一种封装薄膜及其制备方法、光电器件与流程

本发明涉及光电器件领域，尤其涉及一种封装薄膜及其制备方法、光电器件。

背景技术：

光电器件的使用寿命是其非常重要的一项参数，为了提高光电器件的寿命，使其达到商用水平，封装是至关重要的一个环节。对于光电器件而言，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，这些环境中的水汽或氧气渗透到器件内部，会加速器件的老化。因此光电器件的封装结构必须具有良好的水、氧渗透阻挡功能。

当前，商用的光电器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。

氧化物陶瓷膜封装以氧化铝为代表，其具有来源丰富、价格低廉、机械强度和硬度较高、耐热冲击性能和抗化学侵蚀性能良好、与金属附着力好等一系列优点。但是陶瓷薄膜热导率小，不利于光电器件散热，同时，单一的陶瓷膜由于存在固有缺陷，容易在薄膜制备过程中产生孔洞和裂纹，所以单一的陶瓷膜难以满足光电器件的封装要求。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种封装薄膜及其制备方法、光电器件，旨在解决现有单一陶瓷膜水氧阻隔性能较差以及热导率较小，难以满足光电器件封装要求的问题。

本发明的技术方案如下：

一种封装薄膜，其中，包括层叠设置的陶瓷膜以及散热膜，所述散热膜由碳化物组成，在所述陶瓷膜与所述散热膜界面处的陶瓷膜表面掺杂有碳离子并形成碳离子注入层。

所述的封装薄膜，其中，所述陶瓷膜包括陶瓷材料，所述陶瓷材料为氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化钛和氧化钨中的一种或多种。

所述的封装薄膜，其中，所述碳化物为碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆、碳化钒和类金刚石中的一种或多种。

所述的封装薄膜，其中，所述陶瓷膜的厚度为100-300nm；和或所述散热膜的厚度为500-1000nm。

所述的封装薄膜，其中，所述碳离子为c12⁺或c14⁺。

一种封装薄膜的制备方法，其中，包括步骤：

提供待封装器件，在所述器件表面沉积陶瓷膜；

在所述陶瓷膜表面注入碳离子，形成碳离子注入层；

在所述碳离子注入层表面沉积散热膜，所述散热膜由碳化物组成。

所述的封装薄膜的制备方法，其中，在所述器件表面沉积陶瓷膜包括：采用射频溅射法在所述器件表面沉积陶瓷膜，其中，溅射功率为60-100w；和/或溅射气压为0.6-1pa；和/或溅射速率为10-30nm/min。

所述的封装薄膜的制备方法，其中，在所述陶瓷膜表面注入碳离子包括：在加速电压为50-70kv的条件下，往所述陶瓷膜表面注入剂量为10¹⁵-10¹⁷cm^-2的碳离子源，在所述陶瓷膜表面生成碳离子注入层。

所述的封装薄膜的制备方法，其中，在所述碳离子注入层表面沉积散热膜包括：采用pecvd法在所述碳离子注入层表面沉积散热膜，其中，沉积速率为20-30nm/min；和/或沉积功率为100-300w。

一种光电器件，包括第一电极、发光层以及第二电极，其中，所述第二电极上设置有封装薄膜，所述封装薄膜为上述所述的封装薄膜,或所述封装薄膜为上述所述方法制备的封装薄膜，所述陶瓷膜与所述第二电极叠合。

有益效果：本发明提供的封装薄膜包括层叠设置的陶瓷膜以及散热膜，所述散热膜由碳化物组成，在所述陶瓷膜与所述散热膜界面处的陶瓷膜表面掺杂有碳离子。本发明通过在陶瓷膜表面注入碳离子，能有效缓解由碳化物组成的散热膜与陶瓷膜之间的应力集中，从而提高散热膜与陶瓷膜之间的结合力；所述陶瓷膜主要用于阻隔水氧，而散热膜主要用于器件散热，两者结合形成一个完美的封装薄膜，可有效延长光电器件的使用寿命，从而使得自发光显示技术得到更广泛的应用。

附图说明

图1为本发明一种封装薄膜较佳实施例的结构示意图；

图2为本发明一种封装薄膜的制备方法较佳实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种封装薄膜及其制备方法、光电器件，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本实施方式提供的一种封装薄膜较佳实施例的结构示意图，如图所示，所述封装薄膜包括层叠设置的陶瓷膜10以及散热膜20，所述散热膜20由碳化物组成，在所述陶瓷膜10与所述散热膜20界面处的陶瓷膜10表面掺杂有碳离子并形成碳离子注入层15。

在一种实施方式中，所述陶瓷膜包括陶瓷材料，所述陶瓷材料为氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化钛和氧化钨中的一种或多种，但不限于此。本实施方式优选氧化铝作为陶瓷膜材料，因为氧化铝具有来源丰富、价格低廉、机械强度和硬度较高、耐热冲击性能和抗化学侵蚀性能良好、与金属附着力好等一系列优点，可作为一种性能优异的陶瓷膜材料。

优选地，所述陶瓷膜厚度为100-300nm，陶瓷膜过薄则影响器件的水氧阻隔性能，陶瓷膜过厚则影响器件的透光效率。

在另一种实施方式中，所述碳化物为碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆、碳化钒和类金刚石中的一种或多种，但不限于此。本实施方式优选类金刚石作为散热膜材料，类金刚石薄膜是一类性质接近于金刚石的非晶碳材料，其碳碳键以sp³和sp²杂化形式结合。类金刚石（dimond-likecarbon，dl）兼具有金刚石和石墨的优良特性，其不仅具有极高的热导率和优良的水氧阻隔性，还具有非常好的柔韧性，无环境污染。

优选地，所述散热膜的厚度为500-1000nm，散热膜过薄则影响器件的散热性能，散热膜过厚则影响器件的透光效率。

本发明结合陶瓷膜低成本和良好水氧阻隔性能的特点以及类金刚石薄膜良好导热性能的特点，制备出一种兼具良好水氧阻隔性和散热性能的封装薄膜。

进一步地，由于封装薄膜的性能强烈依赖于陶瓷膜和散热膜之间的结合力，为提高上述两层薄膜之间的结合力，本实施方式在沉积散热膜之前需要采用碳离子预注入技术对陶瓷膜表面进行掺杂改性处理。

优选地，所述碳离子选自c12⁺或c14⁺。

具体来说，碳离子的注入是一种采用物理方法来达到化学目的的手段，碳离子注入到陶瓷膜表面，逐步损失能量，最后停下来，并在陶瓷膜表面逐渐长大成核形成碳离子注入层15，所述碳离子注入层15能有效改善陶瓷膜表面的性质，并且缓解散热膜与陶瓷膜之间的应力集中，从而提升两者之间的结合力。在本发明中，所述陶瓷膜主要用于阻隔水氧，而散热膜主要用于器件散热，所述碳离子注入层用于增强陶瓷膜和散热膜的结合力，使其结合形成一个完美的封装薄膜，可有效延长光电器件的使用寿命，从而使得自发光显示技术得到更广泛的应用。

进一步地，本发明还提供一种封装薄膜的制备方法，其中，如图2所示，包括步骤：

s1、提供待封装器件，在所述器件表面沉积陶瓷膜；

s2、在所述陶瓷膜表面注入碳离子，形成碳离子注入层；

s3、在所述碳离子注入层表面沉积散热膜，所述散热膜由碳化物组成。

在一种具体的实施方式中，采用射频溅射法在待封装器件表面沉积陶瓷膜，具体的工艺包括溅射功率为60-100w。

优选地，溅射气压为0.6-1pa。

优选地，溅射速率为10-30nm/min。

采用上述工艺能够制备出厚薄均匀且水氧阻隔性能较佳的陶瓷膜。

进一步地，当陶瓷膜制备好后，以c12⁺作为离子源为例，在所述陶瓷膜表面注入c12⁺；具体地，在加速电压为50-70kv的条件下，往所述陶瓷膜表面注入剂量为10¹⁵-10¹⁷cm^-2的c12⁺离子源，在所述陶瓷膜表面生成碳离子注入层。

更进一步地，采用pecvd（等离子体增强化学气相沉积法）方法在所述碳离子注入层表面制备散热膜；以制备类金刚石薄膜为例，pecvd制备类金刚石薄膜的基本原理是通过气体放电产生等离子体，反应气体分解成各种中性粒子如（ch3、ch、c、h）和带电粒子（如ch5⁺、ch3⁺、ch⁺、h⁺），粒子之间发生碰撞并发生一系列化学反应，带电粒子在负偏压作用下，轰击吸附在基板上，生长出类金刚石薄膜。

较佳地，所述反应气体为甲烷，乙烷，乙烯，乙炔或丁炔中的一种或多种，但不限于此。在反应过程中，以氩气作为稀释气体，主要作用是影响反应室内反应气体分压情况。在等离子状态下反应，工艺温度为100-150℃，氩气流量为60-100sccm，反应气体反应流量为5-50sccm，功率为100-300w，其中功率越小沉积速率越小，薄膜均匀性越好，但是需要兼顾沉积速率和薄膜均匀性，沉积速率约为20-30nm/min。通过上述工艺制备出厚薄均匀且散热性能较佳的类金刚石散热膜。

进一步地，本发明还提供一种光电器件，包括第一电极、发光层以及第二电极，其中，所述第二电极上设置有封装薄膜，所述封装薄膜为上述所述的封装薄膜,或所述封装薄膜为上述所述方法制备的封装薄膜，所述陶瓷膜与所述第二电极叠合。所述封装薄膜能够在保证器件发光效率和发光亮度的基础上非常有效地隔绝水汽和氧气的渗透，并且具有较佳的散热性能，能够有效提高器件寿命。

下面通过具体实施例对本发明一种光电器件及其封装方法做详细说明：

实施例1

1、光电器件的结构为：ito衬底/pedot：pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/封装薄膜(600nm)。其中，所述封装薄膜的材料为al2o3/dlc复合薄膜，所述al2o3包膜厚度为100nm，采用rf射频溅射方法制备，类金刚石（dlc）薄膜采用pecvd方法制备，两层薄膜总厚度为600nm。

2、光电器件的封装方法包括步骤：

1）、在光电器件的银电极顶面上采用射频溅射的方法将al2o3靶材溅射成膜，溅射工艺为：功率60w，溅射气压为0.6pa，氩气流量为50sccm，溅射时间为10min；

2）、采用碳离子注入的方法在制备的氧化铝薄膜表面注入碳离子形成碳离子注入层，碳离子注入工艺为：碳源为c12⁺，加速电压为50kv，注入剂量为10¹⁵cm^-2，注入时间为5min；

3）、采用pecvd的方法在碳离子注入层表面制备类金刚石薄膜，使用甲烷作为反应气体，甲烷气体流量为50sccm，氩气流量为60sccm，工艺温度为110℃，功率为100w，镀膜速率为25nm/min，镀膜厚度为500nm。

实施例2

1、光电器件的结构为：ito衬底/pedot：pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/封装薄膜(1300nm)。其中，所述封装薄膜的材料为sio2/dlc复合薄膜，所述sio2包膜厚度为300nm，采用rf射频溅射方法制备，类金刚石（dlc）薄膜采用pecvd方法制备，两层薄膜总厚度为1000nm。

2、光电器件的封装方法包括步骤：

1）、在光电器件的银电极顶面上采用射频溅射的方法将sio2靶材溅射成膜，溅射工艺为：功率80w，溅射气压为0.8pa，氩气流量为82sccm，溅射时间为20min；

2）、采用碳离子注入的方法在制备的氧化铝薄膜表面注入碳离子形成碳离子注入层，碳离子注入工艺为：碳源为c12⁺，加速电压为70kv，注入剂量为10¹⁷cm^-2，注入时间为8min；

3）、采用pecvd的方法在所述碳离子注入层表面制备类金刚石薄膜，使用丁炔（c4h10）作为反应气体，丁炔气体流量为12sccm，氩气流量为90sccm,工艺温度为130℃，功率为150w，镀膜速率为25nm/min，镀膜厚度为1000nm。

实施例3

1、光电器件的结构为：ito衬底/pedot：pss(50nm)/poly-tpd(30nm)/量子点发光层(20nm)/zno(30nm)/银(70nm)/封装薄膜(1000nm)。其中，所述封装薄膜的材料为al2o3/dlc复合薄膜，所述al2o3包膜厚度为100nm，采用rf射频溅射方法制备，类金刚石（dlc）薄膜采用pecvd方法制备，两层薄膜总厚度为600nm。

2、光电器件的封装方法包括步骤：

1）、在光电器件的银电极顶面上采用射频溅射的方法将al2o3靶材溅射成膜，溅射工艺为：功率60w，溅射气压为0.6pa，氩气流量为50sccm，溅射时间为15min，厚度约为300nm；

2）、采用碳离子注入的方法在制备的氧化铝薄膜表面注入碳离子形成碳离子注入层，碳离子注入工艺为：碳源为c12⁺，加速电压为50kv，注入剂量为10¹⁷cm^-2，注入时间为8min；

3）、采用pecvd的方法在所述碳离子注入层表面制备类金刚石薄膜，使用丁炔（c4h10）作为反应气体，所述丁炔气体流量为12sccm，氩气流量为90sccm,工艺温度为130℃，功率为150w，镀膜速率为25nm/min，镀膜厚度为700nm。

综上所述，本发明提供的封装薄膜包括层叠设置的陶瓷膜以及散热膜，所述散热膜由碳化物组成，在所述陶瓷膜与所述散热膜界面处的陶瓷膜表面掺杂有碳离子。本发明通过在陶瓷膜表面注入碳离子，能有效缓解由碳化物组成的散热膜与陶瓷膜之间的应力集中，从而提高散热膜与陶瓷膜之间的结合力；所述陶瓷膜主要用于阻隔水氧，而散热膜主要用于器件散热，两者结合形成一个完美的封装薄膜，可有效延长光电器件的使用寿命，从而使得自发光显示技术得到更广泛的应用。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。