[发明专利]电子束蒸发结合原子层沉积钝化层实现有机器件封装的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机电子器件技术领域，具体涉及一种利用电子束蒸发结合原子层沉积技术制备钝化层从而实现有机电子器件封装的方法，该封装方法可以有效地阻隔水汽和氧气向有机电子器件的渗透。 

发明背景 

有机电子器件经过二十几年的研究和发展，已经开发出可以用于商用的平板显示器件，由于其具有重量轻、视角宽、响应速度快等优点，被认为是最具发展潜力的显示技术之一。但有机电子器件的产业化还存在着许多问题，其中器件的寿命是重要的一个方面。以有机电致发光器件（Organic Light Emitting Device,OLED）为例，空气中的水氧对其产生致命的威胁：日本学者C.Adachi报道了对于没有进行封装保护的OLED器件在大气环境下工作，其发光强度在150分钟内下降99％【Hamada Y.，Adachi C.，Tsutsui T.and Shogo S.，Jpn.J.Appl.Phys.31，1812(1992)】。其中，氧气的破坏作用主要表现在使发光层材料氧化变质生成羟基化合物；水汽的主要破坏方式是与金属电极反应使器件电极稳定性下降。因此，OLED必须进行有效封装以阻隔水氧。近年来，OLED的封装技术研究集中在薄膜包覆领域，利用薄膜形成阻隔水氧进入器件的钝化层，这种方法使OLED器件更轻薄，寿命更长，机械性能更优异，是OLED器件制备领域未来的发展方向。 

电子束蒸发镀膜技术是一种制备高纯物质薄膜的物理方法，在电子束加热装置中，从阴极发射的热电子经阴极与阳极间的高压电场加速并聚焦成束，由磁场使之偏转到达坩埚蒸发源材料表面，轰击并蒸发材料。电子束蒸发设备可以蒸发高熔点材料，在蒸镀氧化物时可实现快速蒸发，但是其镀膜质量有限，随着蒸镀薄膜厚度的增加会产生细小裂纹，这些缺陷会造成有机电子器件长期存放过程中气体阻隔性能的下降。 

原子层沉积技术是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法，其是通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附并反应而形成沉积膜。这种方法可以准确的在纳米尺寸范围内控制无机钝化层厚度，制备致密无孔的薄膜，有效阻隔水氧。但是原子层沉积技术生长速率慢，而且在反应气体中需要有水汽或氧气的参与，在封装薄膜制备的初期，含有水或氧的载气脉冲对有机电子器件造成不可逆侵蚀影响。 

发明内容

本发明的目的是提供一种电子束蒸发结合原子层沉积钝化层实现有机电子器件 封装的方法，其利用沉积的无机钝化层薄膜来有效隔绝原子层沉积过程中氧气或水汽进入有机电子器件内部，该封装薄膜可延长有机电子器件使用寿命。 

其首先是采用电子束蒸发的方法快速沉积无机钝化层形成第一层封装薄膜，目的是防止原子层沉积过程中反应物对有机器件的侵蚀；其次，由于电子束蒸发所能形成的封装薄膜在有机器的长期存放过程中气体阻隔性能有限，因此电子束蒸发之后采用原子层技术慢速沉积致密无孔的第二层封装薄膜来进一步阻隔水氧。该封装方法避免了辐射与高温等可以导致有机器件退化的因素，而且制备工程完全是“干式”的，没有溶剂或水对器件造成的污染及损伤，对封装后的有机器件性能影响小，同时封装后的有机器件具有透光性和柔性（选用柔性衬底）特点。 

本发明所述方法，其步骤如下： 

1)首先在衬底上制备阳极、有机层和阴极结构的有机电子器件； 

2)然后利用电子束蒸发技术在器件上制备金属氧化物或金属氮化物的钝化层薄膜，作为第一封装薄膜层； 

3)最后利用原子层沉积技术在步骤2）的第一封装薄膜层上再制备一层致密的金属氧化物或金属氮化物的钝化层薄膜，作为第二封装薄膜层。 

上述方法中，有机电子器件可以是有机电致发光器件（organic light emittingdevice，OLED），有机薄膜晶体管（organic thin-film transistor，OTFT），有机太阳电池（organic photovoltage，OPV）等； 

有机电子器件的有机层由非必需的空穴注入层、空穴传输层、活性层、电子传输层、非必需的电子注入层组成；在有机电子器件的的有机层和阴极间还可以制备有金属缓冲层；