專利名稱：用于封裝對(duì)氧氣和/或濕氣敏感的電子器件的多層膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及封裝技術(shù)，更具體地涉及用于封裝對(duì)氧氣和/或濕氣敏感的電 子器件的多層膜。
背景技術(shù)：
近年來，塑料電子學(xué)在越來越多的領(lǐng)域、特別是廣泛用于包含微型顯示器屏的消 費(fèi)者手持電子器件的顯示應(yīng)用場合中變得重要。獲得全聚合物(all-polymer)電子器件的 目標(biāo)激勵(lì)了世界范圍的研究團(tuán)隊(duì)為塑料提供在廣泛的電子器件中的實(shí)際電路所需要的電 子特性，其中所述塑料以低成本處理、柔性和韌性而為人所知。有機(jī)發(fā)光電子器件(OLED)是塑料電子器件的一個(gè)例子，所述塑料電子器件已經(jīng) 成長為用于依靠有機(jī)薄膜發(fā)光的平板顯示器的有前景的技術(shù)。OLED中的反應(yīng)性層是一種當(dāng) 電流通過時(shí)會(huì)發(fā)光的熒光有機(jī)材料。同樣已知所述熒光有機(jī)材料為電致發(fā)光(EL)成分并 將其布置為介于透明陽極層和透明陰極層之間。眾所周知，熒光有機(jī)材料包括可與濕氣和 氧氣反應(yīng)的有機(jī)分子，于是，由于與濕氣和氧氣的反應(yīng)而造成EL成分隨著時(shí)間而分解。為保護(hù)有機(jī)EL成分以使之免于分解，通常將有機(jī)EL成分封閉于與濕氣和氧氣隔 絕的封裝中。已嘗試提供各種類型的封裝結(jié)構(gòu)，所述封裝結(jié)構(gòu)加工處理靈活并且能有效 提供濕氣和氧氣阻障。例如在歐洲專利申請(qǐng)0776147 Al號(hào)中所述的傳統(tǒng)的封裝類型需 要將對(duì)濕氣和氧氣敏感的元件放置在具有低氣體滲透性的兩個(gè)基板之間所限定的封閉室 (enclosure)內(nèi)。兩個(gè)基板通過粘合劑結(jié)合在一起，封閉室內(nèi)置有干燥劑以吸附濕氣和氧 氣。在一些示例中，可將諸如氮?dú)獾亩栊詺怏w密封在封閉室中。在封裝技術(shù)中，目前的努力集中在降低底基板的氣體滲透性上，所述底基板上形 成有0LED。例如，美國專利申請(qǐng)20030203210號(hào)(VitexSystems公司)描述了包括在支撐 基板上布置的交替的聚合物和金屬氧化物無機(jī)層的基板。人們發(fā)現(xiàn)金屬氧化物無機(jī)層呈現(xiàn) 出對(duì)于氣體的低滲透性，并且當(dāng)以交替的層布置使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)低的氣體滲透率。然而，無 機(jī)金屬氧化物層具有內(nèi)在的結(jié)構(gòu)性問題，即在制造過程中，在所述層中形成諸如針孔和裂 縫等表面缺陷。這些表面缺陷提供了水和氧氣進(jìn)入的路徑，從而使封裝的氣體滲透性打了 折扣。此外，當(dāng)施加機(jī)械撓曲應(yīng)力時(shí)，金屬氧化物層易于形成進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)性缺陷。美國專利6，465，953號(hào)(通用電氣公司(General Electric Company))描述了填 充有濕氣吸氣粒子的透明聚合物基板。所述基板通過將諸如BaO和MgO的濕氣吸氣粒子加 入諸如聚碳酸酯的熱硬化性的聚合物中而形成。以另外的包括SiO2或Si3N4的無機(jī)膜涂敷 塑料基板，以改進(jìn)基板的阻障性。在對(duì)底基板的改進(jìn)之外，人們很少探究增強(qiáng)封裝的氣體阻障性的替代方法。為了實(shí)現(xiàn)30，000小時(shí)以上的器件壽命，目前在封裝技術(shù)上的努力仍集中于設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)10_5g/ cm2/天以下的低水汽滲透率的阻障基板。本發(fā)明的目的是提供一種能夠封裝濕氣和氧氣敏感電子器件的柔性多層阻障膜， 其可與任何現(xiàn)有的封裝設(shè)計(jì)結(jié)合使用。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種能夠封裝對(duì)濕氣和/或氧氣敏感的電子器件的 柔性多層阻障膜。該多層膜包括其中分布有能夠與濕氣和/或氧氣相互作用的反應(yīng)性納米 粒子的至少一個(gè)聚合物層，該聚合物層源自于通過施加外部固化因子而聚合的至少一種可 聚合單體。多層膜還包括紫外光中和層，所述紫外光中和層包括能夠吸收紫外光的材料，從 而保護(hù)被封裝的電子器件以使其免被暴露于紫外光中。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)“多層阻障膜”(此處也稱為“阻障膜”)對(duì)于封裝濕氣和氧氣敏感器 件非常有效，所述多層阻障膜中的反應(yīng)性納米粒子分布于聚合物粘合劑中，以形成一個(gè)以 上納米結(jié)構(gòu)(或納米粒子)層。它們也可用于提高現(xiàn)有阻障材料的氣體阻障性。雖然濕氣 吸氣納米粒子已被用于阻障基板中，然而迄今為止，還沒有人將它們用作涂層或膜。傳統(tǒng)的 阻障基板使用金屬或金屬氧化物阻障層能夠?qū)崿F(xiàn)低的氣體滲透性。然而，人們發(fā)現(xiàn)，由于濕 氣和氧氣滲透造成的氧化作用，金屬和金屬氧化物層逐漸地變得不透明，從而破壞了阻障 基板的透明度。為了避免這一問題，嘗試了將阻障基板中的金屬或金屬氧化物阻障層全部 替換。通過避免使用金屬或金屬氧化物膜，并使用包含反應(yīng)性納米粒子的納米結(jié)構(gòu)層作為 替代，本發(fā)明克服了阻障基板使用中的惡化問題。在這個(gè)意義上，應(yīng)注意，由于通過施加諸 如紫外光的固化因子會(huì)使用于保持納米粒子的聚合物粘合劑固化，因此到目前為止，使用 納米結(jié)構(gòu)層替代無機(jī)層阻障基板的方法仍得不到提倡。由于所述器件的有機(jī)電致發(fā)光(EL) 層對(duì)紫外光輻射高度敏感，因此固化處理有可能會(huì)損壞有機(jī)EL層。在傳統(tǒng)的阻障基板中， 因?yàn)榻饘倩蚪饘傺趸餆o機(jī)層阻止了紫外光到達(dá)器件，故不會(huì)出現(xiàn)這種問題。在不存在這 些無機(jī)層的情況下，EL層不可避免地暴露于紫外光輻射中。本發(fā)明通過將納米結(jié)構(gòu)層的濕 氣和氧氣清除能力與紫外光中和層的紫外光屏蔽能力結(jié)合，而提供了純“有機(jī)”阻障膜，進(jìn) 而克服了這個(gè)問題，在所述純“有機(jī)”阻障膜中，省略了傳統(tǒng)的阻障基板中所設(shè)置的無機(jī)金 屬和金屬氧化物層。在本發(fā)明的上下文下，“納米結(jié)構(gòu)層”一般是指其中分布有納米級(jí)粒子的層。該層 可包括用于保持納米級(jí)粒子的任何合適種類的粘合劑，所述納米級(jí)粒子諸如純聚合物、聚 合物溶液和聚合物復(fù)合物。術(shù)語“反應(yīng)性納米粒子”是指這樣的納米粒子所述納米粒子 能夠通過化學(xué)反應(yīng)(例如水解或氧化作用)的方式或者通過物理的或物理化學(xué)的相互作用 (例如毛細(xì)管作用、吸附、親水吸引(hydrophilic attraction)或納米粒子與水/氧氣之間 的任何其它非共價(jià)相互作用)而與濕氣和/或氧氣相互作用，以從滲透入封裝的氣體中去 除濕氣和氧氣，從而阻止它們到達(dá)電子元件。反應(yīng)性納米粒子可包括或由對(duì)水/或氧氣呈反應(yīng)性的金屬、即在反應(yīng)性序列中位 于氫前面的金屬組成，可使用的這些金屬包括從2到14族(IUPAC)的金屬。一些優(yōu)選的金 屬包括2、4、10、12、13和14族中的金屬。例如，所述金屬可選自于Al、Mg、Ba以及Ca。還 可使用反應(yīng)性過渡金屬，例如包括Ti、Zn、SruNi以及狗。
除了金屬，反應(yīng)性納米粒子還可包括或由一些能夠與水/或氧氣相互作用的金屬 氧化物構(gòu)成，所述金屬氧化物包括Ti02、A1203、ZrO2, ZnO, BaO, SrO, CaO與MgO、VO2, CrO2, MoO2以及LiMn204。在一些實(shí)施例中，金屬氧化物可包括選自于由錫酸鎘(Cd2SnO4)、銦酸鎘 (Ccnn2O4)、鋅錫酸鹽(Zn2SnO4和SiSnO3)以及氧化鋅銦(Zn2In2O5)組成的組的透明導(dǎo)電金屬氧化物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，物質(zhì)的反應(yīng)性可取決于該物質(zhì)的粒子尺寸(見 J. Phys. Chem. Solid 66(2005)546-550)。例如，對(duì)于濕氣，Al2O3與TiO2在納米粒子的形式 下是反應(yīng)性的，而在納米級(jí)以上幾個(gè)數(shù)量級(jí)的(連續(xù))體相中是非反應(yīng)性的或僅有非常小 的反應(yīng)性程度，所述體相例如是微觀級(jí)或毫米級(jí)的阻障膜，其處于與納米粒子通常相關(guān)的 幾個(gè)納米到幾百納米的納米級(jí)之外。因此，使用Al2O3與T^2作為說明性示例，將Al2O3與 TiO2納米粒子看作對(duì)濕氣是呈反應(yīng)性的，然而Al2O3與TW2體層(諸如阻障基板中使用的 那些)對(duì)濕氣和氧氣是非反應(yīng)性的。通常，反應(yīng)性金屬或金屬氧化物納米粒子，例如A1203、 TiO2以及ZnO納米粒子可以存在于合適的膠體分散系中以便保存反應(yīng)性，并可經(jīng)由任何傳 統(tǒng)的方法或諸如來自于Nanophase Technologies公司的NanoArc 方法的專用方法合成。在一個(gè)實(shí)施例中，納米結(jié)構(gòu)層中的反應(yīng)性納米粒子包括或由碳納米粒子構(gòu)成，所 述碳納米粒子例如碳納米管、納米帶、納米纖維或納米級(jí)尺寸的任何常規(guī)或非常規(guī)形狀的 碳粒子。對(duì)于碳納米管，可使用單壁或多壁碳納米管。在由本發(fā)明人所做的研究中，發(fā)現(xiàn)碳 納米管(CNT)可以用作干燥劑。碳納米管可經(jīng)毛細(xì)管作用而由表面張力低的液體、特別是 表面張力不超過大約200ΝΠΓ1的液體浸潤(Nature，page 801，Vol. 412,2001)。原理上，這 意味著水分子可通過毛細(xì)管吸力吸入末端開口的碳納米管中。這表明，在碳納米管中水分 子可形成準(zhǔn)一維的結(jié)構(gòu)，從而幫助吸附并保持少量的氧氣和水分子。惰性納米粒子可包括于納米結(jié)構(gòu)層中，并與反應(yīng)性納米粒子共存。在此所用的“惰 性納米粒子”指完全不與濕氣和/或氧氣相互作用的納米粒子或與反應(yīng)性納米粒子相比而 言反應(yīng)程度小的納米粒子。這樣的納米粒子可包含于密封層中，以阻止氧氣和/或濕氣滲 透。惰性粒子的示例包括如美國專利5，916，685號(hào)所述的納米粘土。該納米粒子用于堵塞 阻障層中所存在的缺陷，從而阻塞滲透所穿過的路徑，或至少減少缺陷的橫截面積，從而致 使水汽或氧氣通過缺陷擴(kuò)散的滲透路徑更加彎曲，從而導(dǎo)致阻障層被突破之前的滲透時(shí)間 更長，并從而提高阻障性能。用于惰性納米粒子的其它合適材料也可包括諸如銅、鉬、金和銀的非反應(yīng)性金 屬；諸如硅石、硅灰石、富鋁紅柱石、蒙脫土的礦物或粘土 ；稀土元素、硅酸鹽玻璃、氟硅酸 鹽玻璃、氟硼硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、硅酸鈣玻璃、硅酸鈣鋁玻璃、氟硅酸鈣鋁玻璃、碳 化鈦、一碳化鋯、氮化鋯、碳化硅或氮化硅、金屬硫化物以及其混合物或組合。僅含有例如納 米粘土粒子的惰性納米粒子的包括納米結(jié)構(gòu)層的封裝阻障膜不屬于本發(fā)明。不期望受理論的束縛，本發(fā)明人相信，通過使用不同類型的納米粒子的組合可以 得到強(qiáng)大的阻障性能。于是，納米結(jié)構(gòu)層可包括至少兩種類型的納米粒子。通過研究不同 類型的納米粒子的吸附/反應(yīng)特性，可以選擇彼此互補(bǔ)的納米粒子的組合，以實(shí)現(xiàn)比用單 種類型的材料所能實(shí)現(xiàn)的效果更強(qiáng)的阻障效果。例如，聚合層中可以使用不同類型的反應(yīng) 性納米粒子或使用反應(yīng)性或惰性納米粒子的組合。根據(jù)以上所述，密封層可包括碳納米管與金屬和/或金屬氧化物納米粒子的組合。一個(gè)示例性實(shí)施例包括諸如TiO2Al2O3的金屬氧化物納米粒子以及碳納米管。可使用 所述納米粒子的任何組合，并根據(jù)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化。在示例性實(shí)施例中，存在的金屬氧化 物納米粒子的量介于碳納米管的量的500到15000倍(以重量計(jì))之間。對(duì)于原子量低的 金屬氧化物，可使用較低的比例。例如，TiO2納米粒子可與碳納米管組合使用，碳納米管與 TiO2的重量比介于約1 10到約1 5之間，但不限于所述情形。納米結(jié)構(gòu)層中的納米粒子的濃度可根據(jù)封裝中的期望的阻障性水平而不同。在理 論上，優(yōu)選地在納米結(jié)構(gòu)層中使用高濃度的納米粒子，以增加阻障膜的水和/或氧氣清除 能力。然而，在顯示器應(yīng)用的場合下，阻障膜的光學(xué)要求決定了粒子濃度的上限。例如，超 出了上限閾值濃度時(shí)，由于納米粒子通過組合降低暴露表面以使得它們的表面能量降低的 趨勢(見J. Phys. Chem. B，2003，Vol. 107，13563-13566)，因此會(huì)發(fā)生公知的納米粒子的團(tuán) 聚(agglomeration)。團(tuán)聚導(dǎo)致形成大團(tuán)簇納米粒子，所述大團(tuán)簇納米粒子致使光散射穿 過阻障膜，因此是不期望的。為了實(shí)現(xiàn)濕氣吸氣能力和光學(xué)質(zhì)量之間的平衡，可相應(yīng)地調(diào) 節(jié)所使用的納米粒子的濃度。在一個(gè)實(shí)施例中，添加于單體溶液中以形成納米結(jié)構(gòu)層的納 米粒子的量按其體積與存在于聚合物粘合劑中的單體的重量的比介于約0. 0000001%、約 0. 0001%、約 0. 001%、約 0. 01%、約 0. 或約 1.0% 約 10%、20%、30%、40%或 50%的 范圍內(nèi)。在其他實(shí)施例中，添加于單體溶液中以形成納米結(jié)構(gòu)層的納米粒子的量按其體積 與聚合物粘合劑中存在的單體的重量的比為約10%、約20%、約30%或約40%。在碳納米 管的情況中，也可將其按存在的單體的重量計(jì)以從約0.01%到約10 %、約20 %、約30 %、約 40%或約50%的量使用。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，將碳納米管按其體積與存在的單體的重 量的比為約0.01% 約10%的量添加。為了阻止光散射穿過多層膜，也可將個(gè)體納米粒子的尺寸設(shè)計(jì)為小于所述器件發(fā) 出的光的特征波長。特征波長定義為光譜出現(xiàn)峰值強(qiáng)度處的波長。當(dāng)阻障膜設(shè)計(jì)為用于有 機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、透明有機(jī)發(fā)光二極管(TOLED)或透視顯示器時(shí)，吸氣粒子的尺寸優(yōu) 選地小于特征波長的1/2，并且優(yōu)選地小于特征波長的1/5，這對(duì)應(yīng)于粒子尺寸小于200nm 并且優(yōu)選地小于lOOnm。然而，對(duì)于其他類型的應(yīng)用，例如在液晶顯示器、偏光鏡和底片中， 可能需要較大的粒子，以有意地有實(shí)現(xiàn)光的散射。納米粒子可以一種統(tǒng)一的形狀存在，也可形成為兩種以上的形狀。為定制多層阻 障膜中的納米粒子的填充密度，以實(shí)現(xiàn)電子元件的有效隔離，優(yōu)選地使用不同形狀和尺寸 的納米粒子。例如，為了使反應(yīng)性納米粒子與滲透過阻障層的水汽/氧氣之間有效地相互 作用，納米粒子可具有合適的形狀，以使得與水汽和氧氣接觸的表面積最大化。這意味著納 米粒子可設(shè)計(jì)為具有大的表面積對(duì)體積比或表面積對(duì)重量比。在一個(gè)示例中，納米粒子的 表面積對(duì)重量比介于約lm2/g至約50m2/g或100m2/g或200m2/g之間。諸如上述，該要求可 使用具有2種或3種以上不同形狀的形狀不同的納米粒子實(shí)現(xiàn)。納米粒子可設(shè)定的可能形 狀包括球狀、棒狀、橢圓狀或任何非規(guī)則形狀。在棒狀納米粒子的情況中，其直徑可以為約 IOnm 50歷，長度可以為50nm 400歷，且縱橫比可以大于5，但不限于所述情形。納米結(jié)構(gòu)層包括其中分布有濕氣和氧氣反應(yīng)性納米粒子的聚合物粘合劑。聚合物 粘合劑可從具有至少一個(gè)可聚合基團(tuán)的任何合適的可聚合化合物(前體)得到。適用于 此目的的可聚合化合物的例子包括但不局限于是聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚環(huán)氧化物、聚 對(duì)二甲苯、聚硅氧烷、聚氨酯和環(huán)氧樹脂或任何其它聚合物，并且可從對(duì)應(yīng)的單體化合物得到。如果期望2個(gè)連續(xù)的納米結(jié)構(gòu)層之間形成粘合，或者期望將阻障膜粘合到基板上，則可 選擇具有好的粘合質(zhì)量的聚合物。通過傳統(tǒng)的聚合物涂敷技術(shù)可形成納米結(jié)構(gòu)層，阻障具 有分散系，該分散系包含與例如具有至少一個(gè)可聚合基團(tuán)的不飽和有機(jī)化合物的單體溶液 混合的納米粒子。包括其中分布有納米粒子的粘合劑的聚合層的厚度可處于約2nm 約幾 個(gè)微米的范圍中。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，從紫外(UV)光可固化單體得到包含能夠與濕氣和/或氧 氣相互作用的納米粒子的納米結(jié)構(gòu)層。使用UV可固化單體的優(yōu)勢在于固化時(shí)間幾乎是瞬 間的，并且從其得到的納米結(jié)構(gòu)層具有優(yōu)異的耐化學(xué)性。UV光可固化單體的示例包括諸如 二官能團(tuán)單體或三官能團(tuán)單體的多官能團(tuán)單體。這種多官能團(tuán)單體的合適的示例包括而不 限于是諸如1，6-己二醇二丙烯酸酯和新戊二醇二丙烯酸酯的亞烷基二醇二(甲基)丙烯 酸酯、環(huán)己烷二甲醇二丙烯酸酯、諸如三乙二醇二丙烯酸酯的聚亞烷基二醇二(甲基)丙烯 酸酯、諸如丙氧基化的新戊二醇二丙烯酸酯的醚修飾單體以及諸如三羥甲基丙烷三丙烯酸 酯、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯等更高官能度單體、以及這種多官能 團(tuán)單體的組合。不僅可使用這些UV可固化單體，還可使用可通過暴露于標(biāo)準(zhǔn)鹵素光固化單 元而聚合的其他類型的單體。例如，還可使用可通過暴露于從藍(lán)光超亮發(fā)光二極管發(fā)出的 波長為400nm以上的光進(jìn)行固化的聚合物。對(duì)于UV可固化單體，為了加速納米結(jié)構(gòu)層的固化，包含單體的前體混合物內(nèi)可包 括光引發(fā)劑。合適的光引發(fā)劑的示例包括但不限于是諸如安息香甲基醚、安息香乙基醚、 安息香苯基醚等的安息香醚；諸如甲基安息香、乙基安息香等的烷基安息香；包括芐基二 甲基縮酮的芐基衍生物；包括2-(鄰氯苯基)-4，5_ 二苯基咪唑二聚物、2-(鄰氯苯基)-4， 5-二(間甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(鄰氟苯基)-4，5_苯基咪唑二聚物、2-(鄰甲氧基 苯基)-4，5- 二苯基咪唑二聚物、2-(對(duì)甲氧基苯基)-4，5- 二苯基咪唑二聚物、2，4- 二(對(duì) 甲氧基苯基)-5-苯基咪唑二聚物、2- (2,4- 二甲氧基苯基)-4，5- 二苯基咪唑二聚物等的 2,4,5-三芳基咪唑二聚物；諸如9-苯基吖啶和1，7-雙(9，9 ‘-吖啶基)庚烷的吖啶衍生 物；N-苯基甘氨酸；諸如三甲基二苯甲酮、異丙基噻噸酮、二苯甲酮、2-氯-噻噸酮和2-乙 基-噻噸酮、2，2- 二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2- 二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯 基-丙酮、寡聚-[2-羥基-2-甲基-l-[4-(l-甲基乙烯基)苯基]丙酮、1-羥基環(huán)己基-苯 乙酮和2-乙基-氫醌的芳族酮；諸如2，4，6_三甲基苯甲?；交趸⒌难趸⒓捌?組合。紫外(UV)光中和層包括能夠過濾UV光的材料的層。這種材料可包括無機(jī)材料 和有機(jī)材料，例如包括氧化鈦與氧化鋅納米粒子的保護(hù)性涂層以及能吸收UV光線的化合 物。示例性的UV濾光材料包括但不局限于是諸如二氧化鉿(HfO2)、氧化鎂(MgO)或氧化 鋇(BaO)的氧化物，上述氧化物全都可提供低折射的氧化物光學(xué)膜。也可使用二氧化鈦 (TiO2)、氧化鉭(Tii2O5)、氧化硅(SiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化銦錫(ITO)和氧化鋅(SiO)納米 粒子。氧化銦錫(ITO)和氧化鋅(SiO)是能提供高折射的氧化物光學(xué)膜的材料的示例。所 有這些提到的金屬氧化物可并入用于吸收、反射和散射所入射的UV從而阻止UV到達(dá)電子 元件的UV光中和層(諸如環(huán)氧樹脂粘合劑層)中。更多的用作UV濾光材料的合適材料包 括諸如氟化鎂(MgF2)或氟化鋇(BaF2)的無機(jī)鹵化物。在一些實(shí)施例中，可以多層形式將二 氧化鉿(hafnia)與二氧化硅化合，以得到硬的、不易劃傷的、稠密的和粘著的涂層。此外，也可使用諸如碳納米管的有機(jī)材料作為UV吸收材料?？商娲鼗蝾~外地，也可使用可吸收已入射的UV并將所述UV以第二形式的能量 發(fā)射的化學(xué)涂層來替代物理涂層或與物理涂層結(jié)合。在一個(gè)實(shí)施例中，UV中和層包括UV光 吸收材料層。示例包括4-甲基苯亞甲基樟腦和苯并三唑。另一個(gè)可使用的化合物是甲氧 基肉桂酸2-乙基己基酯，其使用入射的UV產(chǎn)生化合物的順反光異構(gòu)化作用。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，UV中和層包括諸如在美國專利4，260, 768號(hào)中公開的可 共聚的苯并三唑化合物。由于這種化合物中的例如通過包括丙烯酰基團(tuán)和甲基丙烯?；鶊F(tuán) 的支鏈提供的不飽和雙鍵的可用性，這種化合物可方便地與用于形成UV中和層的上述單 體共聚合，從而增加UV保護(hù)附加層。在一些實(shí)施例中，可設(shè)置光學(xué)膜，以提高由電子元件所發(fā)出的光的質(zhì)量或改善電 子元件的運(yùn)行。所述光學(xué)膜包括偏光膜、視場擴(kuò)展膜、相位對(duì)比膜(phase contrast film)、 防反射膜、反光膜等。例如，可包括聚乙烯醇(PVOH)膜作為偏光層?？砂ㄏ辔粚?duì)比膜以 對(duì)偏光板所偏振的光提供相位對(duì)比，從而補(bǔ)償在液晶層中生成的偏振光的相位差，進(jìn)而可 建立更顯著的對(duì)比度。例如可使用單軸取向的聚碳酸酯(PC)膜生產(chǎn)相位對(duì)比膜。在此處所述的阻障膜的一些示例性實(shí)施例中，納米結(jié)構(gòu)層包括氧化鋁、氧化鈦或 氧化鋁與氧化鈦的混合物作為能夠與濕氣和/或氧氣相互作用/起反應(yīng)的納米粒子。在其 他的一些示例性實(shí)施例中，納米結(jié)構(gòu)層中的納米粒子材料包括(連同氧化鋁和/或氧化鈦) 鋁、氧化鈣、氧化鎂或其他合適的納米粒子。為使多層阻障膜的UV濾光效率最大化，還可在 納米結(jié)構(gòu)層中包括(單獨(dú)或與上述材料混合)氧化鋅。在所有這些示例性實(shí)施例中，(分 離的)UV光中和層可包括作為UV光濾光材料的氧化鋅。氧化鋅可以作為例如納米點(diǎn)或納 米棒(見示例)等任何合適的形態(tài)存在。在一個(gè)示例性例子(同樣見示例部分)中，納米 結(jié)構(gòu)膜包括氧化鋁納米粒子、氧化鈦納米粒子或其混合物，并且UV光中和層包括氧化鋅納 米粒子材料。對(duì)于要求封裝阻障膜具有好的機(jī)械強(qiáng)度的一些應(yīng)用場合，可設(shè)有基板以支撐本發(fā) 明的多層阻障膜。基板可以是柔性的或剛性的?；蹇砂ㄈ魏魏线m的各種材料，這里 列舉一些說明性示例，例如包括聚乙酸酯、聚丙烯、聚酰亞胺、賽璐玢、聚(丨-三甲基硅烷 基-1-丙炔)、聚(2，6_萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)、聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚 (4-甲基-2-戊炔)、聚酰亞胺、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯、聚醚砜、環(huán)氧樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙 二酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚二甲基苯醚、苯乙烯-二乙烯基苯共 聚物、聚偏氟乙烯(PVDF)、尼龍、硝化纖維、纖維素、玻璃、氧化銦錫、納米粘土、硅酮、聚二甲 基硅氧烷、二茂鐵或聚磷腈。底基板可布置為面向外部環(huán)境，或者也可面向被封裝的環(huán)境。 在食品包裝中，基板可面向與食品接觸的內(nèi)表面，而封裝阻障膜形成與大氣條件接觸的外 表面。為了保護(hù)多層膜免于機(jī)械損壞，多層膜可罩有或覆蓋有末端保護(hù)層。末端保護(hù)層 可包括機(jī)械強(qiáng)度好且抗劃傷的任何材料。在一個(gè)實(shí)施例中，末端層包括其中分布有LiF和 /或MgF2S子的丙烯酸膜(acrylic film)。在OLED應(yīng)用場合中，多層阻障膜可層疊于用于隔離OLED器件的反應(yīng)性元件的封 裝的任何部分上。在一個(gè)實(shí)施例中，封裝阻障膜用來形成底基板以支撐電致發(fā)光元件的反 應(yīng)性層。在邊緣密封結(jié)構(gòu)中，可使用封裝阻障膜形成設(shè)置于電致發(fā)光元件的反應(yīng)性層的上12方的剛性蓋。剛性蓋可通過粘合劑層附著于底基板上，粘合劑層至少充分地沿覆蓋基板的 邊緣設(shè)置以形成圍繞反應(yīng)性元件的封閉室。為了使側(cè)面擴(kuò)散到容納反應(yīng)性元件的封閉室中 的氧氣/濕氣減至最少，可使覆蓋層或粘合劑層的寬度大于封裝阻障膜的厚度。為進(jìn)一步減少濕氣和/或氧氣穿過封裝的滲透，并為封裝電子器件提供額外的機(jī) 械保護(hù)，可在阻障膜上方進(jìn)一步設(shè)置封裝結(jié)構(gòu)。例如，可在阻障膜上設(shè)置覆蓋基板。覆蓋 基板可從硬的或柔性的但抗劃傷的材料中選擇，所述材料可承受微小的沖擊力并于是可防 止對(duì)阻障膜和/或電子元件的物理損壞?？墒褂玫牟牧系氖纠ň垡蚁?PET)、聚丙烯 (PP)、聚碳酸酯、玻璃、氧化銦錫和透明塑料。蓋可通過粘合劑層附著于多層薄膜封裝上，從 而緊靠著基板夾著電子元件。在另一實(shí)施例中，阻障膜用于形成緊靠著基板密封電致發(fā)光元件的柔性封裝層。 這里，所述封裝層可包裹電致發(fā)光元件的表面以形成“鄰近封裝”。于是，封裝層的形狀與反 應(yīng)性元件的形狀相一致，在所封裝的電致發(fā)光元件與封裝層之間不留空隙。在一個(gè)實(shí)施例中，將阻障膜布置為使得納米結(jié)構(gòu)層形成最內(nèi)層，并將其布置為與 電子元件和/或傳感器鄰接且與電子元件和/或傳感器不直接接觸，而使具有低濕氣和/ 或氧氣滲透性的阻障基板形成最外層，使能夠過濾紫外光的材料形成布置于阻障基板和納 米結(jié)構(gòu)層之間的中間層。支撐電子元件和氣體滲透傳感器的底基板可包括任何耐用的材料，所述底基板可 選地涂敷有單個(gè)或多個(gè)透明金屬氧化物層以用作阻障基板。多層氧化物膜通常由多層有機(jī) 薄阻障膜和無機(jī)薄阻障膜組成。諸如丙烯酸類(acrylics)的有機(jī)涂層可用作兩個(gè)阻障氧 化物基板之間的夾層。下面，可將高阻障基板稱作阻障疊層。基板可由用于有機(jī)發(fā)光器件/ 二極管(OLED)應(yīng)用的以高阻障透明金屬氧化物涂敷的聚合物膜制成。阻障疊層基板可以 是透明的或非透明的，并且可切割為任何優(yōu)選的尺寸。支撐電子元件和傳感器的基板可包括聚合材料，所述聚合材料包括諸如聚碳酸 酯、聚乙烯、聚醚砜、環(huán)氧樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚氨酯和聚丙烯酸酯的 有機(jī)聚合物。所述基板也可包括諸如硅酮、聚二甲基硅氧烷、二茂鐵、聚二氯磷腈及其衍生 物的無機(jī)聚合物。阻障膜也可層疊于諸如食品和飲料的包裝材料等任何現(xiàn)有的阻障基板上，以改進(jìn) 它們現(xiàn)有的阻障性。本領(lǐng)域中已知的阻障基板可包括無機(jī)材料或有機(jī)材料。特別合適的無機(jī)材料包括 金屬(例如鋁、鐵、錫)、金屬氧化物(例如Al203、Mg0、Ti02)、陶瓷氧化物、無機(jī)聚合物、有機(jī) 聚合物及其混合物和組合。各無機(jī)聚合物的示例包括有機(jī)-無機(jī)聚合物、金屬螯合配位聚 合物和完全基于氮的無機(jī)聚合物。具體示例為例如玻璃、硅酮、聚二甲基硅氧烷、二茂鐵、聚 二氯磷腈及其衍生物。合適的有機(jī)材料包括諸如基于丙烯酸聚合物的有機(jī)聚合物、聚酰亞 胺、環(huán)氧樹脂、諸如交聯(lián)聚乙烯的聚亞烷基衍生物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚氨 酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯和聚醚砜。具有合適的滲透性和穩(wěn)定性水平的特別合適的有機(jī)聚 合物包括PET、聚碳酸酯和聚醚砜。在優(yōu)選的實(shí)施例中，多層阻障膜用于封裝包括對(duì)濕氣和/或氧氣敏感的反應(yīng)性層 的電致發(fā)光電子元件，其中將電致發(fā)光元件封裝于所述封裝內(nèi)。從而，本發(fā)明適合用于封裝 可能因暴露于濕氣和/或氧氣而被損壞的任何物品的剛性和柔性的封裝結(jié)構(gòu)。
雖然在整個(gè)描述中均參照OLED的封裝，然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明適用于包括電子元 件在內(nèi)的任何封裝對(duì)象或器件。電子元件的一些示例包括無源的和有源的有機(jī)發(fā)光器件 (OLED)、電荷耦合器件(CCD)、微機(jī)電傳感器(MEMS)、薄膜晶體管(TFT)以及包括但不局限 于是Cu (InGaWe2太陽能電池、染料敏化的太陽能電池(DSSC) XdS/CdTe太陽能電池、銅銦 硒化物太陽能電池(CIQ和銅銦/鎵二硒化物太陽能電池(CIGQ等基于薄膜太陽能電池 的有機(jī)光電器件或無機(jī)光電器件。在諸如可包括本發(fā)明的阻障膜的太陽能電池等光電器件的場合中，應(yīng)注意，目前 的市場由薄膜光電器件(Thin Film Photovoltaics (TFPV)，包括 CIGS、CdTe、DSSC 技術(shù)) 的包括低成本、低重量和可在柔性基板上制造它們的能力以及將太陽能嵌入墻體、屋頂甚 至窗戶的能力等內(nèi)在優(yōu)勢所驅(qū)動(dòng)。與更傳統(tǒng)的使用晶體硅的光電器件(PV)不同，TFPV還 具有在低光條件下運(yùn)行的能力。相比之下，可使用柔性阻障基板和柔性封裝方法，使用簡易 印刷或其他卷繞式(R2R)機(jī)器制造TFPV。目前使用的封裝方法不能提供足夠的阻障性，并 且因此預(yù)計(jì)柔性PV的壽命僅為2 3年的壽命。例如，目前的DSSC光電器件對(duì)于氧氣和 濕氣高度敏感。所述器件的氧化銦錫、電解質(zhì)和敏化染料對(duì)水汽和氧氣敏感。在周圍環(huán)境 條件下，需要由用于這種器件的阻障膜和封裝包所提供的期望阻障性為10_5g/m2/天。這種染料太陽能電池(例如DSSC)基于再生的光電化學(xué)處理的機(jī)制。反應(yīng)性層包 括沉積在透明的導(dǎo)電基板上的高孔隙度的納米晶體二氧化鈦(Iic-TiO2)。在Iic-TiO2表面 上的敏化染料的單分子層吸收入射光。由包括薄鉬催化劑的對(duì)電極完善所述器件。將兩個(gè) 電極密封，以確保對(duì)包含碘化物/三碘化物氧化還原對(duì)的電解質(zhì)的密閉。對(duì)10%的太陽能對(duì)電能的轉(zhuǎn)換效率的突破是由互相連接的納米粒子的網(wǎng)絡(luò)所構(gòu) 成的高孔隙度的TiO2層。取決于制備方法，TiO2粒子的直徑在IOnm與30nm之間。與平面 相比，總面積大了 1000倍。敏化劑的單層的吸附以及合適電解質(zhì)的使用引起在可見光譜的 寬范圍內(nèi)接近于一致的量子產(chǎn)額的光到電的轉(zhuǎn)換。當(dāng)將染料的受激電子注入半導(dǎo)體中時(shí)， 在極快的時(shí)標(biāo)上發(fā)生電荷分離。用最少量的鉬催化劑對(duì)對(duì)電極的表面進(jìn)行修飾，以降低三 碘化物還原的過電壓。于是，在另一方面中，本發(fā)明提供了被封裝的光電器件，其夾于根據(jù)本發(fā)明的用于 保護(hù)光電器件免受濕氣和/或氧氣影響的兩個(gè)多層阻障膜之間。術(shù)語“夾于”的含義可參 照?qǐng)D14進(jìn)行解釋。在本發(fā)明的上下文中，“夾于”的含義為將氧氣敏感的電子或光電器件牢固地嵌入 兩個(gè)相對(duì)的多層阻障膜之間。參照?qǐng)D14，光電器件221嵌入位于所述光電器件221的頂部 與底部處的層203、202之間。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，也可以指該器件的側(cè)面(如圖14所 示的右側(cè)面和左側(cè)面)未被覆蓋，而其頂面和底面夾于如圖14所示的兩個(gè)層之間。在該封裝光電器件中的多層膜包括納米結(jié)構(gòu)層，該納米結(jié)構(gòu)層在一側(cè)附著有光電 器件且在相對(duì)的一側(cè)附著有紫外光中和層(這兩側(cè)也可稱為頂面和底面)。使光電器件的 未附著于多層膜的側(cè)面附著于墊襯結(jié)構(gòu)。該墊襯結(jié)構(gòu)包括納米結(jié)構(gòu)層或由納米結(jié)構(gòu)層構(gòu) 成，或由納米結(jié)構(gòu)層和粘合劑層構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)施例中，墊襯結(jié)構(gòu)包括夾于兩個(gè)粘合劑層 之間的納米結(jié)構(gòu)層。墊襯結(jié)構(gòu)也與其間夾有光電器件的兩個(gè)多層膜連接。在一個(gè)示例中， 在光電器件板中結(jié)合有多個(gè)光電器件，其中所述板中的光電器件通過墊襯結(jié)構(gòu)(例如見圖 14)互相隔離。14
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于制造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有集成的 氣體滲透傳感器的封裝器件的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括真空室以及布置于真空室內(nèi)的夾具。真 空環(huán)境用于進(jìn)行氣體滲透傳感器的制造?？稍谡婵窄h(huán)境中提供第一材料源，以在樣品底基 板上形成氣體滲透傳感器，并且類似地可在真空環(huán)境中提供第二材料源，以形成在傳感器 以及電子元件上方的封裝?；蛘撸稍谡婵帐彝獠吭诜蛛x的階段中實(shí)施電子元件的制造或 封裝處理。在一個(gè)實(shí)施例中，真空室包括用于實(shí)施順序制造處理的多個(gè)串聯(lián)的子室。由于在 進(jìn)行制造處理的每個(gè)階段所需要的不同的設(shè)備所施加的空間限制，可設(shè)置分離的子室。例 如，可使第一材料源和第二材料源各自與分離的子室連接。為方便在真空或惰性環(huán)境下將底基板從一個(gè)室轉(zhuǎn)移至另一個(gè)室，可使用負(fù)載鎖 (load lock)系統(tǒng)。可將傳統(tǒng)的負(fù)載鎖安裝于附著于主真空室的閘門閥。然后可使基板穿 過大的入口門而容易地移動(dòng)到負(fù)載鎖室中的轉(zhuǎn)移平臺(tái)上的位置。在將負(fù)載鎖抽空至期望的 真空度之后，將間門閥打開，使基板通過磁鐵承載器沿負(fù)載鎖的主軸轉(zhuǎn)移至處理室。這允許 在不破壞主室中的真空的情況下重復(fù)地進(jìn)行基板加載和卸載。如果真空室包括多個(gè)串聯(lián)的 子室，負(fù)載鎖可包括可穿過每個(gè)個(gè)體子室移動(dòng)的可延伸的軸?？蓪⒏哒婵毡萌籽b備與真空室連接以用于真空密封應(yīng)用，所述高真空泵全套裝 備包括可提供超高真空的機(jī)械升壓泵、旋轉(zhuǎn)泵、渦輪泵、低溫泵站。此外，可包括壓力計(jì)、氣 體管道、壓力傳感器和隔離閥，以監(jiān)測真空室中的真空。還提供了用于容納基板夾持臺(tái)的夾具，在所述基板夾持臺(tái)上形成封裝器件?；?夾持臺(tái)(平臺(tái))可附著于夾具，并且可優(yōu)選地包括用于提供高達(dá)100°c以上的熱量的加熱單 元以及用于保持所需溫度的溫度控制器。當(dāng)真空粘合覆蓋基板和器件時(shí)，可使用加熱處理 以熔化粘合劑。直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器用于對(duì)夾具上的樣品施加法向力，并且其可用于將覆蓋基板壓到 粘合劑上?？赏ㄟ^具有約51b IOOlb以上的軸向負(fù)載的氣動(dòng)致動(dòng)器或外部馬達(dá)操作直線 運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，以提供40 SOpsi的壓強(qiáng)范圍，以用于封裝。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括用于使直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和夾具對(duì)齊的裝置?？裳刂?撐框架和直線滾珠導(dǎo)軌進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和夾具的對(duì)齊。支撐夾具設(shè)計(jì)為可穿過真空室 的負(fù)載鎖而將粘合劑加載至夾具上。類似地，可使器件或基板穿過負(fù)載鎖轉(zhuǎn)移至基板夾具 以用于次級(jí)密封處理?？稍O(shè)有任何傳統(tǒng)的RF等離子體清潔源以進(jìn)行表面預(yù)處理。一個(gè)示例為來自XEI kientific公司的Evactron 等離子體源。其使用空氣作為氧氣源。Evactron 二等離子體 源產(chǎn)生氧氣自由基，以用于去除任何表面上的油和化學(xué)品?？墒沟入x子體源可外部安裝在 真空室上?？刹⑷胂到y(tǒng)中的其他裝置包括具有x、y與ζ軸線控制器的基板夾持臺(tái)以及射頻功 率控制器，所述控制器用于定位夾持臺(tái)，所述射頻功率控制器用于控制等離子體源的RF功 率。在系統(tǒng)中可包括UV源，以固化封裝中使用的任何UV可固化粘合劑?？墒褂梅謩e具有 強(qiáng)度為約85mW/cm2和約22mW/cm2的約365nm和約300nm的波長來固化粘合劑。參考以下說明、附圖和非限制性示例，可以更充分地理解本發(fā)明的這些方面。


參照附圖，僅通過非限制性的示例說明示例性實(shí)施例，在附圖中圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的被封裝的0LED。圖2A圖示了多層阻障膜的層結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。圖2B圖示了并入的用粘合劑層 和玻璃覆蓋的多層阻障膜的層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施例。圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在多層阻障膜下方的封裝于邊緣密封板 內(nèi)的OLED。圖3A圖示了置于由根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多層阻障膜所限定的室中的 OLED。圖4圖示了封裝在鄰近密封板內(nèi)的OLED，所述OLED被覆蓋在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施例的多層阻障膜下方。圖5圖示了包含由根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多層阻障膜所封裝的OLED的OLED 板的簡化示意圖。圖6圖示了包含夾于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多層阻障膜之間的OLED層的RGB 彩色顯示器OLED板的簡化示意圖。圖7圖示了用于以多層阻障膜封裝OLED的處理方案。圖8以基于層結(jié)構(gòu)的橫截面示了按照所述處理方案的OLED的所述封裝。圖9A圖示了封裝電子器件所需要的處理設(shè)備的簡化設(shè)置，并且圖9B圖示了用于 電子器件的成批制造和封裝的裝置。圖10圖示了可用作通過催熟而生成氧化鋅納米棒(圖IOB和圖10C)的起始材料 的氧化鋅納米點(diǎn)(圖10A)，所述氧化鋅納米棒可用于本發(fā)明的多層阻障膜的紫外光中和層中。圖11圖示了本發(fā)明的包括UV中和層和納米結(jié)構(gòu)層的阻障膜的透射率，所述UV中 和層在氧化鋅納米棒生長之前(黑色曲線)和氧化鋅納米棒生長之后(灰色曲線)僅具有 氧化鋅納米粒子的種子層，所述納米結(jié)構(gòu)層包括作為能夠與濕氣和/或氧氣相互作用的反 應(yīng)性納米粒子的氧化鋁納米粒子。圖12表示制造根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多層阻障膜封裝的OLED的方法。圖 12E表示在圖12F固化阻障膜之前和之后的被封裝的0LED。圖13圖示了采用根據(jù)本發(fā)明(圖13A)的被封裝的OLED實(shí)施的撓度測試的示意 圖、實(shí)驗(yàn)建立(圖13B)的照片以及被封裝的OLED(圖13C)的性能測試結(jié)果。圖14表示包括根據(jù)本發(fā)明的多層阻障膜的光電器件的一個(gè)實(shí)施例。圖15表示包括根據(jù)本發(fā)明的多層阻障膜的光電器件的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的封裝器件100的簡化示意圖。封裝器件 100包括由多層阻障膜120覆蓋的OLED 110，該多層阻障膜120包括納米結(jié)構(gòu)層121以及 中和層122，納米結(jié)構(gòu)層121包含能夠吸附濕氣和/或氧氣的納米粒子。納米結(jié)構(gòu)層可由澆 注在中和層上的納米粒子分散系形成。暴露于固化因子，隨后促使單體聚合。為了阻止固 化因子到達(dá)0LED，使中和層沉積為比納米結(jié)構(gòu)層更靠近0LED，從而在未損壞OLED的情況下使納米結(jié)構(gòu)層固化。箭頭114表示固化因子穿透包含納米粒子的納米結(jié)構(gòu)層從而將單體聚 合以形成納米結(jié)構(gòu)層。然而，中和層可吸收固化因子并阻止固化因子到達(dá)0LED。圖2A表示根據(jù)本發(fā)明的多層阻障膜的一個(gè)實(shí)施例的放大視圖。多層阻障膜120 包括截然不同的納米結(jié)構(gòu)層121，納米結(jié)構(gòu)層121包含分散于其中的納米粒子。與納米結(jié)構(gòu) 層121相鄰的是吸收固化因子的中和層122。雖然現(xiàn)在作為相鄰的層描述，然而納米結(jié)構(gòu) 層121和中和層122可通過不包括任一層功能的中間層而互相隔開。圖2B表示作為替代 的層布置，其中多層阻障膜120包括通過光學(xué)層123與中和層122隔開的納米結(jié)構(gòu)層121。 多層阻障膜布置在OLED 110上，將中和層設(shè)置為最靠近OLED 110。在多層阻障膜120上布 置有粘合劑層130，以附加用于保護(hù)OLED 110的玻璃基板140。圖3表示封裝器件300，其表示了嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的玻璃至玻璃的OLED板，其中OLED 110被多層阻障膜120覆蓋，并且被裝入包括底基板150、邊緣密封粘合劑130和覆蓋基板 140的邊緣密封結(jié)構(gòu)內(nèi)。多層阻障膜120包括夾于中和層122和光學(xué)層123之間的納米結(jié) 構(gòu)層121。OLED 110透過多層阻障膜120向著透明覆蓋基板140發(fā)出光。通過用多層阻障 膜120覆蓋0LED110，由存在于納米結(jié)構(gòu)層121中的反應(yīng)性納米粒子阻止?jié)B透穿過封裝器件 300的任何結(jié)構(gòu)元件的任何濕氣和/或氧氣到達(dá)0LED。因?yàn)檎澈蟿?30僅位于器件300邊 緣，故使得粘合劑的使用最小化，因此該實(shí)施例適合于大的OLED板。圖3A表示了類似于圖3中所示的封裝器件300的實(shí)施例。與圖3中所示的實(shí)施 例相比，OLED置于室188中，即OLED不與多層阻障膜直接接觸。多層阻障膜也不包括位于 UV中和層122與納米結(jié)構(gòu)層121之間的光學(xué)層。然而應(yīng)注意，在圖3A所示的實(shí)施例中仍可 包括光學(xué)層。圖4圖示了用于表示柔性、薄膜OLED顯示器的封裝器件400，在封裝器件400中， OLED 110被多層阻障膜120覆蓋并裝入鄰近密封結(jié)構(gòu)內(nèi)，該鄰近密封結(jié)構(gòu)包括底基板150、 鄰近布置于OLED 110上的粘合劑130和附著于粘合劑130的覆蓋基板140。多層阻障膜 包括納米結(jié)構(gòu)層121與下層中和層122。增設(shè)光學(xué)層160以增強(qiáng)來自O(shè)LED 110的光的透 射。在該實(shí)施例中，多層阻障膜120與粘合劑130充分接觸，從而使得覆蓋基板被更牢固地 附著，從而使分層最小化。圖5是圖示了在諸如歐洲專利申請(qǐng)0776147A1所示的實(shí)際OLED板的環(huán)境中的如 本發(fā)明所述的多層阻障膜的實(shí)施方式的示意圖。具有被封裝的OLED 100的OLED板500包 括形成于ITO基板119上的OLED 110，ITO基板119進(jìn)而附著于玻璃覆蓋板140。通過應(yīng) 用多層阻障膜120，使得0LED110免受濕氣的影響，多層阻障膜120包括內(nèi)部中和層以及包 括對(duì)濕氣和/或氧氣呈反應(yīng)性的納米粒子的外部納米結(jié)構(gòu)層。通過在OLED 110上方附著 蓋，將粘合劑涂敷于蓋的邊緣以建立邊緣密封結(jié)構(gòu)，使OLED 110與外部環(huán)境隔絕。此外，在 相反側(cè)，將被封裝的OLED裝入經(jīng)由邊緣密封粘合劑130粘合于ITO基板的玻璃密封盒1 中。來自O(shè)LED 110的光(箭頭1 所示)沿箭頭129的方向發(fā)出。圖6是表示在紅綠藍(lán)(RGB)彩色OLED像素的環(huán)境下的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式 的示意圖。封裝OLED像素結(jié)構(gòu)600包括夾于透明的陽極119和金屬陰極111之間的有機(jī) 層。有機(jī)層包括空穴輸送層和空穴注入層117、能夠發(fā)出基色的發(fā)射層115和電子輸送層 113。當(dāng)對(duì)有機(jī)層施加合適的電壓170時(shí)，該電壓引起電荷，隨后該電荷在發(fā)射層115中復(fù) 合而導(dǎo)致發(fā)出光141。多層阻障膜120A、120B分別位于金屬陰極111以及透明陽極119上。在多層阻障膜120A的頂上設(shè)置有底基板150，而多層阻障膜120B由諸如透明玻璃覆蓋基板 的覆蓋基板140定界。在圖7中圖示了根據(jù)本發(fā)明的制造封裝阻障膜的一般方法。設(shè)置傳統(tǒng)聚碳酸酯或 PET基板以用于形成0LED。首先，將基板進(jìn)行等離子體處理，以去除存在于基板表面上的污 染物。在等離子體處理之后，在基板上形成電子器件。在OLED器件的情況中，可在真空條 件下進(jìn)行OLED的有機(jī)EL層的制造。接下來，在OLED器件上方形成多層阻障膜。多層阻障膜的形成包括形成中和層 (諸如通過旋轉(zhuǎn)涂敷或通過原子沉積)，以及隨后在中和層上方形成(直接地或者間接地) 包括分布于聚合物內(nèi)的可與濕氣和氧氣反應(yīng)的納米粒子的納米結(jié)構(gòu)層。隨后進(jìn)行固化，之 后形成包括中和層與納米結(jié)構(gòu)層的多層阻障膜。然后形成諸如粘合劑層以及覆蓋基板的次 級(jí)封裝結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步封裝該器件。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用多層阻障膜以封裝諸如DSSC太陽能電池的光電器件。在 圖14和圖15中圖示了用于說明將根據(jù)本發(fā)明的多層阻障膜用于封裝光電器件的示例性實(shí) 施例。如圖14所示，將多層膜層疊在諸如DSSC太陽能電池的光電器件221上方，層疊在該 太陽能電池的底部以及頂部。與上述實(shí)施例相比，圖14和圖15中所示的層疊在太陽能電池 元件221上的第一層是納米結(jié)構(gòu)層203而不是UV中和層。在圖14和圖15所示的實(shí)施例 中，納米結(jié)構(gòu)層203緊挨著UV光中和層202。于是，此處應(yīng)注意，這兩層的這兩種布置都可 用于本發(fā)明的封裝阻障膜中，即意味著UV中和層可以作為“第一層”或者作為緊挨著納米 結(jié)構(gòu)層的與將要封裝的器件接觸的層，所述納米結(jié)構(gòu)層在UV中和層上作為“第二層”布置； 或者，納米結(jié)構(gòu)層可以為接觸的第一層，UV中和層在所述納米結(jié)構(gòu)層上作為第二層布置。圖14中所示的實(shí)施例中的多層膜203、202可與阻障基板201以及另一個(gè)多層膜 或僅與圖14中所示的UV光中和層200層疊。然而，如圖15所示，多層膜203、202也可能 僅與阻障基板201層疊而不附加另外的UV光中和層。但是，可選擇諸如圖14中所示的層 380的組合的在多層膜203和202之上的所述附加層。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述附加層可僅 置于封裝的光電器件的一側(cè)。圖14還說明了納米結(jié)構(gòu)層203的另一個(gè)潛在功能，在圖14所示的實(shí)施例中，將納 米結(jié)構(gòu)層203用作包括層214、216和220的或僅僅層216的墊襯結(jié)構(gòu)。在圖14所示的實(shí) 施例中，墊襯結(jié)構(gòu)經(jīng)由粘合劑214和220附著/連接于納米結(jié)構(gòu)層203。在另一個(gè)實(shí)施例， 僅包括納米結(jié)構(gòu)層的墊襯結(jié)構(gòu)經(jīng)由納米結(jié)構(gòu)層216附著/連接于納米結(jié)構(gòu)層203。例如，粘合劑可為乙烯-乙酸乙烯酯樹脂(ethylene vinyl acetateresins)、環(huán)氧 樹脂、多硫化物、硅酮和聚氨酯。由于墊襯結(jié)構(gòu)的納米結(jié)構(gòu)層中的納米級(jí)粒子的吸附能力， 納米結(jié)構(gòu)層216不僅保護(hù)太陽能電池免受氧氣和濕氣的影響，而且在電解質(zhì)從太陽能電池 中泄漏的情況下可提供緩沖墊。即使在一個(gè)太陽能電池泄漏的情況下，該墊襯結(jié)構(gòu)可吸收 電解質(zhì)并保護(hù)鄰近的太陽能電池。另一方面墊襯結(jié)構(gòu)與納米結(jié)構(gòu)層203形成連接?？墒褂?粘合劑214、220將墊襯結(jié)構(gòu)與納米結(jié)構(gòu)層203連接。在另一個(gè)實(shí)施例中，也可使用作為薄 膜置于納米結(jié)構(gòu)層203和納米結(jié)構(gòu)層216之間的粘合劑層。于是，粘合劑層位于與納米結(jié) 構(gòu)層203連接的納米結(jié)構(gòu)層216的兩端。圖15圖示了另一個(gè)實(shí)施例，其中光電器件是染料敏化的太陽能電池(DSSC)。這 種結(jié)構(gòu)的基本配置與圖14中所示的一致。不同僅在于圖15所示的墊襯結(jié)構(gòu)僅包括納米結(jié)構(gòu)層。圖15中所示的DSSC 221包括鈦箔440、包括染料的氧化鈦層、電解質(zhì)420和 氧化銦錫(ITO)層。文章=Sommeling, P.M. , Spath1 Μ.等(EPSEC-16 (歐洲光電太陽能協(xié) 會(huì))，Glasgow，2000 年 5 月 1 5 日，題目“Flexible Dye-Sensitized Nanocrystalline TiO2 SolarCells”)和Janne Halme的碩士論文(碩士論文，2002年2月12日，題目 Dye-Sensitized Nanostructured and organic photovoltaic cells :technicalreview and preliminary tests ；Helsinki University of Technology, Departmentof Engineering Physics and Mathematics)在上述基礎(chǔ)上進(jìn)一步說明并參考了 DSSC的工作 原理和制造。在泄漏的情況下，在DSSC太陽能電池左側(cè)和右側(cè)的墊襯結(jié)構(gòu)可阻止或阻擋電解 質(zhì)420，并于是保護(hù)了其他太陽能電池。與粘合劑線相比，使用墊襯結(jié)構(gòu)可提供改進(jìn)的邊緣 密封的阻障性。同樣，不僅可使用粘合劑線，有時(shí)還使用由例如乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共 聚物和粘合劑加熱密封疊層制成的的附加層。在一個(gè)實(shí)施例中，墊襯結(jié)構(gòu)可包括納米結(jié)構(gòu)層和/或可阻擋電解質(zhì)泄漏的耐化學(xué) 性單體或聚合物或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。納米結(jié)構(gòu)層可阻擋濕氣和氧氣滲入器件封 裝。納米結(jié)構(gòu)層也可充當(dāng)耐化學(xué)性材料并可用于阻擋電解質(zhì)泄漏。在一個(gè)實(shí)施例中，墊襯 結(jié)構(gòu)可由納米結(jié)構(gòu)層夾于兩個(gè)粘合劑層之間構(gòu)成(圖14所示)，而在另一個(gè)實(shí)施例中墊襯 結(jié)構(gòu)可僅由納米結(jié)構(gòu)層構(gòu)成(圖15所示)?，F(xiàn)描述具體示例以說明以上所述的制造過程以及所制造的封裝阻障膜的阻障性 能。示例1 被封裝的OLED的制造1.基板的表面處理將涂敷二氧化硅的堿石灰玻璃基板(顯示-質(zhì)量玻璃)切割為50mmX50mm的片， 且也可以是用于OLED的底或蓋的任何需要的尺寸?？墒褂脷鈩?dòng)操作的空心沖模切割設(shè)備 或任何傳統(tǒng)切割機(jī)械將樣品切割成特定的或需要的尺寸?，F(xiàn)有的封裝包中的水汽滲透可能主要通過穿過粘合劑和基板的界面以及擴(kuò)散穿 過粘合劑密封進(jìn)行。諸如等離子體處理等合適的表面預(yù)處理工藝可消除粘合溢出物。因此， 用異丙醇(IPA)沖洗它們并且用氮?dú)獯蹈?。這些處理幫助去除表面上吸附的宏觀尺寸的粒 子。不推薦用丙酮和甲醇清洗或沖洗。在氮?dú)獯蹈芍螅瑢⒒逯糜趬簭?qiáng)為KT1Hibar的真 空爐中，以除去所吸附的濕氣或氧氣。真空爐配備有用于阻止烴油從真空泵遷移回真空爐 的前級(jí)管道捕集器。去氣處理之后，緊接著將阻障膜轉(zhuǎn)移到等離子體處理室(例如ULVAC S0LCIET組合設(shè)備工具)。使用RF氬等離子體以低能離子轟擊阻障膜的表面以去除表面污 染物。室中的基本壓強(qiáng)保持在4X 10_6mbar以下。氬氣流量為70sCCm。RF功率設(shè)置為200W， 且根據(jù)表面狀況通常使用5 8分鐘的最佳處理時(shí)間。2. OLED 的制造本示例中采用了國際專利申請(qǐng)WO 03/047317 Al中所述的OLED結(jié)構(gòu)。使用具有 20歐/平方的薄層電阻的ITO涂敷的玻璃作為用于OLED器件制造的基板。以丙酮和甲醇 進(jìn)行濕式化學(xué)清洗并隨后進(jìn)行干式氧等離子體處理。使用聚(苯乙烯磺酸鹽/酯)_摻雜 的聚(3，4_乙烯二氧噻吩)(PEDOT)作為空穴輸送層(HTL)。使用了可商業(yè)獲得的苯基取代 的聚(對(duì)苯乙炔)(PPV)發(fā)出黃光的聚合物。采用基于小分子的OLED結(jié)構(gòu)，其中在2X10_519帕壓強(qiáng)的高真空下，在270°C時(shí)沉積65nm厚的電致發(fā)光層三-(8-羥基喹啉)鋁(A1Q3)。在 650°C時(shí)沉積5A (0. 5nm)厚的LiF作為有機(jī)電致發(fā)光(EL)板和陰極之間的中間層。使用 熱蒸發(fā)將鋁陰極沉積為200nm的厚度。3.氧化鉿中和層沉積在真空下將基板與OLED轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)室，其中按照D3. 8. 1，Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 765，2003材料研究學(xué)會(huì)(Materials Research Society)中所述的過程通過原子 層沉積(ALD)以四(二甲基氨基)鉿和(TDMAH)和臭氧(O3)合成氧化鉿薄膜層。本領(lǐng)域 的其他已知方法包括電子束蒸發(fā)或?yàn)R射。4.多層阻障膜鄰近封裝將從包含氧化鋁納米粒子的分散系的可聚合的丙烯酸的混合物中得到的納米結(jié) 構(gòu)層旋轉(zhuǎn)涂敷在氧化鉿覆蓋的OLED上，并且通過暴露于UV而使丙烯酸單體固化。也可通過包括濺射、熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)、等離子體聚合、CVD、印刷、旋轉(zhuǎn)或包括 尖端或浸漬涂敷處理的任何傳統(tǒng)涂敷處理的PVD方法沉積HfO2 UV濾光層和光學(xué)層。5.制造設(shè)備可在順序(in-line)系統(tǒng)中或者在卷繞式(roll-to-roll)系統(tǒng)中實(shí)施上述制造 過程。圖9A中圖示了順序制造系統(tǒng)570。該系統(tǒng)包括用于實(shí)施清潔底基板、形成電子元件、 形成氣體滲透傳感器、隨后實(shí)施器件的封裝等步驟的串聯(lián)的子室，且每個(gè)步驟在各自的子 室內(nèi)實(shí)施。例如，在OLED的情況中，可分別在子室571,572和573中實(shí)施OLED陽極、有機(jī) EL層和陰極的形成步驟，并在子室574中完成氣體滲透傳感器?？稍谧邮?75中實(shí)施等離 子體清潔和封裝。承載傳感器和電子元件的底基板最后可通過負(fù)載鎖578傳輸?shù)嚼缈梢?是手套箱的子室575中。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，子室575可以是如圖9B所示的用于實(shí)施氣體滲透傳感器 的成批制造和封裝的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的手套箱500。在此示例中，具有400mmX 500mm X 650mm的 尺寸的真空室502連接于高真空泵站504 (優(yōu)選地為機(jī)械升壓泵與旋轉(zhuǎn)真空泵的組合)，并 且保持在10_4mbar的基本壓強(qiáng)下。高真空皮拉尼壓力計(jì)(Pirani gauge) 506用于監(jiān)測真 空壓強(qiáng)。隔離閥508用于隔離真空泵站504和真空室502。直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器510用于在真 空條件下將粘合劑墊512密封在OLED器件514上。將直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器510通過KF25法蘭 (flange)連接部516安裝于真空室，并氣動(dòng)地操作直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器510以驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)系 統(tǒng)。氣動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)饋入器(feedthrough)通過在40 80psi (275. 79kPa 551. 58kPa)范圍內(nèi)施加合適的壓縮空氣壓強(qiáng)而為直線運(yùn)動(dòng)提供作用。允許壓縮空氣穿過 氣動(dòng)致動(dòng)器的入口 518和出口 520?？赏ㄟ^轉(zhuǎn)動(dòng)置于氣動(dòng)致動(dòng)器522頂端的調(diào)節(jié)鈕而縮 短或延長直線行程。一旦調(diào)節(jié)后，由止動(dòng)螺母5 將調(diào)節(jié)鈕5 鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢??？蛇M(jìn) 行直線行程調(diào)節(jié)以達(dá)到所需要的行程距離。將合適的粘合劑夾具5 與直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器 510連接以夾持用于密封器件的粘合劑墊512。直線驅(qū)動(dòng)器的軸向負(fù)載通常為201b (大約 9.07kg)。夾具5 也用于在進(jìn)行粘合劑密封處理時(shí)施加壓強(qiáng)。通常施加的壓強(qiáng)介于40 SOpsi (275. 79kPa 551. 58kPa)的范圍內(nèi)，并可根據(jù)使用的基板/器件的類型調(diào)節(jié)需要 的壓強(qiáng)?？蓪簭?qiáng)施加在基板的邊緣上或者整個(gè)面上?？筛鶕?jù)封裝的需要而使用不同類 型的夾具。這些夾具由高等級(jí)真空兼容材料構(gòu)成。使用焊接的不銹鋼波紋管和直線軸承軸支架以提供可靠和平穩(wěn)的操作。氣動(dòng)饋入器可從工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)元件中選擇，例如混合兼容的 Del-Seal CF金屬密封法蘭或ISO KF Kwik-Flange彈性密封端口裝置(mount)。直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的平穩(wěn)操作、夾具的移動(dòng)以及與基板的對(duì)齊由支撐架530和直線 滾珠導(dǎo)軌532周密地控制。夾具設(shè)計(jì)為可穿過真空室的負(fù)載鎖534將粘合劑加載到夾具上。 類似地，可穿過用于次級(jí)密封處理的負(fù)載鎖將器件或基板轉(zhuǎn)移到基板夾具上。真空室502還配備有等離子體源536，以用于在粘合劑粘合處理之前的表面預(yù)處 理或清潔。射頻(RF)功率控制器538用于控制等離子體源的RF功率。表面處理包括為獲 得期望的和可再生的特性而對(duì)原樣(as-received)樣品或器件進(jìn)行的清潔或表面改性。在 聚合物基板的情況中，有許多造成阻障膜表面上的表面污染物的途徑，并且由于長存儲(chǔ)時(shí) 間和操作以及暴露于周圍條件，聚合物底基板也趨向于吸附水汽。任何表面污染物必然會(huì) 影響粘合劑墊的粘合。使用射頻(RF)氬等離子體以低能離子轟擊基板或最初密封器件的 表面，以去除表面污染物。室中基本壓強(qiáng)保持在4X10_6mbar以下，并且由壓強(qiáng)監(jiān)測器550 監(jiān)測。氬氣流量為70sCCm。射頻(RF)功率設(shè)置為200W，并且根據(jù)表面狀況，通常使用5 8分鐘的最佳處理時(shí)間。氬氣管道551與真空室連接，以引入用于等離子體處理的氬氣。氮 氣管道552與真空室連接，以在等離子體處理過程之后為該室通風(fēng)?；寮訜崤_(tái)540可提供高達(dá)100°C的溫度，并且溫度控制器用于保持需要的溫度。 在真空粘合該器件期間，使用加熱處理以熔化粘合劑。在真空密封處理之后，通過暴露于UV 光30秒鐘，可使粘合劑固化。使用400W金屬鹵化物UV光源542 (型號(hào)2000-EC)以固化粘 合劑?？墒褂脧?qiáng)度分別為85mW/cm2和22mW/cm2的365nm和300nm的波長來固化粘合劑?？筛鶕?jù)封裝設(shè)計(jì)、OLED結(jié)構(gòu)的類型、基板而靈活地選擇制造順序，并且所述制造順 序不但可用于此處所示的成批和順序制造系統(tǒng)，而且也可用于卷繞式處理。示例2 封裝真空傳送技術(shù)下面將說明采用成批或卷繞式處理的、用于在剛性或塑性基板上制造的濕氣或氧 氣高度敏感的(水滲透率達(dá)10_6g/m2/天的水平)有機(jī)器件的阻障膜和隨后的器件封裝的 制造1.器件110-有機(jī)發(fā)光二極管2.溶劑保護(hù)層-高折射率溶劑保護(hù)光學(xué)膜(可選的)3.中和層-氧化鈦/氧化鋅棒結(jié)構(gòu)的丙烯酸聚合物4.納米結(jié)構(gòu)層-分散于丙烯酸聚合物中的反應(yīng)性納米粒子(分別是除了氧化鈦或氧化鋅以外的)
5.覆蓋基板-阻障塑料基板/玻璃基板如果在平坦塑料基板上制造覆蓋基板，那么可采用包括層3和層4的具有根據(jù)本 發(fā)明的多層阻障膜的器件?？蛇x地，僅使用溶劑保護(hù)層(膜)2作為第一層以保護(hù)器件；其 不涉及多層阻障結(jié)構(gòu)。溶劑保護(hù)層在EL器件(有機(jī)電致發(fā)光(EL)板)上的沉積圖12A表示在用本發(fā)明的多層阻障膜(其包括UV中和層以及包含能夠與濕氣和/ 或氧氣相互作用的反應(yīng)性納米粒子的納米結(jié)構(gòu)層)封裝器件110之前，用溶劑保護(hù)層2封 裝到玻璃或剛性基板5上的EL器件。在OLED制造之后，溶劑保護(hù)層2、即氧化鎂在第一步驟中通過熱蒸發(fā)方法被沉積在有機(jī)EL器件(有機(jī)電致發(fā)光(EL)板)上。該層有助于避免殘留的溶劑滲透或與諸如有 機(jī)發(fā)光二極管的有機(jī)電子器件反應(yīng)。諸如無機(jī)電致發(fā)光器件或無機(jī)光電(PV)器件的一些 電子器件可能不需要該溶劑保護(hù)層。該氧化鎂或氟化鎂層2根本不能促進(jìn)或者不能顯著地 改進(jìn)總體的阻障性。溶劑保護(hù)層2例如可以是HfOx、MgO、MgF、BaO、BaF和LiF或任何具有 高折射率或者低折射率的光學(xué)特性的合適的光學(xué)無機(jī)膜。在封裝有頂發(fā)光OLED和光電器 件的情況下，可優(yōu)選高折射率的光學(xué)膜。可如下實(shí)施本發(fā)明的阻障膜層的制造，為了說明目的，使用在塑料基板5上制造 多層封裝層的處理為例。如圖12B所示，如下所述，氧化鋅納米棒/納米粒子3作為UV光中和層122中的 反應(yīng)性成分而生長到塑料或剛性覆蓋基板5上。Bl-沉積到剛性或塑料覆蓋基板5上的氧化鋅納米棒3 (或氧化鈦粒子)。在生成UV光中和層的第一步驟中，首先，可通過諸如旋轉(zhuǎn)涂敷、絲網(wǎng)印刷、噴墨 印刷或任何印刷方法等任何傳統(tǒng)的涂敷方法或者諸如尖端涂敷、WebFlight、螺紋槽涂敷 (Slot die coatings)等卷繞式涂敷方法，使用可商業(yè)獲得的氧化鋅或氧化鈦納米粒子的 分散于己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯、三丙二醇二丙烯酸酯中的分散系，以將納米點(diǎn) (20 50nm)沉積在剛性基板或柔性塑料基板上。在沉積之后，可在80°C下進(jìn)行的幾分鐘的 熱退火中去除溶劑。通過將基板5暴露于乙酸鋅和氫氧化銨溶液，使用溶劑熱法(solvent thermal route)以生長氧化鋅納米棒。在60°C 120°C溫度下，氧化鋅納米點(diǎn)(圖10A)在 10分鐘 60分鐘的時(shí)間內(nèi)成長為納米棒狀態(tài)(圖IOB和圖10C)。使用納米點(diǎn)作為核是允 許實(shí)現(xiàn)較高的縱橫比的納米棒受控生長的方法之一。可使用幾種現(xiàn)有的溶劑熱法和水解處 理以使鋅納米棒3生長在塑料基板5上。圖IOA 圖IOC圖示了納米點(diǎn)和納米結(jié)構(gòu)的原子 力顯微鏡(AFM)照片。這些納米棒可沉積在阻障涂敷塑料上或者諸如玻璃的任何剛性基板 上。由于納米棒散射光的特性，可將這些納米棒單獨(dú)用于UV中和層122中。然而，還可以 將氧化鋅粒子添加到該膜中，以改進(jìn)UV濾光特性。下面表示了包含分散于丙烯酸聚合物中 并沉積于氧化鋅納米棒(圖示為“星狀”的灰色結(jié)構(gòu)3)上的氧化鋅納米粒子(圖示為在層 122中的小黑方塊4)的UV中和層的結(jié)構(gòu)。B2-沉積于氧化鋅納米棒(圖12C)上的分散于丙烯酸聚合物中的氧化鋅納米粒子。為將氧化鋅納米粒子并入U(xiǎn)V光中和層，將涂敷重量約為密封溶液的100%的 40mlUV可固化丙烯酸酯單體添加到5ml的氧化鋅在三丙二醇二丙烯酸酯(35%重量)中的 分散系，所述分散系可從Nanophase Technologies公司的Nanodur獲得。將15ml的PGME 與EGUM^tfSl 1)的有機(jī)溶劑添加到該混合物中。隨后在沉積到阻障氧化物層上之前， 對(duì)該混合物進(jìn)行大約一小時(shí)的超聲處理。在氮?dú)猸h(huán)境下，在手套箱中經(jīng)由旋轉(zhuǎn)涂敷形成包 括納米棒和納米粒子的膜。在手套箱中，氧氣與水汽的含量降到Ippm以下的水平。然后在 涂敷包含反應(yīng)性納米粒子的膜之前，通過UV使該層固化?；蛘撸部扇缦滤?，即在沉積了 包含反應(yīng)性納米粒子的納米結(jié)構(gòu)層之后將該層固化。為生成包含能夠與濕氣和/氧氣相互作用的反應(yīng)性納米粒子的納米結(jié)構(gòu)層，以等 離子體對(duì)可商業(yè)獲得的納米粒子(來自NanophasejTechnologies公司的NanoDur99. 5%氧 化鋁粒子)進(jìn)行預(yù)處理并將其添加到例如2-甲氧基乙醇OM0E)與乙二醇(EG)中的有機(jī)溶劑中，2M0E與EG按1 1的比例進(jìn)行分散?；蛘撸墒褂帽紗渭酌鸦蛞宜嵋阴セ蚣?基異丁基酮、甲基乙基(methyl ethyl)、2M0E或任何溶劑或加濕添加劑的混合物?；蛘撸?如也可使用諸如氧化鋅或氧化鈦分散于己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯、三丙二醇二 丙烯酸酯中的可商業(yè)獲得的納米粒子分散系。將諸如可商業(yè)獲得的UV可固化的丙烯酸酯單體(例如可從AddisonClear Wave, Wooddale, IL, USA得到的HC-5607)的可聚合基化合物添加到納米粒子混合物中以形成密 封溶液。聚合物涂層的重量可介于整個(gè)密封溶液的重量的5%到70%之間。例如，納米粒 子在聚合物中的總濃度可以是密封溶液的重量的66%，而聚合物涂層重量為密封溶液重量 的大約34%。合成在惰性氣體環(huán)境下進(jìn)行。對(duì)處于丙烯酸聚合物溶液中并被旋轉(zhuǎn)涂敷于平坦聚 合物基板上的納米粒子的不同混合物進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)。反應(yīng)性氧化鋁納米粒子分散的丙烯酸聚合物的沉積(硬涂層)。B3-涂敷有UV濾光器和未固化的反應(yīng)性納米粒子分散的丙烯酸聚合物6的覆蓋基 板(圖12D)。為沉積UV中和層中的反應(yīng)性納米粒子(并從而形成各個(gè)膜)，將涂敷重量約為密 封溶液的1000%的40mlUV可固化丙烯酸酯單體添加到15ml的氧化鋁在三丙二醇二丙烯 酸酯(35%重量)中的分散系中，該分散系可從BI Chemicals公司得到。將15ml的PGME 與EGUM^tfSl 1)的有機(jī)溶劑添加到該混合物中。隨后在沉積到阻障氧化物層上之前， 對(duì)該混合物進(jìn)行大約一小時(shí)的超聲處理。在氮?dú)鈿夥障?，在手套箱中通過旋轉(zhuǎn)涂敷形成密 封層。在手套箱中，氧氣與水汽的含量降到Ippm以下的水平。當(dāng)測試在UV光中和層中僅包含氧化鋅粒子的初始種子層(initial seedlayer) 的阻障膜以及在UV光中和層中包含鋅納米棒且在納米結(jié)構(gòu)膜中包含鋁納米粒子的阻障膜 的UV濾光特性時(shí)，可看到包含鋅納米棒的膜的UV濾光特性明顯較高(圖12E和圖12F)。 在此背景下，應(yīng)注意，鋅納米棒可有效地使所述光散射，這使得UV中和層能從例如有機(jī)頂 發(fā)光器件等所感興趣的器件中有效地提取所述光。通過真空密封或?qū)盈B處理進(jìn)行的涂敷轉(zhuǎn)移處理然后，采用真空密封方法將涂敷有UV光中和層和未固化的納米結(jié)構(gòu)阻障層的覆 蓋基板(Β； )密封于有機(jī)器件上，然后用UV輻射使其固化。從而制造出如圖13所示的諸如 OLED的封裝電子器件。柔性O(shè)LED封裝-用本發(fā)明的阻障膜封裝的OLED的樣品的制造和性能測試玻璃或者聚碳酸酯基板為透明的，并且可切割為優(yōu)選的尺寸?？墒褂脷鈩?dòng)操作的 空心沖模切割設(shè)備或任何傳統(tǒng)切割機(jī)械來將聚碳酸酯基板切割成特定的或需要的尺寸。在實(shí)驗(yàn)配置中，通過異丙醇(IPA)沖洗并以氮?dú)獯蹈苫?，以去除表面上吸附?宏觀尺寸的粒子。在氮?dú)獯蹈芍?，將基板置于壓?qiáng)為KTmbaHO. 04Pa)的真空爐中，以除 去所吸附的濕氣或氧氣。去氣處理之后，緊接著將基板轉(zhuǎn)移到等離子體處理室(例如ULVAC S0LCIET組合設(shè)備工具)。使用RF氬等離子體，以低能離子轟擊阻障膜的表面，以便去除表 面污染物。處理室中的基本壓強(qiáng)維持在4X 10_6mbar以下。氬氣流量為70SCCm(SCCm =在標(biāo) 準(zhǔn)溫度和壓強(qiáng)下的立方厘米/分鐘)(0. IPa -mVs)。RF功率設(shè)置為200W，且根據(jù)表面狀況 通常使用五到八分鐘的最佳處理時(shí)間。使用聚(苯乙烯磺酸鹽/酯)_摻雜的聚(3，4_乙烯23二氧噻吩)(PEDOT)作為空穴輸送層(HTL)。使用可商業(yè)獲得的苯基取代的聚(對(duì)苯乙炔) (PPV)發(fā)出黃光的聚合物。在2. 0X10_6Torr(0. 0002666Pa)的基本壓強(qiáng)下，在ULVAC組合系 統(tǒng)中，通過熱蒸發(fā)沉積出20nm厚的鈣膜，該鈣膜覆蓋有200nm厚的銀陰極。銀膜用于保護(hù) 下面的鈣。還為一些封裝的研究制造了基于小分子的OLED結(jié)構(gòu)。在此制造工藝中，使用具 有20歐/平方的薄層電阻的ITO涂敷的玻璃作為用于OLED器件制造的基板。在270°C時(shí)， 在2X 10-5 的高真空下沉積75nm的NPB。然后，在2X KT5I3a壓強(qiáng)的高真空下，在270°C時(shí) 沉積65nm厚的電致發(fā)光層A1Q3。在650°C時(shí)沉積作為EL和陰極之間的中間層的LiF。使 用熱蒸發(fā)技術(shù)沉積陰極QOOnm鋁)。使用涂敷有阻障二氧化硅和ITO膜并以作為溶劑保護(hù)層的250 μ m氧化鎂薄膜進(jìn) 行封裝的5cmX5cm塑料基板進(jìn)行基于標(biāo)準(zhǔn)小分子的標(biāo)準(zhǔn)OLED器件的制造工藝。將如上所述的包含氧化鋅納米粒子的聚合物層沉積在覆蓋塑料基板上并將其用 作UV光中和層(UV濾光)。此外，也將包含氧化鋁納米粒子的納米結(jié)構(gòu)聚合物層沉積在UV 濾光器上。在固化之前，將覆蓋基板真空密封在OLED器件上。分層的納米結(jié)構(gòu)層、氧化銦錫以及反應(yīng)性聚合物與空穴和電子注入層的界面效應(yīng) 在很大程度上限制了有機(jī)發(fā)光器件的柔性。根據(jù)美國測試材料標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(曲率半徑30mm、頻率50Hz并且顯示器厚度 < 400mm)，使根據(jù)本發(fā)明的柔性封裝OLED器件經(jīng)受不同的撓曲循環(huán)。所選擇的撓曲測試為 5000、10000、20000和30000次循環(huán)。如圖13A(還比較圖13B)所示，基板為5cmX 5cm，彎 曲部分R的撓曲半徑為37. 6mm，并且如圖13A所示撓度h為18mm。在每個(gè)撓度測試之前和 之后，測量器件相對(duì)于電壓的發(fā)光。圖13C表示不同撓度循環(huán)下的撓度器件性能的發(fā)光相 對(duì)于撓度循環(huán)的特性曲線。用于具有5000次撓度循環(huán)時(shí)的撓度器件的開啟電壓為5V，并且 發(fā)光高達(dá)100Cd/m2。在封裝和OLED之間、底基板和覆蓋基板之間沒有界面破壞。然而，當(dāng) 撓度循環(huán)增加至超過10，000次循環(huán)時(shí)，發(fā)光下降至80Cd/m2。然而仍然保持覆蓋基板與納 米結(jié)構(gòu)層和UV濾光的粘合?？捎^察到溶劑保護(hù)層和OLED之間的粘合仍然完好并且沒有發(fā) 生分層。相反，在30，000撓度次循環(huán)之后，在溶劑保護(hù)層和OLED之間發(fā)生分層。這個(gè)結(jié)果 表明真空密封方法導(dǎo)致本發(fā)明的阻障膜與OLED的強(qiáng)力附著，并且真空密封可解決氣泡形 成和由于手工密封方法而產(chǎn)生的其他缺陷相關(guān)的問題。光電器件的封裝在以下部分中，將更詳細(xì)地描述光電器件的封裝的示例。如圖14所示的光電器件封裝從如圖14所示的器件的底部開始。當(dāng)不包括可選的 層380的組合時(shí)，首先提供了諸如聚(2，6_萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)、聚(對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯)(PET)、聚甲基-2-戊炔)、聚酰亞胺、聚碳酸酯(PC)的底基板(未圖示)，然后對(duì) 其涂敷UV中和層202，之后涂敷納米結(jié)構(gòu)層203。在39 °C和90%的相對(duì)濕度(RH)下，該多 層的阻障性可介于約10、/πι2/天 約10_6g/m7天之間。可通過諸如旋轉(zhuǎn)涂敷、螺紋槽涂敷、真空蒸發(fā)或絲網(wǎng)印刷等本領(lǐng)域中已知的沉積 方法，在基板層上涂敷UV中和層202以及納米結(jié)構(gòu)層203?？赏ㄟ^熱固化或者UV固化等本 領(lǐng)域中已知的方法將這些層固化。也可以用UV中和層202涂敷在基板層的兩側(cè)以保護(hù)基 板層。UV中和層202以及納米結(jié)構(gòu)層203的厚度可介于約20nm 約1 μ m之間或介于約500nm 1 μ m之間。通常UV中和層202以及納米結(jié)構(gòu)層203的厚度取決于所封裝的光 電器件221的厚度。光電器件221分別與中和層202及納米結(jié)構(gòu)層203的厚度的比約為 1 2。例如，光電器件221的厚度為1 μ m，使得UV中和層202和納米結(jié)構(gòu)層203的每一個(gè) 的厚度為2 μ m。然后將以UV中和層202與納米結(jié)構(gòu)層203涂敷的基板層層疊于光電器件221的 底部。以與在光電器件221的底部類似的方式進(jìn)行在光電器件另一側(cè)的分層結(jié)構(gòu)的制備。然而，在將光電器件221封裝于涂敷在基板上的層203和202之間之前，在光電器 件221的那一側(cè)涂敷墊襯結(jié)構(gòu)(也稱為密封層)。在一個(gè)實(shí)施例中，墊襯結(jié)構(gòu)包括納米結(jié) 構(gòu)層和/或粘合劑層，且可經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)印刷方法(關(guān)于墊襯結(jié)構(gòu)形成的更多細(xì)節(jié)參見以下段 落)涂敷。墊襯結(jié)構(gòu)的寬度可介于約1 μ m 約5mm之間?？墒褂寐菁y槽涂敷處理涂敷粘合劑層。圖15表示圖14中所示的結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例，其中所封裝的光電器件是染料敏化 的太陽能電池(DSSC)。DSSC包括氧化銦錫層410、電解質(zhì)層420、氧化鈦+染料層430和鈦 箔層440。為以如圖15所示的多層阻障膜封裝DSSC，在多層阻障膜上直接形成DSSC。首先， 將鈦箔440層疊在納米結(jié)構(gòu)層203上。在鈦箔的頂上，濺射氧化鈦漿料。為得到最終的氧 化鈦/染料層430，使氧化鈦漿料在有機(jī)染料的溶液中出現(xiàn)一定的時(shí)間段。將氧化鈦漿料濺射在鈦箔上會(huì)在層430中留下月牙形狀的突起。在顯現(xiàn)和烘干電 極之后，將電解質(zhì)填充到該突起中。例如通過本領(lǐng)域中已知的任何標(biāo)準(zhǔn)印刷方法同時(shí)產(chǎn)生 形成墊襯結(jié)構(gòu)的電解質(zhì)層420和納米結(jié)構(gòu)層。通過僅在設(shè)置有墊襯結(jié)構(gòu)的點(diǎn)施加UV光，使 墊襯結(jié)構(gòu)固化。在形成電解質(zhì)層420和墊襯結(jié)構(gòu)之后，在電解質(zhì)層420的頂上層疊ITO層410。2權(quán)利要求
1.一種能夠封裝對(duì)濕氣和/或氧氣敏感的電子或光電器件的多層阻障膜，所述阻障膜 包括至少一個(gè)納米結(jié)構(gòu)層，其包括能夠與濕氣和/或氧氣相互作用的反應(yīng)性納米粒子，所 述反應(yīng)性納米粒子分布于聚合物粘合劑內(nèi)，以及至少一個(gè)紫外光中和層，其包括能夠吸收紫外光的材料，從而限制紫外光透射穿過所 述阻障膜。
2.如權(quán)利要求1所述的阻障膜，其中，所述反應(yīng)性納米粒子能夠通過化學(xué)反應(yīng)而與濕 氣和/或氧氣相互作用。
3.如權(quán)利要求2所述的阻障膜，其中，所述反應(yīng)性納米粒子包括從由金屬、金屬氧化物 和其混合物組成的組中所選擇的材料。
4.如權(quán)利要求3所述的阻障膜，其中，所述納米粒子包括從由Al、Ti、Mg、Ba、Ca和其混 合物組成的組中所選擇的金屬。
5.如權(quán)利要求3或4所述的阻障膜，其中，所述納米粒子包括從由Ti02、A1203、ZrO2, ZnO, BaO, SrO, CaO和MgO、VO2, CrO2, MoO2, LiMn2O4和其混合物組成的組中所選擇的金屬氧 化物。
6.如權(quán)利要求3 5之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中，所述納米粒子包括從由錫酸鎘 (Cd2SnO4)、銦酸鎘(CdIn2O4)、鋅錫酸鹽(Zn2SnO4和SiSnO3)、氧化鋅銦(Zn2In2O5)和其混合 物組成的組中所選擇的透明導(dǎo)電金屬氧化物。
7.如權(quán)利要求1 6之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中，所述反應(yīng)性納米粒子能夠通過吸附 作用而與濕氣和/或氧氣相互作用。
8.如權(quán)利要求7所述的阻障膜，其中，所述納米粒子包括碳納米管。
9.如權(quán)利要求8所述的阻障膜，其中，所述碳納米管具有多壁結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1 9之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中所述納米結(jié)構(gòu)層包括碳納米管和 金屬氧化物納米粒子，存在的金屬氧化物納米粒子的量介于存在的碳納米管的量的500到 15000倍(以重量計(jì))之間。
11.如權(quán)利要求1 10之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中，當(dāng)所述氧氣和/或濕氣敏感的電 子器件包括有機(jī)發(fā)光器件時(shí)，所述納米粒子的平均尺寸小于由所述有機(jī)發(fā)光器件所發(fā)出的 光的特征波長的二分之一。
12.如權(quán)利要求1 11之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中，所述納米粒子是棒狀的，其中所 述棒狀具有介于約IOnm 約50nm之間的直徑、介于約50nm 約400nm之間的長度以及約 5以上的縱橫比。
13.如權(quán)利要求12所述的阻障膜，其中，所述納米粒子具有小于約200nm的長度。
14.如權(quán)利要求1 13之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中，所述納米粒子具有介于約Im2/ g 約200m2/g之間的表面積對(duì)重量的比。
15.如權(quán)利要求1 14之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中，所述多層膜的所述至少一個(gè)納米 結(jié)構(gòu)層包括至少2種類型的能夠與濕氣和/或氧氣相互作用的反應(yīng)性納米粒子。
16.如權(quán)利要求15所述的阻障膜，其中，所述多層膜包括第一納米結(jié)構(gòu)層和第二納米 結(jié)構(gòu)層，所述第一納米結(jié)構(gòu)層包括金屬納米粒子，所述第二納米結(jié)構(gòu)層包括金屬氧化物納 米粒子。
17.如權(quán)利要求16所述的阻障膜，其中，所述多層膜包括在所述多層膜中以交替順序 布置的多個(gè)所述第一納米結(jié)構(gòu)層和所述第二納米結(jié)構(gòu)層。
18.如權(quán)利要求15所述的阻障膜，其中，所述多層膜包括其中分布有金屬納米粒子和 金屬氧化物納米粒子的一個(gè)納米結(jié)構(gòu)層。
19.如權(quán)利要求1 18之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中，存在于所述納米結(jié)構(gòu)層中的納米 粒子的量按體積與在所述納米結(jié)構(gòu)層中的所述聚合物粘合劑的所述單體的總重量的比介 于約0. 0000001% 約50%之間。
20.如權(quán)利要求19所述的阻障膜，其中，所述聚合物粘合劑包括從由聚丙烯酸酯、聚甲 基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚環(huán)氧化物、聚對(duì)二甲苯、聚硅氧烷和聚氨酯組成的組中所選擇 的材料。
21.如權(quán)利要求1 20之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中，其中分布有反應(yīng)性納米粒子的所 述紫外光中和層和/或所述聚合物粘合劑包括從由4-甲基苯亞甲基樟腦、對(duì)甲氧基肉桂酸 異戊酯、2-羥基苯基苯并三唑、2-羥基-二苯甲酮、2-羥基-苯基三嗪和N，N' - 二苯基乙 二酰胺組成的組中所選擇的能夠吸收紫外光的有機(jī)化合物。
22.如權(quán)利要求1 21之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中，所述紫外光中和層包括分布于聚 合物層中的金屬氧化物納米粒子。
23.如權(quán)利要求22所述的阻障膜，其中，所述金屬氧化物納米粒子從由二氧化鉿 (HfO2)、氧化鎂(MgO)、氧化鋇(BaO)、氧化硅(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化 鈰(CeO2)、氧化鈮(Nb2O5)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鋅(SiO)和其混合物組成的組中選擇。
24.如權(quán)利要求21和22所述的阻障膜，其中，所述紫外光中和層包括能夠吸收紫外光 的有機(jī)化合物和分布于聚合物層中的金屬氧化物納米粒子。
25.如權(quán)利要求1 M之任一項(xiàng)所述的阻障膜，其中，多層膜還包括有機(jī)阻障層。
26.如權(quán)利要求25所述的阻障膜，其中，所述阻障層包括從聚對(duì)二甲苯、聚酰亞胺、聚 丙烯酰胺、聚酰胺、聚乙酸酯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚(ι-三甲基硅烷基-ι-丙炔)、聚G-甲 基-2-戊炔)、聚乙烯、聚醚砜、環(huán)氧樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯 酸酯、聚二甲基苯醚、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、聚偏氟乙烯(PVDF)中所選擇的材料。
27.如權(quán)利要求沈所述的阻障膜，還包括用于支撐被封裝的所述電子器件的基板，其 中，所述阻障膜形成于所述基板的表面上。
28.如權(quán)利要求1 27之任一項(xiàng)所述的阻障膜，還包括用于保護(hù)所述多層阻障膜的末 端層。
29.如權(quán)利要求觀所述的阻障膜，其中，所述末端層包括從氧化銦錫(ITO)、玻璃、聚丙 烯和聚碳酸酯中所選擇的材料。
30.如權(quán)利要求四所述的阻障膜，其中，所述末端層中分布有包括從BaF2、MgF2和CaF2 中所選擇的材料的粒子。
31.一種封裝電子器件，其包括底基板，該底基板上設(shè)有電子器件，所述電子器件由用于保護(hù)所述電子器件免受濕氣 和/或氧氣影響的封裝所覆蓋，其中，所述封裝包括如權(quán)利要求1 30之任一項(xiàng)所述的阻障膜。
32.如權(quán)利要求31所述的器件，其中，所述阻障膜布置為使得所述紫外光中和層布置為比所述納米結(jié)構(gòu)層更靠近所述電子器件。
33.如權(quán)利要求31所述的器件，其中，所述阻障膜布置為使得所述納米結(jié)構(gòu)層布置為 比所述紫外光中和層更靠近所述電子器件。
34.如權(quán)利要求31或32或33所述的器件，還包括次級(jí)封裝，所述次級(jí)封裝包括布置在 所述多層阻障膜上的粘合劑層以及布置在所述粘合劑層上的覆蓋基板。
35.如權(quán)利要求34所述的器件，其中，在39°C與90%的相對(duì)濕度下，所述覆蓋基板和/ 或所述底基板能實(shí)現(xiàn)介于對(duì)水的約KT1gnT2天―1約10-6gnr2天-1之間的合成濕氣滲透特性。
36.如權(quán)利要求35所述的器件，其中，所述次級(jí)封裝的所述粘合劑層包括具有低的濕 氣和/或氧氣滲透性的粘合劑材料。
37.如權(quán)利要求36所述的器件，其中，所述粘合劑層從由乙烯-乙酸乙烯酯樹脂、環(huán)氧 樹脂、多硫化物、硅酮和聚氨酯組成的組中選擇。
38.如權(quán)利要求37所述的器件，其中，所述覆蓋基板從由玻璃、氧化銦錫、與無機(jī)阻障 膜層疊的納米復(fù)合物和透明塑料組成的組中選擇。
39.如權(quán)利要求1 38之任一項(xiàng)所述的器件，其中，所述電子器件從由有機(jī)發(fā)光器件 (OLED)、電荷耦合器件(CCD)、微機(jī)電傳感器(MEMQ和基于薄膜太陽能電池的有機(jī)或無機(jī) 光電器件組成的組中選擇。
40.如權(quán)利要求39所述的器件，其中，所述基于薄膜太陽能電池的有機(jī)或無機(jī)光電器 件從由Cu (InGaWe2太陽能電池、染料敏化的太陽能電池(DSSC) XdS/CdTe太陽能電池、銅 銦硒化物太陽能電池(CIQ和銅銦/鎵二硒化物太陽能電池(CIGQ組成的組中選擇。
41.一種包括多個(gè)被封裝的有機(jī)發(fā)光器件(OLED)的有機(jī)電致發(fā)光(EL)板，所述板包括基板，其上布置有所述多個(gè)被封裝的0LED，每個(gè)被封裝的OLED包括底基板，其上布置有0LED，所述OLED包括第一電極層、有機(jī)層和第二電極層；為保護(hù)所述OLED免受濕氣和/或氧氣影響，將所述OLED密封于如權(quán)利要求1 30之 任一項(xiàng)所述的多層膜內(nèi)。
42.一種被封裝的光電器件，其包括光電器件，所述光電器件夾于用于保護(hù)所述光電器件免受濕氣和/或氧氣影響的如權(quán) 利要求1 30之任一項(xiàng)所述的兩個(gè)多層阻障膜之間；其中，每個(gè)所述多層阻障膜包括納米結(jié)構(gòu)層，所述納米結(jié)構(gòu)層在一側(cè)附著于所述光電 器件并在相對(duì)的一側(cè)附著于紫外光中和層。
43.如權(quán)利要求41所述的被封裝的光電器件，其中，在所述光電器件的未夾于所述兩 個(gè)多層膜之間的側(cè)附著有墊襯結(jié)構(gòu)，其中，所述墊襯結(jié)構(gòu)包括如權(quán)利要求1 30之任一項(xiàng) 所述的納米結(jié)構(gòu)層或在至少一側(cè)與粘合劑層連接的如權(quán)利要求1 30之任一項(xiàng)所述的納 米結(jié)構(gòu)層。
44.如權(quán)利要求43所述的被封裝的光電器件，其中，所述墊襯結(jié)構(gòu)包括夾于兩個(gè)粘合 劑層之間的所述納米結(jié)構(gòu)層。
45.如權(quán)利要求43或44所述的被封裝的光電器件，其中，將多個(gè)光電器件結(jié)合在光電 器件板中，其中，布置在所述板中的所述光電器件通過所述墊襯結(jié)構(gòu)互相隔離。
46.如權(quán)利要求42 45之任一項(xiàng)所述的被封裝的太陽能電池，其中，所述光電器件是基于薄膜太陽能電池的有機(jī)或無機(jī)光電器件。
47.如權(quán)利要求46所述的被封裝的太陽能電池，其中，所述基于薄膜太陽能電池的有 機(jī)或無機(jī)光電器件從由Cu(InGa)^52太陽能電池、染料敏化的太陽能電池(DSSC) XdS/CdTe 太陽能電池、銅銦硒化物太陽能電池(CIQ和銅銦/鎵二硒化物太陽能電池(CIGQ組成的 組中選擇。
48.一種制造被封裝的電子器件的方法，包括 提供真空封閉室，在所述真空封閉室內(nèi)布置底基板，在所述底基板上布置有待封裝的電子器件，并且 在所述電子器件上形成如權(quán)利要求1 30之任一項(xiàng)所述的多層阻障膜，從而將所述電 子器件封裝。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其中，形成所述多層阻障膜的步驟包括 在所述電子器件上形成包括能夠吸收紫外光的材料的第一層，將能夠與濕氣和/或氧氣相互作用的反應(yīng)性納米粒子與具有至少一個(gè)可聚合基團(tuán)的 可聚合化合物混合以形成納米粒子混合物，在所述第一層上涂敷所述納米粒子混合物，并且 將所述納米粒子混合物暴露于紫外光，從而形成第二層。
50.如權(quán)利要求48或49所述的方法，還包括在所述電子元件上方形成次級(jí)封裝的步驟，其中，所述多層膜與具有足夠圍住封裝包的量的可固化粘合劑接觸， 在將密封材料壓向所述封裝包之前，使覆蓋基板附著于所述粘合劑， 在升高的溫度下，將所述覆蓋基板機(jī)械地壓向所述粘合劑，以及 固化所述粘合劑。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其中，所述粘合劑承載于與致動(dòng)器連接的按壓器上，所 述致動(dòng)器用于使所述按壓器向所述封裝包直線地延伸。
52.如權(quán)利要求48 51之任一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述粘合劑加熱至介于約 40°C 約100°C之間的溫度。
53.如權(quán)利要求48 52之任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述按壓器對(duì)所述密封材料施加 約 40psi 80psi (275. 79kPa 551. 58kPa)之間的壓強(qiáng)。
54.如權(quán)利要求48 52之任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述多層膜的表面上形成所述 粘合劑層之前，用等離子體處理所述表面。
55.如權(quán)利要求M所述的方法，其中，所述等離子體包括從以約70標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/分 鐘(sccm)的流量供給所述封閉室的氬氣得到的氬等離子體。
56.如權(quán)利要求M或55之任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述等離子體處理進(jìn)行約5分鐘 至約8分鐘之間。
57.如權(quán)利要求48 56之任一項(xiàng)所述的方法，其中，將封閉室內(nèi)的真空保持在約 1 (T4Hibar 和 l(T6mbar (0. IPa 和 0. OOlPa)之間的壓強(qiáng)下。
58.一種用于制造如權(quán)利要求31 40所限定的被封裝的電子器件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括真空室，該真空室中布置有夾具，其用于接納待封裝的電子器件，負(fù)載鎖，其連接于所述真空室，所述負(fù)載鎖能將所述樣品輸送到所述夾具上， 等離子體源，其用于清潔待封裝的所述電子器件，多個(gè)材料源，其用于在所述電子器件上形成如權(quán)利要求1 30所限定的多層阻障膜， 直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，其能夠?qū)λ鰥A具上的所述樣品施加法向力， 加熱器，其連接于所述夾具以加熱所述電子器件，以及 UV源，其用于固化所述多層阻障膜。
59.如權(quán)利要求58所述的系統(tǒng)，其中，所述真空室包括多個(gè)串聯(lián)的子室。
60.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其中，所述第一材料源和所述第二材料源每個(gè)連接于 單獨(dú)的子室。
61.如權(quán)利要求58 60之任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載鎖包括可穿過所述多個(gè) 串聯(lián)的子室移動(dòng)的可延長的臂。
62.如權(quán)利要求58 61之任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器能夠?qū)λ?夾具上所存在的樣品施加介于約40psi 約80psi (275. 79kPa 551. 58kPa)之間的壓強(qiáng)。
63.如權(quán)利要求58 62之任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括相對(duì)于所述夾具固定地布置的用 于引導(dǎo)直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器朝所述夾具移動(dòng)的導(dǎo)軌。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠封裝對(duì)濕氣和/或氧氣敏感的電子或光電器件的多層阻障膜，所述阻障膜包括至少一個(gè)納米結(jié)構(gòu)層和至少一個(gè)紫外光中和層，所述納米結(jié)構(gòu)層包括能夠與濕氣和/或氧氣相互作用的反應(yīng)性納米粒子，所述反應(yīng)性納米粒子分布于聚合物粘合劑內(nèi)，所述紫外光中和層包括能夠吸收紫外光的材料，從而限制紫外光透射穿過阻障膜。
文檔編號(hào)C09K11/00GK102057750SQ200980121499
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月9日
發(fā)明者柯琳, 森蒂爾·庫馬爾·拉馬達(dá)斯, 蔡樹仁 申請(qǐng)人:新加坡科技研究局