一种光电子器件的封装结构及封装方法
一种光电子器件的封装结构及封装方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光电子技术领域，具体设及一种光电子器件的封装结构及封装方法。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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（如玻璃或娃片）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幾基化合物，此化合物是严重的泽灭剂，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W及何 种封装方法也就成了解决问题的另一个突破点。
【发明内容】
[0004] 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。
[0005] 本发明的技术方案为：
[0006] 一种光电子器件的封装结构，包括用于包覆光电子器件的薄膜封装层，薄膜封装 层由无机封装材料层和紫外光固化树脂层W周期数n交替重叠组成，其中，1《n《20,所 述紫外光固化树脂由W下质量百分比的组份组成：
[0007]
[000引本发明的封装结构中，所述无机封装材料为金属氧化物或金属硫化物或金属氮化 物，金属氧化物为氧化巧、五氧化二粗、二氧化铁、二氧化错、氧化铜、氧化锋、=氧化二侣、 =氧化二铭、二氧化锡、氧化镶或五氧化二铺中的一种或多种，金属硫化物为二硫化铁、硫 化铁、=硫化二铭、硫化铜、硫化锋、二硫化锡、硫化镶、=硫化二钻、=硫化二铺、硫化铅、= 硫化二铜、硫化锦或二硫化错中的一种或多种，金属氮化物为氮化娃或氮化侣中的一种或 两种。
[0009] 本发明还公开了一种光电子器件的封装方法，包括W下步骤：
[0010] ①制备光电子器件；
[0011] ②在所制备的光电子器件上制备无机封装材料层；
[0012] ⑨在无机封装材料层上制备紫外光固化树脂层；
[0013] ④对步骤⑨处理后的光电子器件表面进行紫外光固化处理30秒；
[0014] ⑥对紫外光固化后的器件，继续重复步骤②、⑨和④的操作，连续重复n-1次， 1《n《20 ;
[0015] ⑧测试封装后器件的寿命W及其他各项参数。
[0016] 本发明的封装方法中，所述无机封装材料层和紫外光固化树脂层是通过真空蒸 锻、离子团束沉积、离子锻、直流瓣射锻膜、RF瓣射锻膜、离子束瓣射锻膜、离子束辅助沉积、 等离子增强化学气相沉积、高密度电感禪合式等离子体源化学气相沉积、触媒式化学气相 沉积、磁控瓣射、喷墨打印、电锻、喷涂、旋涂、浸涂、漉涂或LB膜中的一种或者几种方式而 形成。
[0017] 本发明的封装方法中，所述光电子器件是一种光电之间、电电之间或电光之间可 W进行信号和能量转换的器件。
[001引本发明的封装方法中，光电子器件为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、无机薄膜晶体管或光探测器。
[0019] 本发明的封装方法中，紫外光固化树脂由W下质量百分比的组份组成：
[0020]
[0021] 本发明的封装方法中，所述无机封装材料为金属氧化物或金属硫化物或金属氮化 物，金属氧化物为氧化巧、五氧化二粗、二氧化铁、二氧化错、氧化铜、氧化锋、=氧化二侣、 =氧化二铭、二氧化锡、氧化镶或五氧化二铺中的一种或多种，金属硫化物为二硫化铁、硫 化铁、=硫化二铭、硫化铜、硫化锋、二硫化锡、硫化镶、=硫化二钻、=硫化二铺、硫化铅、= 硫化二铜、硫化锦或二硫化错中的一种或多种，金属氮化物为氮化娃或氮化侣中的一种或 两种。
[0022] 本发明的有益效果；本发明的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W很好地提高器 件稳定性，延长器件寿命。
[0023] 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。通过解决上述该些 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。
【附图说明】
[0024] 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；
[0025] 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；
[0026] 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；
[0027] 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；
[002引
[0029] 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，由无机封装材料层21和紫外光固化树脂层22W-定的周 期数n交替重叠构成。
【具体实施方式】
[0030] 虫胶是由一种紫胶虫寄生于一些豆科植物树枝上吸食树汁后分泌的一种紫红色 天然树脂，也被称为紫胶，具有独特的优良特性，被广泛应用于食品、医药、塑料、军事、电 气、橡胶、油墨、皮革、涂料、染料和粘合剂等行业。虫胶无毒，目前在医药工业中主要用于 药丸药片的防潮糖衣、药品密封、上光、肠溶药包衣和近年发展起来的营养物与化妆品的胶 囊等。虫胶涂料同样可用于食品工业的很多方面，可被人体吸收、可自然降解，例如糖果和 糕点涂了虫胶涂料之后，可变得甚为美观、光亮，可W防潮、防结块、防变质和延长贬存时间 等。水果用虫胶涂料涂膜后，能在一定时期内抑制水分蒸发，保持新鲜，减少腐烂，改善外 观，产生提高经济效益的效果。虫胶产品具有较好的抗张强度、耐磨性、回弹性和硬度，具有 理想的机械性能。电学性能方面，虫胶的介电强度高，介电常数低，且在受电弧支配后，无导 电性，加上它有良好的粘着性和热塑性，在电器绝缘上有特殊的用途。
[0031] 实施例1
[0032] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ITO,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl) -N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5- (SN-苯 基 -2-苯并咪挫-。苯41aPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为Al2〇3,紫 外光固化树脂层22包括56%的虫胶、5%的丙S醇、0. 98%的氧化铅、3. 97%的甲苯二异氯 酸醋、10 %的S甲醇基丙烷、0. 02 %的对苯二酪、10 %的四氨快喃、4 %的2-哲己基甲基丙 締酸醋、0. 03%的二月桂酸二了基锡、3%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和7%的甲基丙締酸 甲醋，周期数n为20,器件结构为：
[003引 玻璃衬底 /ITO/NPB(50nm)/TPBi(30nm) /Mg:Ag(200nm) / [AI2O3(200nm) / 紫外光固 化树脂（l00nm)]2。
[0034] 制备方法如下；
[0035] ①利用洗漆剂、丙酬溶液、己醇溶液和去离子水超声清洗基片并用氮气吹干；
[0036] 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. 0X1〇-中a和3. 0X1〇-中aW下，利用高真空蒸锻方法制备各有机功能层W及阴极金属 层；
[0037]⑨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下简 称PECVD)方法制备无机封装材料Al2〇3,沉积的厚度为200nm;
[003引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
[0039] 涂的厚度为lOOnm;
[0040] ⑥对器件进行紫外光固化处理30秒；
[0041] ⑧重复上述步骤⑨~⑥，再制备周期数为（n-1)的无机封装材料和紫外光固化树 脂交替组成的薄膜层；
[0042] ⑦测试器件的寿命及其各项参数。
[0043] 实施例2
[0044] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ITO,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl) -N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5- (SN-苯 基-2-苯并咪挫-。苯41aPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为Al2〇3,紫 外光固化树脂层22包括50%的虫胶、6%的丙S醇、0. 01 %的氧化铅、5%的甲苯二异氯酸 醋、11 %的S甲醇基丙烷、0.05%的对苯二酪、12%的四氨快喃、6%的2-哲己基甲基丙締 酸醋、0. 05 %的二月桂酸二了基锡、3. 89 %的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和6%的甲基丙締酸 甲醋，周期数n为16,器件结构为：
[0045]玻璃衬底 /ITO/NPB(50nm)/TPBi(30nm) /Mg:Ag(200nm) / [AI2O3(200nm) / 紫外光固 化树脂（100nm)]i6
[0046] 制备方法与实施例1相似。
[0047] 实施例3
[0048] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ITO,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl)-N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5-(SN-苯 基-2-苯并咪挫-。苯41仰叫，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为Al2〇3,紫 外光固化树脂层22包括30%的虫胶、5%的丙S醇、1 %的氧化铅、7%的甲苯二异氯酸醋、 10%的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、15%的四氨快喃、10%的2-哲己基甲基丙締酸醋、 1%的二月桂酸二了基锡、8%的2,2-二甲氧基-苯基甲酬和12%的甲基丙締酸甲醋，周期 数n为12,器件结构为：
[0049]玻璃衬底 /ITO/NPB(50nm)/TPBi(30nm)/Mg:Ag(200nm)/ [AI2O3(200nm)/ 紫外光固 化树脂（100nm)]i2
[0050]制备方法与实施例1相似。
[0化1] 实施例4
[0052] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ITO,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl) -N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5- (SN-苯 基-2-苯并咪挫-。苯41aPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为SIsNa，紫 外光固化树脂层22包括10%的虫胶、40%的丙S醇、0.002%的氧化铅、6%的甲苯二异氯 酸醋、8%的S甲醇基丙烷、0. 948 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、10 %的2-哲己基甲基丙 締酸醋、0. 05%的二月桂酸二了基锡、5%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和8%的甲基丙締酸 甲醋，周期数n为8,器件结构为：
[005引玻璃衬底/ITO/NPB巧Onm) /TPBi (30nm)/Mg:Ag(200nm)/ [SisN4巧OOnm)/ 紫外光固 化树脂巧00nm)]8
[0化4] 制备方法与实施例1相似。
[0化5]实施例5
[0056] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为IT0,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl)-N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5-(SN-苯 基-2-苯并咪挫-。苯41仰叫，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为SIsNa，紫 外光固化树脂层22包括19%的虫胶、5%的丙S醇、0. 05%的氧化铅、25%的甲苯二异氯酸 醋、10 %的S甲醇基丙烷、0. 5 %的对苯二酪、13 %的四氨快喃、15 %的2-哲己基甲基丙締 酸醋、0. 45%的二月桂酸二了基锡、6%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和6%的甲基丙締酸甲 醋，周期数n为4,器件结构为：
[0057]玻璃衬底/ITO/NPB(50nm)/TPBi(30nm)/Mg: Ag(200nm) /[AI2O3巧OOnm) / 紫外光固 化树脂巧00nm)]4
[0化引制备方法与实施例1相似。
[0059] 实施例6
[0060] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ITO,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl)-N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5-(SN-苯 基-2-苯并咪挫-。苯41仰叫，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为SIsNa，紫 外光固化树脂层22包括10%的虫胶、7%的丙S醇、1%的氧化铅、3%的甲苯二异氯酸醋、 48%的S甲醇基丙烷、3%的对苯二酪、11 %的四氨快喃、5%的2-哲己基甲基丙締酸醋、 1%的二月桂酸二了基锡、3%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和8%的甲基丙締酸甲醋，周期数 n为1，器件结构为：
[0061]玻璃衬底/ITO/NPB巧Onm) /TPBi (30nm) /Mg: Ag (200nm)/[SigN*巧OOnm)/ 紫外光固 化树脂巧OOnm)]1
[0062] 实施例7
[0063] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为ITO,电子给体层16为献菁铜 K证C)，电子受体层17为富勒締（CJ，阴极层15为Ag，无机封装材料层21为Al2〇3,紫外光 固化树脂层22包括15 %的虫胶、6%的丙S醇、1 %的氧化铅、5 %的甲苯二异氯酸醋、12 % 的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、38%的四氨快喃、4%的2-哲己基甲基丙締酸醋、1 %的 二月桂酸二了基锡、4%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和13%的甲基丙締酸甲醋，周期数n为 20,器件结构为：
[0064]玻璃衬底/IT0/C证c(20nm)/Ce〇(40nm)/Ag(150nm)/[Al203(l00nm)/紫外光固化树 脂巧0nm)]2(i
[00化]制备方法与实施例1相似。
[0066] 实施例8
[0067] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为IT0,电子给体层16为献菁铜 K证C)，电子受体层17为富勒締（CJ，阴极层15为Ag，无机封装 材料层21为Al2〇3,紫外光 固化树脂层22包括10%的虫胶、10%的丙S醇、1%的氧化铅、6%的甲苯二异氯酸醋、10% 的=甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、8%的2-哲己基甲基丙締酸醋、1. 5 % 的二月桂酸二了基锡、4. 5%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和36%的甲基丙締酸甲醋，周期数 n为16,器件结构为：
[0068]玻璃衬底/IT0/C证c(20nm)/Ce〇(40nm)/Ag(150nm)/[Al203(l00nm)/紫外光固化树 脂巧Onm)]ie
[0069] 制备方法与实施例1相似。
[0070] 实施例9
[0071] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为IT0,电子给体层16为献菁 铜似1化），电子受体层17为富勒締（Ce。），阴极层15为Ag，无机封装材料层21为AI2O3,紫 外光固化树脂层22包括49 %的虫胶、5 %的丙S醇、0. 95 %的氧化铅、5 %的甲苯二异氯酸 醋、10%的S甲醇基丙烷、0.02 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、6%的2-哲己基甲基丙締 酸醋、0. 03%的二月桂酸二了基锡、3%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和9%的甲基丙締酸甲 醋，周期数n为12,器件结构为：
[007引玻璃衬底/ITO/C证c(20nm)/Cen(40nm)/Ag(150nm)/[Al203(l00nm)/紫外光固化树 脂巧0皿)]。
[0073] 制备方法与实施例1相似。
[0074] 实施例10
[0075] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为ITO,电子给体层16为献菁铜 (化化），电子受体层17为富勒締（CJ，阴极层15为Ag，无机封装材料层21为Si〇2,紫外 光固化树脂层22包括7 %的虫胶、45 %的丙S醇、2 %的氧化铅、3. 5 %的甲苯二异氯酸醋、 10%的S甲醇基丙烷、2%的对苯二酪、10%的四氨快喃、4%的2-哲己基甲基丙締酸醋、 1.5%的二月桂酸二了基锡、7%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和8%的甲基丙締酸甲醋，周期 数n为20,器件结构为：
[0076]玻璃衬底ATO/C证c(20nm)/Ce〇(40nm)/Ag(150nm)/[Si02(300nm)/紫外光固化树 月旨巧00nm)]2。
[0077] 制备方法与实施例1相似。
[007引实施例11
[0079] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为ITO,电子给体层16为献菁铜 (化化），电子受体层17为富勒締（CJ，阴极层15为Ag，无机封装材料层21为Si〇2,紫外光 固化树脂层22包括30 %的虫胶、5 %的丙S醇、1 %的氧化铅、7 %的甲苯二异氯酸醋、10 % 的S甲醇基丙烷、1%的对苯二酪、15%的四氨快喃、10%的2-哲己基甲基丙締酸醋、1%的 二月桂酸二了基锡、10%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和10%的甲基丙締酸甲醋，周期数n 为16,器件结构为；
[0080]玻璃衬底ATO/C证c(20nm)/Ce〇(40nm)/Ag(150nm)/[Si02(300nm)/紫外光固化树 月旨巧00nm)]i6
[0081] 制备方法与实施例1相似。
[0082] 实施例12
[0083] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为ITO,电子给体层16为献菁铜 (化化），电子受体层17为富勒締（CJ，阴极层15为Ag，无机封装材料层21为Si〇2,紫外 光固化树脂层22包括8 %的虫胶、40 %的丙S醇、0. 9 %的氧化铅、6 %的甲苯二异氯酸醋、 10 %的S甲醇基丙烷、0.05 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、10 %的2-哲己基甲基丙締酸 醋、0.05%的二月桂酸二了基锡、5%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和8%的甲基丙締酸甲醋， 周期数n为12,器件结构为：
[0084]玻璃衬底ATO/C证c(20nm)/Ce〇(40nm)/Ag(150nm)/[Si02(300nm)/紫外光固化树 月旨巧00nm)]i2
[0085] 制备方法与实施例1相似。
[0086] 实施例13
[0087]如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为ITO,绝缘层19为聚甲基丙締 酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料层 21为SIsNa，紫外光固化树脂层22包括10%的虫胶、5%的丙S醇、0. 05%的氧化铅、25%的 甲苯二异氯酸醋、12 %的S甲醇基丙烷、0. 5 %的对苯二酪、13 %的四氨快喃、18 %的2-哲 己基甲基丙締酸醋、0. 45%的二月桂酸二了基锡、6%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和10%的 甲基丙締酸甲醋，周期数n为20,器件结构为：
[00能]Si衬底 /IT0(180nm)/PMMA(400nm)/Pentacene(80nm)/Au(100nm)/ [Si3N4(200nm)/ 紫外光固化树脂（100nm)]2。
[0089] 制备方法如下；
[0090] ①利用洗漆剂、丙酬溶液、己醇溶液和去离子水超声清洗基片并用氮气吹干；
[0091] 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. 0X1〇-中a和3. 0X1〇-中aW下，利用高真空蒸锻方法制备各有机功能层W及阴极金属 层；
[0092]⑨对上述制备的有机薄膜晶体管器件，利用等离子增强型化学气象沉积（W下简 称PECVD)方法制备无机封装材料SIsNa，沉积的厚度为200nm;
[0093]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lOOnm;
[0094] ⑥对器件进行紫外光固化处理30秒；
[0095] ⑧重复上述步骤⑨~⑥，再制备周期数为（n-1)的无机封装材料和紫外光固化树 脂交替组成的薄膜层；
[0096] ⑦测试器件的寿命及其各项参数。
[0097] 实施例14
[009引如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为ITO,绝缘层19为聚甲基丙締 酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料层 21为SIsNa，紫外光固化树脂层22包括10 %的虫胶、9 %的丙S醇、1 %的氧化铅、6 %的甲苯 二异氯酸醋、45 %的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、6%的2-哲己基甲基 丙締酸醋、1%的二月桂酸二了基锡、3%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和6%的甲基丙締酸甲 醋，周期数n为16,器件结构为：
[0099] Si衬底 /IT0(180nm)/PMMA(400nm)/Pentacene(80nm)/Au(100nm)/ [Si3N4(200nm)/ 紫外光固化树脂（100nm)]i6
[0100] 制备方法与实施例13相似。
[0101] 实施例15
[0102] 如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为口0,绝缘层19为聚甲基丙締 酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料层 21为SIsNa，紫外光固化树脂层22包括14%的虫胶、5 %的丙S醇、1 %的氧化铅、5 %的甲苯 二异氯酸醋、10 %的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、38 %的四氨快喃、8%的2-哲己基甲基 丙締酸醋、1%的二月桂酸二了基锡、5%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和12%的甲基丙締酸 甲醋，周期数n为12,器件结构为：
[0103] Si衬底 /IT0(180nm)/PMMA(400nm)/Pentacene(80nm)/Au(100nm)/ [Si3N4(200nm)/ 紫外光固化树脂（lOOnm)]。
[01 04] 制备方法与实施例13相似。
[0105] 实施例16
[0106] 如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为口0,绝缘层19为聚甲基丙 締酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料 层21为Si〇2,紫外光固化树脂层22包括10 %的虫胶、10 %的丙S醇、1 %的氧化铅、6%的 甲苯二异氯酸醋、10 %的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、12%的四氨快喃、8%的2-哲己基 甲基丙締酸醋、1 %的二月桂酸二了基锡、8%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和33%的甲基丙 締酸甲醋，周期数n为12,器件结构为：
[0107] Si衬底/"ITO(180nm)/PMMA(400nm)/Pentacene巧Onm)/Au(lOOnm) / [Si02(200nm) / 紫外光固化树脂巧00nm)]i2
[0108] 制备方法与实施例13相似。
[0109] 实施例17
[0110] 如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为口0,绝缘层19为聚甲基丙締 酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料层 21为Si〇2,紫外光固化树脂层22包括10%的虫胶、10%的丙S醇、1 %的氧化铅、6%的甲苯 二异氯酸醋、10 %的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、8%的2-哲己基甲基 丙締酸醋、1 %的二月桂酸二了基锡、6%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和35%的甲基丙締酸 甲醋，周期数n为12,器件结构为：
[0111]Si衬底/"ITO(180nm)/PMMA(400nm)/Pentacene巧Onm)/Au(lOOnm) / [Si02(200nm) / 紫外光固化树脂巧00nm)]i2
[0112] 制备方法与实施例13相似。
[0113] 实施例18
[0114] 如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为口0,绝缘层19为聚甲基丙締 酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料层 21为Si〇2,紫外光固化树脂层22包括10%的虫胶、10%的丙S醇、1 %的氧化铅、6%的甲苯 二异氯酸醋、10 %的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、8%的2-哲己基甲基 丙締酸醋、1 %的二月桂酸二了基锡、5 %的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和36 %的甲基丙締酸 甲醋，器件结构为：
[0115] Si衬底/"ITO (180nm) /PMMA (400nm) /Pentacene巧Onm) /Au (lOOnm)/[Si02(200nm)/ 紫外光固化树脂巧00nm)]i
[0116] 制备方法与实施例13相似。
[0117] 对比实施例1
[011引如图4所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为口0,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl) -N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5- (SN-苯 基-2-苯并咪挫-2)苯41 (TPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，器件结构为；
[0119]玻璃衬底 /1T0/NPB(50nm)/TPBi(30nm) /Mg:Ag(200nm)
[0120] 制备方法如下；
[0121] ①利用洗漆剂、丙酬溶液、己醇溶液和去离子水超声清洗基片并用氮气吹干；
[0122]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.oxl〇-中a和3.oxl〇-中aW下，利用高真空蒸锻方法制备各有机功能层W及阴极金属 层；
[0123] ⑨测试器件的寿命及其各项参数。
[0124] 表1: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。
[0125]
【主权项】
1. 一种光电子器件的封装结构，包括用于包覆光电子器件的薄膜封装层，其特征在 于，薄膜封装层由无机封装材料层和紫外光固化树脂层以周期数η交替重叠组成，其中， 1 < η < 20,所述紫外光固化树脂由以下质量百分比的组份组成：2. 根据权利要求1所述的光电子器件的封装结构，其特征在于，所述无机封装材料为 金属氧化物或金属硫化物或金属氮化物，金属氧化物为氧化钙、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、氧化镍或五氧化二锑中的一 种或多种，金属硫化物为二硫化钛、硫化铁、三硫化二络、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、硫化铈或二硫化锆中的一种或多种，金 属氮化物为氮化硅或氮化铝中的一种或两种。3. -种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层； ③ 在无机封装材料层上制备紫外光固化树脂层； ④ 对步骤③处理后的光电子器件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η-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。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，所述无机封装材料层 和紫外光固化树脂层是通过真空蒸镀、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 或LB膜中的一种或者几种方式而形成。5. 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，所述光电子器件是一 种光电之间、电电之间或电光之间可以进行信号和能量转换的器件。6. 根据权利要求5所述的光电子器件的封装方法，其特征在于，光电子器件为有机电 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 薄膜晶体管或光探测器。7. 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，紫外光固化树脂由以 下质量百分比的组份组成：8. 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，所述无机封装材料为 金属氧化物或金属硫化物或金属氮化物，金属氧化物为氧化钙、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、氧化镍或五氧化二锑中的一 种或多种，金属硫化物为二硫化钛、硫化铁、三硫化二络、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、硫化铈或二硫化锆中的一种或多种，金 属氮化物为氮化硅或氮化铝中的一种或两种。
【专利摘要】本发明公开了一种光电子器件的封装结构及封装方法，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：虫胶、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-苯基甲酮和甲基丙烯酸甲酯。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。
【IPC分类】C08K13/02, C08K5/57, H01L23/29, C08K5/132, C08K3/22, C08K5/053, C08L93/02, C08K5/13, H01L21/56
【公开号】CN104900604
【申请号】CN201510212969
【发明人】于军胜, 王煦, 韩世蛟, 施薇
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月29日
【技术领域】
[0001] 本发明设及光电子技术领域，具体设及一种光电子器件的封装结构及封装方法。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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（如玻璃或娃片）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幾基化合物，此化合物是严重的泽灭剂，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W及何 种封装方法也就成了解决问题的另一个突破点。
【发明内容】
[0004] 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。
[0005] 本发明的技术方案为：
[0006] 一种光电子器件的封装结构，包括用于包覆光电子器件的薄膜封装层，薄膜封装 层由无机封装材料层和紫外光固化树脂层W周期数n交替重叠组成，其中，1《n《20,所 述紫外光固化树脂由W下质量百分比的组份组成：
[0007]
[000引本发明的封装结构中，所述无机封装材料为金属氧化物或金属硫化物或金属氮化 物，金属氧化物为氧化巧、五氧化二粗、二氧化铁、二氧化错、氧化铜、氧化锋、=氧化二侣、 =氧化二铭、二氧化锡、氧化镶或五氧化二铺中的一种或多种，金属硫化物为二硫化铁、硫 化铁、=硫化二铭、硫化铜、硫化锋、二硫化锡、硫化镶、=硫化二钻、=硫化二铺、硫化铅、= 硫化二铜、硫化锦或二硫化错中的一种或多种，金属氮化物为氮化娃或氮化侣中的一种或 两种。
[0009] 本发明还公开了一种光电子器件的封装方法，包括W下步骤：
[0010] ①制备光电子器件；
[0011] ②在所制备的光电子器件上制备无机封装材料层；
[0012] ⑨在无机封装材料层上制备紫外光固化树脂层；
[0013] ④对步骤⑨处理后的光电子器件表面进行紫外光固化处理30秒；
[0014] ⑥对紫外光固化后的器件，继续重复步骤②、⑨和④的操作，连续重复n-1次， 1《n《20 ;
[0015] ⑧测试封装后器件的寿命W及其他各项参数。
[0016] 本发明的封装方法中，所述无机封装材料层和紫外光固化树脂层是通过真空蒸 锻、离子团束沉积、离子锻、直流瓣射锻膜、RF瓣射锻膜、离子束瓣射锻膜、离子束辅助沉积、 等离子增强化学气相沉积、高密度电感禪合式等离子体源化学气相沉积、触媒式化学气相 沉积、磁控瓣射、喷墨打印、电锻、喷涂、旋涂、浸涂、漉涂或LB膜中的一种或者几种方式而 形成。
[0017] 本发明的封装方法中，所述光电子器件是一种光电之间、电电之间或电光之间可 W进行信号和能量转换的器件。
[001引本发明的封装方法中，光电子器件为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、无机薄膜晶体管或光探测器。
[0019] 本发明的封装方法中，紫外光固化树脂由W下质量百分比的组份组成：
[0020]
[0021] 本发明的封装方法中，所述无机封装材料为金属氧化物或金属硫化物或金属氮化 物，金属氧化物为氧化巧、五氧化二粗、二氧化铁、二氧化错、氧化铜、氧化锋、=氧化二侣、 =氧化二铭、二氧化锡、氧化镶或五氧化二铺中的一种或多种，金属硫化物为二硫化铁、硫 化铁、=硫化二铭、硫化铜、硫化锋、二硫化锡、硫化镶、=硫化二钻、=硫化二铺、硫化铅、= 硫化二铜、硫化锦或二硫化错中的一种或多种，金属氮化物为氮化娃或氮化侣中的一种或 两种。
[0022] 本发明的有益效果；本发明的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W很好地提高器 件稳定性，延长器件寿命。
[0023] 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。通过解决上述该些 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。
【附图说明】
[0024] 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；
[0025] 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；
[0026] 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；
[0027] 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；
[002引
[0029] 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，由无机封装材料层21和紫外光固化树脂层22W-定的周 期数n交替重叠构成。
【具体实施方式】
[0030] 虫胶是由一种紫胶虫寄生于一些豆科植物树枝上吸食树汁后分泌的一种紫红色 天然树脂，也被称为紫胶，具有独特的优良特性，被广泛应用于食品、医药、塑料、军事、电 气、橡胶、油墨、皮革、涂料、染料和粘合剂等行业。虫胶无毒，目前在医药工业中主要用于 药丸药片的防潮糖衣、药品密封、上光、肠溶药包衣和近年发展起来的营养物与化妆品的胶 囊等。虫胶涂料同样可用于食品工业的很多方面，可被人体吸收、可自然降解，例如糖果和 糕点涂了虫胶涂料之后，可变得甚为美观、光亮，可W防潮、防结块、防变质和延长贬存时间 等。水果用虫胶涂料涂膜后，能在一定时期内抑制水分蒸发，保持新鲜，减少腐烂，改善外 观，产生提高经济效益的效果。虫胶产品具有较好的抗张强度、耐磨性、回弹性和硬度，具有 理想的机械性能。电学性能方面，虫胶的介电强度高，介电常数低，且在受电弧支配后，无导 电性，加上它有良好的粘着性和热塑性，在电器绝缘上有特殊的用途。
[0031] 实施例1
[0032] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ITO,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl) -N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5- (SN-苯 基 -2-苯并咪挫-。苯41aPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为Al2〇3,紫 外光固化树脂层22包括56%的虫胶、5%的丙S醇、0. 98%的氧化铅、3. 97%的甲苯二异氯 酸醋、10 %的S甲醇基丙烷、0. 02 %的对苯二酪、10 %的四氨快喃、4 %的2-哲己基甲基丙 締酸醋、0. 03%的二月桂酸二了基锡、3%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和7%的甲基丙締酸 甲醋，周期数n为20,器件结构为：
[003引 玻璃衬底 /ITO/NPB(50nm)/TPBi(30nm) /Mg:Ag(200nm) / [AI2O3(200nm) / 紫外光固 化树脂（l00nm)]2。
[0034] 制备方法如下；
[0035] ①利用洗漆剂、丙酬溶液、己醇溶液和去离子水超声清洗基片并用氮气吹干；
[0036] 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. 0X1〇-中a和3. 0X1〇-中aW下，利用高真空蒸锻方法制备各有机功能层W及阴极金属 层；
[0037]⑨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下简 称PECVD)方法制备无机封装材料Al2〇3,沉积的厚度为200nm;
[003引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
[0039] 涂的厚度为lOOnm;
[0040] ⑥对器件进行紫外光固化处理30秒；
[0041] ⑧重复上述步骤⑨~⑥，再制备周期数为（n-1)的无机封装材料和紫外光固化树 脂交替组成的薄膜层；
[0042] ⑦测试器件的寿命及其各项参数。
[0043] 实施例2
[0044] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ITO,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl) -N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5- (SN-苯 基-2-苯并咪挫-。苯41aPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为Al2〇3,紫 外光固化树脂层22包括50%的虫胶、6%的丙S醇、0. 01 %的氧化铅、5%的甲苯二异氯酸 醋、11 %的S甲醇基丙烷、0.05%的对苯二酪、12%的四氨快喃、6%的2-哲己基甲基丙締 酸醋、0. 05 %的二月桂酸二了基锡、3. 89 %的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和6%的甲基丙締酸 甲醋，周期数n为16,器件结构为：
[0045]玻璃衬底 /ITO/NPB(50nm)/TPBi(30nm) /Mg:Ag(200nm) / [AI2O3(200nm) / 紫外光固 化树脂（100nm)]i6
[0046] 制备方法与实施例1相似。
[0047] 实施例3
[0048] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ITO,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl)-N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5-(SN-苯 基-2-苯并咪挫-。苯41仰叫，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为Al2〇3,紫 外光固化树脂层22包括30%的虫胶、5%的丙S醇、1 %的氧化铅、7%的甲苯二异氯酸醋、 10%的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、15%的四氨快喃、10%的2-哲己基甲基丙締酸醋、 1%的二月桂酸二了基锡、8%的2,2-二甲氧基-苯基甲酬和12%的甲基丙締酸甲醋，周期 数n为12,器件结构为：
[0049]玻璃衬底 /ITO/NPB(50nm)/TPBi(30nm)/Mg:Ag(200nm)/ [AI2O3(200nm)/ 紫外光固 化树脂（100nm)]i2
[0050]制备方法与实施例1相似。
[0化1] 实施例4
[0052] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ITO,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl) -N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5- (SN-苯 基-2-苯并咪挫-。苯41aPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为SIsNa，紫 外光固化树脂层22包括10%的虫胶、40%的丙S醇、0.002%的氧化铅、6%的甲苯二异氯 酸醋、8%的S甲醇基丙烷、0. 948 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、10 %的2-哲己基甲基丙 締酸醋、0. 05%的二月桂酸二了基锡、5%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和8%的甲基丙締酸 甲醋，周期数n为8,器件结构为：
[005引玻璃衬底/ITO/NPB巧Onm) /TPBi (30nm)/Mg:Ag(200nm)/ [SisN4巧OOnm)/ 紫外光固 化树脂巧00nm)]8
[0化4] 制备方法与实施例1相似。
[0化5]实施例5
[0056] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为IT0,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl)-N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5-(SN-苯 基-2-苯并咪挫-。苯41仰叫，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为SIsNa，紫 外光固化树脂层22包括19%的虫胶、5%的丙S醇、0. 05%的氧化铅、25%的甲苯二异氯酸 醋、10 %的S甲醇基丙烷、0. 5 %的对苯二酪、13 %的四氨快喃、15 %的2-哲己基甲基丙締 酸醋、0. 45%的二月桂酸二了基锡、6%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和6%的甲基丙締酸甲 醋，周期数n为4,器件结构为：
[0057]玻璃衬底/ITO/NPB(50nm)/TPBi(30nm)/Mg: Ag(200nm) /[AI2O3巧OOnm) / 紫外光固 化树脂巧00nm)]4
[0化引制备方法与实施例1相似。
[0059] 实施例6
[0060] 如图1所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为ITO,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl)-N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5-(SN-苯 基-2-苯并咪挫-。苯41仰叫，阴极层15为Mg:Ag合金，无机封装材料层21为SIsNa，紫 外光固化树脂层22包括10%的虫胶、7%的丙S醇、1%的氧化铅、3%的甲苯二异氯酸醋、 48%的S甲醇基丙烷、3%的对苯二酪、11 %的四氨快喃、5%的2-哲己基甲基丙締酸醋、 1%的二月桂酸二了基锡、3%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和8%的甲基丙締酸甲醋，周期数 n为1，器件结构为：
[0061]玻璃衬底/ITO/NPB巧Onm) /TPBi (30nm) /Mg: Ag (200nm)/[SigN*巧OOnm)/ 紫外光固 化树脂巧OOnm)]1
[0062] 实施例7
[0063] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为ITO,电子给体层16为献菁铜 K证C)，电子受体层17为富勒締（CJ，阴极层15为Ag，无机封装材料层21为Al2〇3,紫外光 固化树脂层22包括15 %的虫胶、6%的丙S醇、1 %的氧化铅、5 %的甲苯二异氯酸醋、12 % 的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、38%的四氨快喃、4%的2-哲己基甲基丙締酸醋、1 %的 二月桂酸二了基锡、4%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和13%的甲基丙締酸甲醋，周期数n为 20,器件结构为：
[0064]玻璃衬底/IT0/C证c(20nm)/Ce〇(40nm)/Ag(150nm)/[Al203(l00nm)/紫外光固化树 脂巧0nm)]2(i
[00化]制备方法与实施例1相似。
[0066] 实施例8
[0067] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为IT0,电子给体层16为献菁铜 K证C)，电子受体层17为富勒締（CJ，阴极层15为Ag，无机封装 材料层21为Al2〇3,紫外光 固化树脂层22包括10%的虫胶、10%的丙S醇、1%的氧化铅、6%的甲苯二异氯酸醋、10% 的=甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、8%的2-哲己基甲基丙締酸醋、1. 5 % 的二月桂酸二了基锡、4. 5%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和36%的甲基丙締酸甲醋，周期数 n为16,器件结构为：
[0068]玻璃衬底/IT0/C证c(20nm)/Ce〇(40nm)/Ag(150nm)/[Al203(l00nm)/紫外光固化树 脂巧Onm)]ie
[0069] 制备方法与实施例1相似。
[0070] 实施例9
[0071] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为IT0,电子给体层16为献菁 铜似1化），电子受体层17为富勒締（Ce。），阴极层15为Ag，无机封装材料层21为AI2O3,紫 外光固化树脂层22包括49 %的虫胶、5 %的丙S醇、0. 95 %的氧化铅、5 %的甲苯二异氯酸 醋、10%的S甲醇基丙烷、0.02 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、6%的2-哲己基甲基丙締 酸醋、0. 03%的二月桂酸二了基锡、3%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和9%的甲基丙締酸甲 醋，周期数n为12,器件结构为：
[007引玻璃衬底/ITO/C证c(20nm)/Cen(40nm)/Ag(150nm)/[Al203(l00nm)/紫外光固化树 脂巧0皿)]。
[0073] 制备方法与实施例1相似。
[0074] 实施例10
[0075] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为ITO,电子给体层16为献菁铜 (化化），电子受体层17为富勒締（CJ，阴极层15为Ag，无机封装材料层21为Si〇2,紫外 光固化树脂层22包括7 %的虫胶、45 %的丙S醇、2 %的氧化铅、3. 5 %的甲苯二异氯酸醋、 10%的S甲醇基丙烷、2%的对苯二酪、10%的四氨快喃、4%的2-哲己基甲基丙締酸醋、 1.5%的二月桂酸二了基锡、7%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和8%的甲基丙締酸甲醋，周期 数n为20,器件结构为：
[0076]玻璃衬底ATO/C证c(20nm)/Ce〇(40nm)/Ag(150nm)/[Si02(300nm)/紫外光固化树 月旨巧00nm)]2。
[0077] 制备方法与实施例1相似。
[007引实施例11
[0079] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为ITO,电子给体层16为献菁铜 (化化），电子受体层17为富勒締（CJ，阴极层15为Ag，无机封装材料层21为Si〇2,紫外光 固化树脂层22包括30 %的虫胶、5 %的丙S醇、1 %的氧化铅、7 %的甲苯二异氯酸醋、10 % 的S甲醇基丙烷、1%的对苯二酪、15%的四氨快喃、10%的2-哲己基甲基丙締酸醋、1%的 二月桂酸二了基锡、10%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和10%的甲基丙締酸甲醋，周期数n 为16,器件结构为；
[0080]玻璃衬底ATO/C证c(20nm)/Ce〇(40nm)/Ag(150nm)/[Si02(300nm)/紫外光固化树 月旨巧00nm)]i6
[0081] 制备方法与实施例1相似。
[0082] 实施例12
[0083] 如图2所示，1为有机太阳能电池器件，阳极层12为ITO,电子给体层16为献菁铜 (化化），电子受体层17为富勒締（CJ，阴极层15为Ag，无机封装材料层21为Si〇2,紫外 光固化树脂层22包括8 %的虫胶、40 %的丙S醇、0. 9 %的氧化铅、6 %的甲苯二异氯酸醋、 10 %的S甲醇基丙烷、0.05 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、10 %的2-哲己基甲基丙締酸 醋、0.05%的二月桂酸二了基锡、5%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和8%的甲基丙締酸甲醋， 周期数n为12,器件结构为：
[0084]玻璃衬底ATO/C证c(20nm)/Ce〇(40nm)/Ag(150nm)/[Si02(300nm)/紫外光固化树 月旨巧00nm)]i2
[0085] 制备方法与实施例1相似。
[0086] 实施例13
[0087]如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为ITO,绝缘层19为聚甲基丙締 酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料层 21为SIsNa，紫外光固化树脂层22包括10%的虫胶、5%的丙S醇、0. 05%的氧化铅、25%的 甲苯二异氯酸醋、12 %的S甲醇基丙烷、0. 5 %的对苯二酪、13 %的四氨快喃、18 %的2-哲 己基甲基丙締酸醋、0. 45%的二月桂酸二了基锡、6%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和10%的 甲基丙締酸甲醋，周期数n为20,器件结构为：
[00能]Si衬底 /IT0(180nm)/PMMA(400nm)/Pentacene(80nm)/Au(100nm)/ [Si3N4(200nm)/ 紫外光固化树脂（100nm)]2。
[0089] 制备方法如下；
[0090] ①利用洗漆剂、丙酬溶液、己醇溶液和去离子水超声清洗基片并用氮气吹干；
[0091] 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. 0X1〇-中a和3. 0X1〇-中aW下，利用高真空蒸锻方法制备各有机功能层W及阴极金属 层；
[0092]⑨对上述制备的有机薄膜晶体管器件，利用等离子增强型化学气象沉积（W下简 称PECVD)方法制备无机封装材料SIsNa，沉积的厚度为200nm;
[0093]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lOOnm;
[0094] ⑥对器件进行紫外光固化处理30秒；
[0095] ⑧重复上述步骤⑨~⑥，再制备周期数为（n-1)的无机封装材料和紫外光固化树 脂交替组成的薄膜层；
[0096] ⑦测试器件的寿命及其各项参数。
[0097] 实施例14
[009引如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为ITO,绝缘层19为聚甲基丙締 酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料层 21为SIsNa，紫外光固化树脂层22包括10 %的虫胶、9 %的丙S醇、1 %的氧化铅、6 %的甲苯 二异氯酸醋、45 %的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、6%的2-哲己基甲基 丙締酸醋、1%的二月桂酸二了基锡、3%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和6%的甲基丙締酸甲 醋，周期数n为16,器件结构为：
[0099] Si衬底 /IT0(180nm)/PMMA(400nm)/Pentacene(80nm)/Au(100nm)/ [Si3N4(200nm)/ 紫外光固化树脂（100nm)]i6
[0100] 制备方法与实施例13相似。
[0101] 实施例15
[0102] 如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为口0,绝缘层19为聚甲基丙締 酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料层 21为SIsNa，紫外光固化树脂层22包括14%的虫胶、5 %的丙S醇、1 %的氧化铅、5 %的甲苯 二异氯酸醋、10 %的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、38 %的四氨快喃、8%的2-哲己基甲基 丙締酸醋、1%的二月桂酸二了基锡、5%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和12%的甲基丙締酸 甲醋，周期数n为12,器件结构为：
[0103] Si衬底 /IT0(180nm)/PMMA(400nm)/Pentacene(80nm)/Au(100nm)/ [Si3N4(200nm)/ 紫外光固化树脂（lOOnm)]。
[01 04] 制备方法与实施例13相似。
[0105] 实施例16
[0106] 如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为口0,绝缘层19为聚甲基丙 締酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料 层21为Si〇2,紫外光固化树脂层22包括10 %的虫胶、10 %的丙S醇、1 %的氧化铅、6%的 甲苯二异氯酸醋、10 %的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、12%的四氨快喃、8%的2-哲己基 甲基丙締酸醋、1 %的二月桂酸二了基锡、8%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和33%的甲基丙 締酸甲醋，周期数n为12,器件结构为：
[0107] Si衬底/"ITO(180nm)/PMMA(400nm)/Pentacene巧Onm)/Au(lOOnm) / [Si02(200nm) / 紫外光固化树脂巧00nm)]i2
[0108] 制备方法与实施例13相似。
[0109] 实施例17
[0110] 如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为口0,绝缘层19为聚甲基丙締 酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料层 21为Si〇2,紫外光固化树脂层22包括10%的虫胶、10%的丙S醇、1 %的氧化铅、6%的甲苯 二异氯酸醋、10 %的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、8%的2-哲己基甲基 丙締酸醋、1 %的二月桂酸二了基锡、6%的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和35%的甲基丙締酸 甲醋，周期数n为12,器件结构为：
[0111]Si衬底/"ITO(180nm)/PMMA(400nm)/Pentacene巧Onm)/Au(lOOnm) / [Si02(200nm) / 紫外光固化树脂巧00nm)]i2
[0112] 制备方法与实施例13相似。
[0113] 实施例18
[0114] 如图3所示，1为有机薄膜晶体管器件，底电极18为口0,绝缘层19为聚甲基丙締 酸甲醋（PMMA)，载流子传输层20为并五苯（Pentacene)，顶电极23为Au，无机封装材料层 21为Si〇2,紫外光固化树脂层22包括10%的虫胶、10%的丙S醇、1 %的氧化铅、6%的甲苯 二异氯酸醋、10 %的S甲醇基丙烷、1 %的对苯二酪、12 %的四氨快喃、8%的2-哲己基甲基 丙締酸醋、1 %的二月桂酸二了基锡、5 %的2, 2-二甲氧基-苯基甲酬和36 %的甲基丙締酸 甲醋，器件结构为：
[0115] Si衬底/"ITO (180nm) /PMMA (400nm) /Pentacene巧Onm) /Au (lOOnm)/[Si02(200nm)/ 紫外光固化树脂巧00nm)]i
[0116] 制备方法与实施例13相似。
[0117] 对比实施例1
[011引如图4所示，1为有机电致发光器件，阳极层12为口0,空穴传输层13为N，N'-二 (蒙亚甲基-1-yl) -N，N' -二（苯基）-联苯胺（NPB)，电子传输层14为1，3, 5- (SN-苯 基-2-苯并咪挫-2)苯41 (TPBi)，阴极层15为Mg:Ag合金，器件结构为；
[0119]玻璃衬底 /1T0/NPB(50nm)/TPBi(30nm) /Mg:Ag(200nm)
[0120] 制备方法如下；
[0121] ①利用洗漆剂、丙酬溶液、己醇溶液和去离子水超声清洗基片并用氮气吹干；
[0122]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.oxl〇-中a和3.oxl〇-中aW下，利用高真空蒸锻方法制备各有机功能层W及阴极金属 层；
[0123] ⑨测试器件的寿命及其各项参数。
[0124] 表1: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。
[0125]
【主权项】
1. 一种光电子器件的封装结构，包括用于包覆光电子器件的薄膜封装层，其特征在 于，薄膜封装层由无机封装材料层和紫外光固化树脂层以周期数η交替重叠组成，其中， 1 < η < 20,所述紫外光固化树脂由以下质量百分比的组份组成：2. 根据权利要求1所述的光电子器件的封装结构，其特征在于，所述无机封装材料为 金属氧化物或金属硫化物或金属氮化物，金属氧化物为氧化钙、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、氧化镍或五氧化二锑中的一 种或多种，金属硫化物为二硫化钛、硫化铁、三硫化二络、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、硫化铈或二硫化锆中的一种或多种，金 属氮化物为氮化硅或氮化铝中的一种或两种。3. -种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层； ③ 在无机封装材料层上制备紫外光固化树脂层； ④ 对步骤③处理后的光电子器件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η-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。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，所述无机封装材料层 和紫外光固化树脂层是通过真空蒸镀、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 或LB膜中的一种或者几种方式而形成。5. 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，所述光电子器件是一 种光电之间、电电之间或电光之间可以进行信号和能量转换的器件。6. 根据权利要求5所述的光电子器件的封装方法，其特征在于，光电子器件为有机电 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 薄膜晶体管或光探测器。7. 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，紫外光固化树脂由以 下质量百分比的组份组成：8. 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，所述无机封装材料为 金属氧化物或金属硫化物或金属氮化物，金属氧化物为氧化钙、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、氧化镍或五氧化二锑中的一 种或多种，金属硫化物为二硫化钛、硫化铁、三硫化二络、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、硫化铈或二硫化锆中的一种或多种，金 属氮化物为氮化硅或氮化铝中的一种或两种。
【专利摘要】本发明公开了一种光电子器件的封装结构及封装方法，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：虫胶、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-苯基甲酮和甲基丙烯酸甲酯。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。
【IPC分类】C08K13/02, C08K5/57, H01L23/29, C08K5/132, C08K3/22, C08K5/053, C08L93/02, C08K5/13, H01L21/56
【公开号】CN104900604
【申请号】CN201510212969
【发明人】于军胜, 王煦, 韩世蛟, 施薇
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月29日
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