化学性能的稳定,工作寿命长。由此,所述发光二极管装置可以用于显示屏或固态照明灯具领域,从而提高了相应器件显示或者发光性能的稳定性,使用寿命长。

应当理解的是,本发明的封装薄膜对所述电子元件进行封装形成电子装置时,可以是所述第二膜层、第三膜层和第四膜层与所述第一膜层进行任何形式的组合,各层之间的相互配合可以共同起到对电子元件隔水、氧和散热的效果。进一步应当理解的是,在本发明构思下的其它等同方案也应在本发明的保护范围之内。更进一步应当理解的是,在本发明构思下,还可以通过增设其它功能层材料以进一步提升对电子元件的封装效果,这些方案也应在本发明的保护范围之内。

现结合具体实例,对本发明进行进一步详细说明。其中,下文各实施例中的“/”表示的是叠层结合的意思。

实施例1

本实施例提供一种电子装置。其包括衬底,结合于所述衬底上的qled电子元件和用于封装所述qled电子元件的封装薄膜。所述电子装置的结构为:ito衬底/pedot:pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/b0.1c0.5(15nm)/sic(500nm)/b13c2(20nm)/b0.1c0.5(30nm)。

本实施例电子装置按照如下方法制备:

s11:在ito衬底上按照本实施例qled结构依次形成各层,从而形成qled;

s12:在qled的银电极顶面上采用化学气相浸渗反应法制备b0.1c0.5,其中,化学气相浸渗反应法工艺条件为:以bcl3、c3h6和h2为反应气体,沉积温度为800℃,bcl3流量为4ml/min,c3h6流量为8ml/min,h2流量为50ml/min,稀释气态流量为100ml/min,沉积速率300nm/h;

s13:在b0.1c0.5外表面采用化学气相浸渗反应法制备sic,其中,化学气相浸渗反应法工艺条件为:沉积温度为1000℃,ch3sicl3的流量为10ml/min,载流气体和稀释气体的流量为60ml/min,沉积速率为40nm/h;

s14:在sic外表面采用化学气相浸渗反应法制备b13c2,其中,化学气相浸渗反应法为:沉积温度为800℃,bcl3流量为5ml/min,c3h6流量为10ml/min,h2流量为100ml/min,稀释气态流量为200ml/min,沉积速率300nm/h;

s15:在b13c2外表面采用化学气相浸渗反应法制备b0.1c0.5,其中,化学气相浸渗反应法为:以bcl3、c3h6和h2为反应气体,沉积温度为1000℃,bcl3流量为4ml/min,c3h6流量为8ml/min,h2流量为50ml/min,稀释气体流量为100ml/min,沉积速率为300nm/h。

实施例2

本实施例提供一种电子装置。其包括衬底,结合于所述衬底上的qled电子元件和用于封装所述qled电子元件的封装薄膜。所述电子装置的结构为:ito衬底/pedot:pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/b0.1c0.5(15nm)/sic(500nm)/b13c2(20nm)/b0.2c0.8(30nm)。

本实施例电子装置按照如下方法制备:

s21:在ito衬底上按照本实施例qled结构依次形成各层,从而形成qled;

s22:在qled的银电极顶面上采用化学气相浸渗反应法制备b0.1c0.5,其中,化学气相浸渗反应法工艺条件为:以bcl3、c3h6和h2为反应气体,沉积温度为800℃,bcl3流量为4ml/min,c3h6流量为8ml/min,h2流量为50ml/min,稀释气态流量为100ml/min,沉积速率300nm/h;

s23:在b0.1c0.5外表面采用化学气相浸渗反应法制备sic,其中,化学气相浸渗反应法工艺条件为:沉积温度为1000℃,ch3sicl3的流量为10ml/min,载流气体和稀释气体的流量为60ml/min,沉积速率为40nm/h;

s24:在sic外表面采用化学气相浸渗反应法制备b13c2,其中,化学气相浸渗反应法为:沉积温度为800℃,bcl3流量为5ml/min,c3h6流量为10ml/min,h2流量为100ml/min,稀释气态流量为200ml/min,沉积速率300nm/h;

s25:在b13c2外表面采用化学气相浸渗反应法制备b0.2c0.8,其中,化学气相浸渗反应法为:以bcl3、c3h6和h2为反应气体,沉积温度为1000℃,bcl3流量为6ml/min,c3h6流量为9ml/min,h2流量为50ml/min,稀释气体流量为100ml/min,沉积速率为350nm/h。

实施例3

本实施例提供一种电子装置。其包括衬底,结合于所述衬底上的qled电子元件和用于封装所述qled电子元件的封装薄膜。所述电子装置的结构为:ito衬底/pedot:pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/b0.2c0.8(15nm)/sic(800nm)/b13c2(20nm)/b0.1c0.5(30nm)。

本实施例电子装置按照如下方法制备:

其制备方法可以参照所述实施例1中方法,只需调整相应沉积条件,控制bc材料中b、c两元素含量进行调整。

实施例4

本实施例提供一种电子装置。其包括衬底,结合于所述衬底上的qled电子元件和用于封装所述qled电子元件的封装薄膜。所述电子装置的结构为:ito衬底/pedot:pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/b0.5c0.5(30nm)/sic(200nm)/b9c2(10nm)/b0.5c0.5(50nm)。

其制备方法可以参照所述实施例1中方法,只需调整相应沉积条件,控制bc材料中b、c两元素含量进行调整。

实施例5

本实施例提供一种电子装置。其包括衬底,结合于所述衬底上的qled电子元件和用于封装所述qled电子元件的封装薄膜。所述电子装置的结构为:ito衬底/pedot:pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/b0.8c0.2(10nm)/sic(200nm)/b10c2(30nm)/b0.5c0.5(20nm)。

其制备方法可以参照所述实施例1中方法,只需调整相应沉积条件,控制bc材料中b、c两元素含量进行调整。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例6

本实施例提供一种电子装置。其包括衬底,结合于所述衬底上的qled电子元件和用于封装所述qled电子元件的封装薄膜。所述电子装置的结构为:ito衬底/pedot:pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/b13c2(30nm)。

其制备方法可以参照所述实施例5中方法。

实施例7

本实施例提供一种电子装置。其包括衬底,结合于所述衬底上的qled电子元件和用于封装所述qled电子元件的封装薄膜。所述电子装置的结构为:ito衬底/pedot:pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/b10c2(30nm)/b0.5c0.5(20nm)。

其制备方法可以参照所述实施例5中方法。

实施例8

本实施例提供一种电子装置。其包括衬底,结合于所述衬底上的qled电子元件和用于封装所述qled电子元件的封装薄膜。所述电子装置的结构为:ito衬底/pedot:pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/sic(200nm)/b9c2(30nm)/b0.5c0.5(20nm)。

其制备方法可以参照所述实施例5中方法。

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