一种封装薄膜及其制备方法、光电器件

摘要

本发明公开一种封装薄膜及其制备方法、光电器件，其中，所述封装薄膜包括层叠设置的由化学式为XaNd的氮化物组成的第一陶瓷膜以及由化学式为YbOe的金属氧化物组成的第二陶瓷膜，在所述第一陶瓷膜与第二陶瓷膜之间的界面处有化学式为XaYbOc的复合氧化物，其中1≦a≦3，1≦b≦3,2≦c≦6，1≦d≦4，1≦e≦4。在制备第一陶瓷膜的过程中通入还原性气氛，以及在所述第一陶瓷膜表面覆盖一层由金属氧化物组成的第二陶瓷膜，使得第一陶瓷膜内部和表面的氧杂质有效减少，这使得封装薄膜同时具备有良好的阻隔水氧作用以及导热性。

权利要求

1.一种封装薄膜，其特征在于，包括层叠设置的由化学式为XaNd的氮化物组成的第一陶瓷膜以及由化学式为YbOe的金属氧化物组成的第二陶瓷膜，在所述第一陶瓷膜与第二陶瓷膜之间的界面处有化学式为XaYbOc的复合氧化物，其中，1≦a≦3，1≦b≦3，2≦c≦6，1≦d≦

4，1≦e≦4；

其中，所述第一陶瓷膜是在还原性气氛条件下沉积而得，以使所述第一陶瓷膜的晶界间的氧含量减小。

2.根据权利要求1所述的封装薄膜，其特征在于，所述氮化物为氮化铝、氮化硅、氮化钛和氮化钽中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的封装薄膜，其特征在于，所述金属氧化物包括稀土氧化物，所述稀土氧化物为氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化铕、氧化钕和氧化钆中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的封装薄膜，其特征在于，所述金属氧化物包括碱土氧化物，所述碱土氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化锶和氧化铍中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的封装薄膜，其特征在于，所述第一陶瓷膜的厚度为500-

1000nm；

和/或所述第二陶瓷膜的厚度为30-100nm。

6.根据权利要求1所述的封装薄膜，其特征在于，所述还原性气氛为氢气或二氧化碳；

和/或还原性气氛流量为5-10sccm。

7.一种封装薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供待封装器件，在还原性气氛条件下，在所述器件表面沉积第一陶瓷膜，所述第一陶瓷膜由氮化物组成；

在所述第一陶瓷膜表面沉积第二陶瓷膜，所述第二陶瓷膜由金属氧化物组成。

8.根据权利要求7所述的封装薄膜的制备方法，其特征在于，所述还原性气氛为氢气或二氧化碳；和/或还原性气氛流量为5-10sccm。

9.根据权利要求8所述的封装薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤在所述器件表面沉积第一陶瓷膜，包括：采用磁控溅射法在所述器件表面制备第一陶瓷膜，其中，溅射功率为50-80W；和/或溅射气压为0.6-1Pa。

10.根据权利要求8所述的封装薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤在所述第一陶瓷膜表面沉积第二陶瓷膜，包括：采用磁控溅射法在所述第一陶瓷膜表面制备第二陶瓷膜，其中，溅射功率为40-100W；

和/或溅射气压为0.6-1Pa。

11.一种光电器件，包括第一电极、发光层以及第二电极，其特征在于，所述第二电极上设置有封装薄膜，所述封装薄膜为权利要求1-6任一项所述的封装薄膜,或所述封装薄膜为权利要求7-10任一项所述方法制备的封装薄膜，所述第一陶瓷膜与所述第二电极叠合。

说明书

一种封装薄膜及其制备方法、光电器件

技术领域

[0001] 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

[0002] 光电器件的寿命缩短主要是由于吸附了空气中的氧气和水汽，环境中的水汽渗透到器件内部会加速器件的老化，从而降低器件的使用寿命。通过封装工艺把有机膜和金属电极保护起来，免受外界氧气和水汽的影响，最终能达到延长器件寿命的目的，因此封装工艺对器件寿命的影响很大。

[0003] 传统的光电器件封装技术是在水气和氧气含量低于1ppm的手套箱中完成的。将制作好的器件由手套箱内的线形机械手传入手套箱内，后盖板由调整好程序的自动涂胶机完成UV胶的涂覆，将制作好的光电器件基板与涂覆号UV胶的后盖板对准贴合，经过UV曝光以后就形成了一个与大气环境隔开的壁障，该壁障能够起到一定的防止空气中的水汽和氧气进入到光电器件内部的作用。然而，传统后盖封装方式存在后盖易发生翘曲变形、易产生微裂纹以及易脆等缺点，并且传统封装四周要用UV胶粘合，而UV胶固化后稀松多孔，水汽和氧气比较容易从中通过。

[0004] 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，薄膜封装的出现使柔性显示的梦想得以实现，氮化物陶瓷膜具有良好的水氧阻隔性，是一种良好的光电器件封装薄膜，不过现阶段氮化物陶瓷膜材料主要为共价键化合物  , 其电子是被束缚的，主要是通过晶格振动来传导热，所以晶格的缺陷，晶界，杂质都会降低氮化物陶瓷膜的散热，从而限制了氮化物陶瓷膜在封装方面的应用。

[0005] 因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

[0006] 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，旨在解决现有封装薄膜水氧阻隔性能以及导热性能较差的问题。

[0007] 本发明的技术方案如下：

[0008] 一种封装薄膜，其中，包括层叠设置的由化学式为XaNd的氮化物组成的第一陶瓷膜以及由化学式为YbOe的金属氧化物组成的第二陶瓷膜，在所述第一陶瓷膜与第二陶瓷膜之间的界面处有化学式为XaYbOc的复合氧化物，其中， 1≦a≦3 ，1≦b≦3 , 2≦c≦6，1≦d≦4，1≦e≦4。

[0009] 所述的封装薄膜，其中，所述氮化物为氮化铝、氮化硅、氮化钛和氮化钽中的一种或多种。

[0010] 所述的封装薄膜，其中，所述金属氧化物包括稀土氧化物，所述稀土氧化物为氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化铕、氧化钕和氧化钆中的一种或多种。

[0011] 所述的封装薄膜，其中，所述金属氧化物包括碱土氧化物，所述碱土氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化锶和氧化铍中的一种或多种。

[0012] 所述的封装薄膜，其中，所述第一陶瓷膜的厚度为500-1000nm；和/或所述第二陶瓷膜的厚度为30-100nm。

[0013] 一种封装薄膜的制备方法，其中，包括步骤：

[0014] 提供待封装器件，在还原性气氛条件下，在所述器件表面沉积第一陶瓷膜，所述第一陶瓷膜由氮化物组成；

[0015] 在所述第一陶瓷膜表面沉积第二陶瓷膜，所述第二陶瓷膜由金属氧化物组成。

[0016] 所述的封装薄膜的制备方法，其中，所述还原性气氛为氢气或二氧化碳；和/或还原性气氛流量为5-10sccm。

[0017] 所述的封装薄膜的制备方法，其中，所述步骤在所述器件表面沉积第一陶瓷膜，包括：

[0018] 采用磁控溅射法在所述器件表面制备第一陶瓷膜，其中，溅射功率为50-80W；和/或溅射气压为0.6-1Pa。

[0019] 所述的封装薄膜的制备方法，其中，所述步骤在所述第一陶瓷膜表面沉积第二陶瓷膜，包括：

[0020] 采用磁控溅射法在所述第一陶瓷膜表面制备第二陶瓷膜，其中，溅射功率为40-100W；和/或溅射气压为0.6-1Pa。

[0021] 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，所述第一陶瓷膜与所述第二电极叠合。

[0022] 有益效果：本发明提供的封装薄膜包括层叠设置的由化学式为XaNd的氮化物组成的第一陶瓷膜以及由化学式为YbOe的金属氧化物组成的第二陶瓷膜，在所述第一陶瓷膜与第二陶瓷膜之间的界面处有化学式为XaYbOc的复合氧化物，其中， 1≦a≦3 ，1≦b≦3  , 2≦c≦6，1≦d≦4，1≦e≦4。由于所述第一陶瓷膜在制备过程中通入了还原性气氛，这使得第一陶瓷膜晶界间氧含量减小，氧向界面处析出，提高了晶粒间的直接接触，从而提高了导热性；在所述第一陶瓷膜表面沉积由金属氧化物（稀土氧化物或碱土氧化物）组成的第二陶瓷膜，所述金属氧化物能够与第一陶瓷膜表面析出的氧化物发生反应形成复合氧化物，使得第一陶瓷膜和第二陶瓷膜之间不存在明显的界面空隙，并阻止了第一陶瓷膜晶格中的氧进一步析出。本发明通过金属氧化物覆盖和第一陶瓷膜制备过程中的还原性气氛引入，有效减少了第一陶瓷膜内部和表面的氧杂质，这使得本发明的封装薄膜不仅具备有良好的阻隔水氧作用，同时还具备良好的导热性。

附图说明

[0023] 图1为本发明一种封装薄膜较佳实施例的结构示意图；

[0024] 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

[0025] 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。

[0026] 请参阅图1，图1为本发明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由化学式为XaNd的氮化物组成的第一陶瓷膜以及由化学式为YbOe的金属氧化物组成的第二陶瓷膜，在所述第一陶瓷膜与第二陶瓷膜之间的界面处有化学式为XaYbOc的复合氧化物，其中 1≦a≦3 ，1≦b≦3 , 2≦c≦6，1≦d≦4，1≦e≦4。

[0027] 具体来说，由共价键氮化物组成的陶瓷膜，其电子是被束缚的，其主要是通过晶格振动来传导热，因此，氮化物陶瓷膜内部的晶格缺陷、晶界以及杂质的存在均会降低氮化物陶瓷膜的散热性能。而研究表面氮化物陶瓷膜晶体结构缺陷的形成主要是由氧杂质所造成。

[0028] 为了减少氧杂质对氮化物陶瓷膜导热性能的影响，本实施方式在制备第一陶瓷膜的过程中通入了一定量的还原性气氛，所述还原性气氛使得第一陶瓷膜在成膜过程中还伴随着还原反应，从而使得第一陶瓷膜晶界间氧含量减小，氧向界面处析出，提高了晶粒间的直接接触，从而提高了导热性。

[0029] 另外，在第一陶瓷膜制备完成之后，为了防止氮化物表面水解形成多孔的氮-氧金属化合物，本实施方式还在第一陶瓷膜表面制备了一层由金属氧化物（包括稀土氧化物或者碱土氧化物）组成的第二陶瓷膜，所述稀土氧化物或碱土氧化物能够与第一陶瓷膜表面析出的氧化物发生反应形成复合氧化物，使得第一陶瓷膜和第二陶瓷膜之间不存在明显的界面空隙，并阻止了第一陶瓷膜晶格中的氧进一步析出。因此，本发明通过稀土氧化物或碱土氧化物覆盖和第一陶瓷膜制备过程中的还原性气氛引入，可有效减少第一陶瓷膜内部和表面的氧杂质，这使得本发明的封装薄膜不仅具备有良好的阻隔水氧作用，同时还具备良好的导热性。

[0030] 在一种实施方式中，所述氮化物为氮化铝、氮化硅、氮化钛和氮化钽中的一种或多种，但不限于此。本实施方式优选氮化铝作为第一陶瓷膜材料，因为氮化铝具有致密度高以及导热率高等优点，由氮化铝制备的第一陶瓷膜材料同时具有较佳的水氧阻隔性能和导热性能。

[0031] 优选地，所述第一陶瓷膜的厚度为500-1000nm，第一陶瓷膜过薄则影响器件的水氧阻隔性能，第一陶瓷膜过厚则影响器件的透光效率。

[0032] 优选地，所述金属氧化物包括稀土氧化物，所述稀土氧化物为氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化铕、氧化钕和氧化钆中的一种或多种，但不限于此。

[0033] 优选地，所述金属氧化物包括碱土氧化物，所述碱土氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化锶和氧化铍中的一种或多种，但不限于此。

[0034] 在一种实施方式中，所述第二陶瓷膜由所述稀土氧化物或碱土氧化物组成，优选地，所述第二陶瓷膜由Y2O3、CaO、La2O3或MgO中的一种组成。

[0035] 进一步优选地，所述第二陶瓷膜的厚度为30-100nm，所述第二陶瓷膜主要用于覆盖第一陶瓷膜，并阻止第一陶瓷膜晶格中的氧析出水解形成多孔的氮-氧金属氧化物，所述稀土氧化物或碱土氧化物能够与第一陶瓷膜表面析出的氧化物发生反应形成复合氧化物膜，使得第一陶瓷膜和第二陶瓷膜之间不存在明显的界面空隙。若第二陶瓷膜的厚度过薄，则不能达到阻止第一陶瓷膜晶格中的氧析出的效果，若第二陶瓷膜的厚度过厚，则同样影响器件的透光效率。

[0036] 在一种实施方式中，所述复合氧化物XaYbOc由稀土氧化物或碱土氧化物与所述第一陶瓷膜表面析出的氧化物反应生成。具体来说，所述第一陶瓷膜表面析出的氧化物中的非氧元素与组成第一陶瓷膜的氮化物中的非氮元素相同，作为举例，当第一陶瓷膜由AlN组成，所述第一陶瓷膜表面析出的氧化物则为Al2O3；当第二陶瓷膜由La2O3组成时，则在第一陶瓷膜和第二陶瓷膜的界面处形成的是AlLaO3复合氧化物，该复合氧化物阻止了氧在氮化铝晶粒的进一步析出，从而提高了氮化铝陶瓷膜的导热率。

[0037] 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：

[0038] S1、提供待封装器件，在还原性气氛条件下，在所述器件表面沉积第一陶瓷膜，所述第一陶瓷膜由氮化物组成；

[0039] S2、在所述第一陶瓷膜表面沉积第二陶瓷膜，所述第二陶瓷膜由金属氧化物组成。

[0040] 在一种实施方式中，采用磁控溅射法在所述器件表面制备第一陶瓷膜，在制备第一陶瓷膜的过程中通入一定量的还原性气氛，所述还原性气氛为氢气或二氧化碳。

[0041] 优选地，所述还原性气氛的流量为5-10sccm。

[0042] 优选地，在制备第一陶瓷膜过程中，溅射功率为50-80W；和/或溅射气压为0.6-1Pa。

[0043] 更优选地，所述第一陶瓷膜的沉积速率为20nm/min。

[0044] 进一步地，同样采用磁控溅射法在所述第一陶瓷膜表面制备第二陶瓷膜。

[0045] 优选地，在制备第二陶瓷膜过程中，溅射功率为40-100W；和/或溅射气压为0.6-1Pa。

[0046] 更优选地，所述第二陶瓷膜的沉积速率为15nm/min。

[0047] 所述第一陶瓷膜和第二陶瓷膜的共同作用不仅形成了一个完美的水氧隔绝层，而且提升了封装薄膜的导热性，能够有效提高器件的使用寿命。

[0048] 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任一项所述的封装薄膜, 或所述封装薄膜为上述任一项所述方法制备的封装薄膜。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，并且有效散热，从而提高器件寿命。

[0049] 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：

[0050] 实施例1

[0051] 1、光电器件的结构为：ITO衬底/PEDOT：PSS (50 nm)/ poly-TPD (30 nm)/量子点发光层(20 nm)/ZnO(30nm) /银(70 nm) /封装层(550 nm)。其中，所述封装薄膜的材料为AlN薄膜/Y2O3薄膜，所述AlN薄膜厚度为500 nm，Y2O3薄膜厚度为50 nm，两者均采用RF射频溅射方法制备。

[0052] 2、光电器件的封装方法包括步骤：

[0053] 1）、在QLED的银电极顶面上采用射频溅射的方法将AlN靶材溅射成膜，溅射工艺为：功率60 W，溅射气压为0.6 Pa，氩气流量为50 sccm，氢气流量为5 sccm，溅射时间为25 min，厚度约为500 nm；

[0054] 2）、同样采用射频溅射的方法制备Y2O3薄膜，溅射工艺为：功率40 W，溅射气压为0.5 Pa，氩气流量为40 sccm溅射时间为5 min，厚度约为50 nm。

[0055] 实施例2

[0056] 1、光电器件的结构为ITO衬底/PEDOT：PSS (50 nm)/ poly-TPD (30 nm)/量子点发光层(20 nm)/ZnO(30nm) /银(70 nm) /封装层(1100 nm)。其中，所述封装薄膜的材料为AlN薄膜/MgO薄膜，所述AlN薄膜厚度为1000 nm，MgO薄膜厚度为100 nm，两者均采用RF射频溅射方法制备。

[0057] 2、光电器件的封装方法包括步骤：

[0058] 1）、在QLED的银电极顶面上采用射频溅射的方法将AlN靶材溅射成膜，溅射工艺为：功率80 W，溅射气压为0.8 Pa，氩气流量为50 sccm，氢气流量为5 sccm，溅射时间为50 min，厚度约为1000 nm；

[0059] 2）、同样采用RF射频溅射的方法制备MgO薄膜，溅射工艺为：功率40 W，溅射气压为0.5 Pa，氩气流量为40 sccm溅射时间为10 min，厚度约为100 nm。

[0060] 实施例3

[0061] 1、光电器件的结构为：ITO衬底/PEDOT：PSS (50 nm)/ poly-TPD (30 nm)/量子点发光层(20 nm)/ZnO(30nm) /银(70 nm) /封装层(800 nm)。其中，所述封装薄膜的材料为Si3N4薄膜/La2O3薄膜，所述AlN薄膜厚度为750 nm，MgO薄膜厚度为50 nm，两者均采用RF射频溅射方法制备。

[0062] 2、光电器件的封装方法包括步骤：

[0063] 1）、在QLED的银电极顶面上采用射频溅射的方法将Si3N4靶材溅射成膜，溅射工艺为：功率65 W，溅射气压为0.7 Pa，氩气流量为50 sccm，二氧化碳流量为10 sccm，溅射时间为35 min，厚度约为750 nm；

[0064] 2）、同样采用RF射频溅射的方法制备La2O3薄膜，溅射工艺为：功率40 W，溅射气压为0.5 Pa，氩气流量为40 sccm溅射时间为5 min，厚度约为50 nm。

[0065] 综上所述，本发明提供的封装薄膜包括层叠设置的由化学式为XaNd的氮化物组成的第一陶瓷膜以及由化学式为YbOe的金属氧化物组成的第二陶瓷膜，在所述第一陶瓷膜与第二陶瓷膜之间的界面处有化学式为XaYbOc的复合氧化物，其中， 1≦a≦3 ，1≦b≦3  , 2≦c≦6，1≦d≦4，1≦e≦4。由于所述第一陶瓷膜在制备过程中通入了还原性气氛，这使得第一陶瓷膜晶界间氧含量减小，氧向界面处析出，提高了晶粒间的直接接触，从而提高了导热性；在所述第一陶瓷膜表面沉积由金属氧化物（稀土氧化物或碱土氧化物）组成的第二陶瓷膜，所述金属氧化物能够与第一陶瓷膜表面析出的氧化物发生反应形成复合氧化物，使得第一陶瓷膜和第二陶瓷膜之间不存在明显的界面空隙，并阻止了第一陶瓷膜晶格中的氧进一步析出。本发明通过金属氧化物覆盖和第一陶瓷膜制备过程中的还原性气氛引入，有效减少了第一陶瓷膜内部和表面的氧杂质，这使得本发明的封装薄膜不仅具备有良好的阻隔水氧作用，同时还具备良好的导热性。

[0066] 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。