有机发光电子器件封装结构及其生产工艺的制作方法

本发明属于电器件加工技术领域，特别涉及一种有机发光电子器件封装结构及其封装工艺。

背景技术：

新型的有机电子器件，有机发光，有机光电器件，有机探测器和有机场效应管由于其自身轻薄、节能并且自发光，发电等优点，在显示和固态照明，能源，探测器，手机，可穿戴领域有着广阔的应用前景。其优秀的特性将影响下一代显示电子产品的开发，是柔性电子显示的主力。

然而根据长期，大量有机电子学的研究表明，空气中的水汽和氧气成分对有机电子器件有着致命的影响，其原因主要有水汽和氧气分子对有机及其他各纳米薄膜层有各种不同的反应和影响，从而对整体器件寿命有很大的危害。如果能对有机光电器件能进行有效的封裝，阻挡水汽/氧气接触到各有机功能层，就可以大大提高器件寿命。随着很多新颖的封装涂层材料和直接复合封装结构被发明和采用，有机电子器件的封装得到了巨大的促进，而且现有的高封装，长寿命的有机电子显示屏已经面世。

但是现有的封装材料和技术中，uv和白光固化树脂或者有机材料是封装中必备的选择。然而由于有机电子器件有机功能层非常轻薄，而且由于材料特性对光照射非常敏感，这就造成了一个冲突，对封装非常有效和必须的uv照射和有机材料的uv光导致的器件衰减相互抵触。如何在制造中减少uv光对器件的影响和尽量保持器件的封装性能成为一个新的挑战，就会对生产工艺和操作要求非常苛刻，特别是高强度uv光照封装需求时，例如oled显示器中各个有机层都是比较强的uv光吸收材料，而封装用uv又是高强度大功率uv照射。此外由于器件和各封装层都是可透光材料，必将导致uv非常容易进入到有机器件层导致光衰减。如何提高uv封装照射的效果，同时降低uv光进入有机层的强度，对外部生产工艺解决是一个非常具有难度和挑战性的工作。如果我们在期间内部完成阻挡uv光进入有机层的通道，同时又不影响封装的工艺和效果，就可以非常有效地解决此问题。

如何在现有封装结构中插入金属纳米层能大幅度降低uv光进入有机器件层的强度，应有以下要求：纳米金属层不能太厚。金属纳米层不能影响器件上部封装有机层。纳米金属层不能太薄，要有效阻挡uv光。封装过程中纳米金属层不能接触到有机器件层，下部绝缘保护层有效隔绝金属层与有机器件各层。uv照射和有机器件一定在纳米金属层两侧。同时，各层封装中不能暴露水汽和氧气，以免造成绝缘保护层，金属纳米层损坏和氧化。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种有机发光电子器件封装结构，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种有机发光电子器件封装结构，包括：制备在基底上的有机电子器件或有机功能层，在有机发光器件的保护绝缘层，以及在保护绝缘层上沉积的金属层，以及在金属层上的uv固化有机层，以及上部封装盖板。

本发明的基本原理是基于利用纳米活泼金属插入层在uv光固化胶与有机器件层中间，而不是直接覆盖在器件上部，让金属纳米层整个覆盖有机器件功能层上部。上面有机光固化层在进行uv固化封装时，将绝大部分uv光反射和折射出去，基本隔绝uv进入到有机器件区域，则有效的降低有机器件的uv光致衰减。根据纳米光学计算，50纳米的金属al薄膜即可降低85%以上的uv光投射率，100纳米的al薄膜可以降低99%以上uv光透射率。可见只要50-200纳米的金属al膜的插入就可以极大的隔绝uv光透射进入有机期间层。此外纳米量级的金属容易与水/氧发生化学反应，并生成绝缘的金属氧化物或金属盐。这部分反应会消耗绝大部分渗透进来的水/氧分子，直至整个金属层完全反应完毕。其反应产生的物质是纳米量级，反应产物会停留在原有位置，不但不再迁移，而且还会阻挡后面的水/氧继续进入器件区域。此过程可以极大的降低水/氧从边界进入器件区域的过程和数量，从而提高整体封装层的效果。整个绝缘保护层和纳米金属层镀膜是在于器件生长相同的真空镀膜机中进行（<10-4pa），其他uv固化有机封装层的镀膜和光固化过程全部实在惰性气氛中完成，如氮气、氩气等惰性气体的手套箱內完成。手套箱內水和氧气含量應小于1ppm。封装过程中采用的基底是玻璃和高水氧阻挡的柔性基底，有机电子器件采用对水氧和热敏感的有机小分子发光器件（oled）。金属层上部整个封装结构使用uv固化树脂和玻璃玻璃或高水氧阻挡的柔性基底复合封装结构。

本发明进一步限定的技术方案为：

进一步的，基底选自金属，石英，氧化硅，玻璃，硅片之类无机透明基底，也可以是各种柔性塑料，聚合物，树脂材料有机透明基底。

进一步的，有机电子器件和有机功能层选自有机发光器件oled，量子发光器件gled，聚合物发光器件pled，有机小分子，聚合物，钙钛矿光电器件，光电探测器和太阳能电池，以及有机，聚合物场效应管中的一种。

进一步的，保护绝缘层选自金属氧化物，无极绝缘材料，金属盐类中的一种。

进一步的，活泼金属层选自金，银，钙，镁，铝中的一种.

进一步的，活泼金属层通过等离子或者电子溅射或者热蒸发方式沉积在保护绝缘层上，活泼金属层厚度为50-200纳米。

进一步的，保护绝缘层面积大于活泼金属层的面积。

进一步的，uv固化有机层选自uv，白光固化，封装固化树脂，封装固化胶/聚合物层，或者是各种材料的多层复合封装结构中的一种。

进一步的，上部封装盖板选自高水氧阻挡的金属，玻璃，硅片，氧化硅，金属氧化物，以及高水氧阻挡的柔性薄膜，基片中的一种。

一种有机发光电子器件封装工艺，其特征在于：按照如下步骤进行：

s1.准备好待用基底，可对表面进行清洗，并放入真空干燥箱去除多余吸附的水汽和氧气；将基底放入有机功能层生长和制备有机电子器件；完成有机电子器件的制备后，直接将有机电子器件在真空蒸镀腔内蒸镀一层保护绝缘层，其后再上面蒸镀一层活泼金属层；

s2.将样品传入到20℃，水、氧含量小于1ppm的氮气手套箱内；通过旋涂工艺涂膜一层2-10微米厚的uv固化有机层；

s3.在步骤s2的器件上覆盖清理过的上部封装盖板；

s4.将封装好的器件传入放置在uv固化台上，基板、器件和纳米金属层在下，uv固化树脂和封装覆盖膜在上，整个设备也是放置在氮气手套箱内；

s5.在步骤s4的器件基础上，打开uv灯照射整个样品固化封装涂层，2-4分钟后完成器件固化；

整个封装过程过程中温度不超过40c，rh不超过60%的环境测量。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明公开的金属插入层设计，其同时具有有效降低uv光固化封装树脂过程中导致的有机发光器件光衰减的效应，同时还可以提高阻挡水氧渗透的效率。此发明设计可适用于各种硬质和柔性有机发光电子器件的快速大面积封装，尤其可整合应用到现有有机电子器件的超高水汽/氧气阻挡率的封装结构和设计当中。这是一种建立在纳米量级uv反光金属薄膜对封装过程中高强度uv光发射和衰减原理，大幅度降低uv光穿透封装固化胶和保护层后对有机发光层及功能层的光衰减。纳米尺寸级的金属纳米插入层的插入的封装技术，利用致密金属纳米薄膜的光反射，吸收和金属原子的小尺寸，其可以反射掉绝大部分uv光线，从而保护脆弱的有机功能层。其次，当在小于纳米尺度的金属小分子和下面的绝缘层构成一个致密的水氧分子阻挡层，从而进一步提高封装效果。本发明利用一个纳米量级的的金属插入层在有机电子器件封装的改进，从而避免现有有机电子器件封装过程中的uv光对有机电子器件的伤害，这解决了在有机电子器件封装过程中uv强光导致器件衰减的难题。由于只是一个纳米金属的单层，其可以较简单的直接使用金属电极材料和镀膜方法，不需要单独的设备和材料。而且与现有的大部分有机电子器件封装结构和过程相整合，进一步提高有机电子器件的封装效率。这对有机电子器件封装效果以及其在各种电子设备的应用中，提供了新的手段和可测试功能。而且此发明不会造成封装工艺的复杂和成本过高的问题，而且为有机电子器件的光衰减和光敏感材料的应用提供了新的方法与思路。

附图说明：

图1为本发明的层状结构示意图；

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

一种有机发光电子器件封装结构，包括：制备在基底上的有机电子器件或有机功能层，在有机发光器件的保护绝缘层，以及在保护绝缘层上沉积的金属层，以及在金属层上的uv固化有机层，以及上部封装盖板。

其中，基底选自金属，石英，氧化硅，玻璃，硅片之类硬度达到莫氏硬度4以上的材料，也可以是各种柔性塑料，聚合物，树脂材料。

其中，有机电子器件和有机功能层选自有机发光器件oled，量子发光器件gled，聚合物发光器件pled，有机小分子，聚合物，钙钛矿光电器件，光电探测器和太阳能电池，以及有机，聚合物场效应管中的一种。

其中，保护绝缘层选自金属氧化物，无极绝缘材料，金属盐类中的一种。

其中，活泼金属层选自金，银，钙，镁，铝中的一种。

其中，活泼金属层通过等离子或者电子溅射或者热蒸发方式沉积在保护绝缘层上，活泼金属层厚度为50-200纳米。

其中，保护绝缘层面积大于活泼金属层的面积。

其中，uv固化有机层选自uv，白光固化，封装固化树脂，封装固化胶/聚合物层，或者是各种材料的多层复合封装结构中的一种。

其中，上部封装盖板选自高水氧阻挡的金属，玻璃，硅片，氧化硅，金属氧化物，以及高水氧阻挡的柔性薄膜，基片中的一种。

根据发明的设计和工艺，其中一个事实方案是采用如下步骤：

第一步，准备好待用玻璃或高阻隔柔性pet衬底，可对表面进行清洗。并放入真空干燥箱去除多余吸附的水汽和氧气。将玻璃或高阻隔柔性pet衬底放入有机发光二极管设备生长和制备oled器件。完成oled器件的制备后，直接将oled器件在真空蒸镀腔内蒸镀一层100纳米的lif绝缘层，其后再上面蒸镀100纳米的铝金属层。

第二步，将样品传入到20℃，水、氧含量小于1ppm的氮气手套箱内。通过旋涂工艺涂膜一层uv固化树脂，大约2-10微米厚。

第三步，在第二步的器件上覆盖清理过的封装覆盖用的玻璃或高阻隔柔性pet覆盖板。

第四步，将封装好的器件传入放置在uv固化台上，基板和器件和纳米金属层在下，uv固化树脂和封装覆盖膜在上。整个设备也是放置在氮气手套箱内。

第五步，在第四步基础上，打开uv灯照射整个样品固化封装涂层，2-4分钟后完成器件固化。

第七步，将器件放入寿命测试系统中，保持恒定的测试电流，检测器件发光效率的曲线和活泼金属层的电导失效情况。

其中封装过程和测试过程中温度不超过40c，rh不超过60%的环境测量。

以上四种实例显示多种金属纳米反射层和绝缘层的混合封装结构可以大幅度降低uv照射造成的oled器件的衰减，以及提高封装后器件的寿命。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。