用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜及其封装工艺制造技术

一种用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜及采用该水氧阻隔膜作为电子器件封装的工艺，水氧阻隔膜由多层用于阻隔水、氧分子的阻隔层和多层用于结构去耦并吸收水、氧分子的吸收层交错层叠构成复合薄膜，阻隔层和吸收层均为无机薄膜；复合薄膜包括与器件接触的最下层、与大气接触的最上层以及设置于最下层与最上层之间的中间层，最下层和最上层均为阻隔层，且构成复合薄膜的任意相邻的两层分别为一阻隔层和一吸收层。阻隔层为SiO2薄膜或者Si3N4薄膜或者SiON薄膜或者Al2O3薄膜中的至少一种。吸收层为具有非晶结构金属氧化物薄膜或者氮化物薄膜。本发明专利技术结构简单，能够在较薄的厚度下获得优良的水氧阻隔性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子器件封装
，特别是涉及一种用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜及其封装工艺。 
技术介绍
为了保障柔性半导体薄膜电子器件性能的有效性，通常在使用中需要对柔性半导体薄膜电子器件的薄膜功能体进行封装。现有的封装技术，通常由多种材料层层堆叠，利用不同材料的优点，达到良好的水氧隔绝效果。目前使用较多的材料体系主要为：无机/有机杂化多层薄膜；无机/有机杂化多层薄膜结构中，无机薄膜（如，Si3N4，Al2O3等）具有良好的水氧隔绝效果，在多层薄膜中起到主要的隔绝作用。但是由于无机薄膜沉积方法的限制，在这些薄膜中常常会出现针孔或由颗粒物所引入的缺陷，这些缺陷会形成水氧分子的扩散通道。因此，通常会引入有机薄膜用于填补或修复无机薄膜中的缺陷，进而获得具有良好阻隔效果的封装薄膜。但是，由于有机薄膜的水氧阻隔性较差，因此往往需要多个无机/有机薄膜的重复结构才能满足水氧阻隔要求。这使得此种薄膜封装层结构复杂，制备成本上升。同时，由于有机层的引入，导致复合薄膜厚度增加，导致最终的柔性器件抗弯折性能劣化。为了简化结构降低成本，纯无机封装的设想应运而生。文献“High-Performance Transparent Barrier Films of SiOx/SiNx Stacks on Flexible Polymer Substrates”（DOI: 10.1149/1.2335592）提出多层SiO/SiN的无机复合薄膜。但是由于 Si3N4和SiO2结构类似，导致无机薄膜间去耦合效果并不明显，容易导致缺陷的持续生长。专利CN1977404B同样提出纯无机的封装系统，系统采用至少两个相邻层包括相同的材料，其优选材料同样也是氮化硅和氧化硅。该专利采用相同的无机材料作为封装层，但是通过沉积工艺的调整而达到去结构耦合的效果。然而和上述文献问题相似，相同的材料结构差异极小，依然容易导致缺陷的持续生长。因此，针对现有技术不足，提供一种用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜及其封装工艺以克服现有技术不足甚为必要。 
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于避免现有技术的不足之处而提供一种用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜，具有良好的水氧阻隔性能，能够实现在较薄的结构下获得良好的水氧隔绝性能。 本专利技术的上述目的通过如下技术手段实现。  提供一种用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜，由多层用于阻隔水、氧分子的阻隔层和多层用于结构去耦并吸收水、氧分子的吸收层交错层叠构成复合薄膜，所述阻隔层和所述吸收层均为无机薄膜；所述复合薄膜包括与器件接触的最下层、与大气接触的最上层以及设置于最下层与最上层之间的中间层，最下层和最上层均为阻隔层，且构成复合薄膜的任意相邻的两层分别为一阻隔层和一吸收层。优选的，所述复合薄膜的总体厚度不大于1微米，在30 oC、相对湿度100 %的条件下达到6.52×10-4 g/m2/day的水汽透过率。优选的，上述阻隔层为SiO2薄膜或者Si3N4薄膜或者SiON薄膜或者Al2O3薄膜中的至少一种；通过等离子增强化学气相沉积法制备SiO2薄膜、Si3N4薄膜或者SiON薄膜，通过物理气相沉积法或原子层沉积法制备Al2O3薄膜。每层阻隔层的厚度设置为1 nm~500 nm。优选的，上述吸收层为具有非晶结构的薄膜，所述吸收层为非晶金属氧化物薄膜或者非晶氮化物薄膜。优选的，上述吸收层为含In、Zn、Ga、Sn、Cd、Pb中任意一种或多种元素组成的非晶金属氧化物半导体薄膜，在该薄膜内的所有金属元素中，任意单一金属元素所占薄膜内所有金属元素总量的比例不小于10%，不大于90%。另一优选的，上述吸收层为非晶结构的MgO、V2O5、MnO2、CeO2、Pr2O3、NiO或者ZrO2薄膜；或者为非晶结构的ZnN、AlN、GaN氮化物薄膜。上述吸收层的薄膜厚度设置为1nm～30nm。上述吸收层通过PVD法或ALD法沉积制备而成。本专利技术的另一目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种用于柔性薄膜电子器件的封装方法，所封装的制品具有良好的水氧阻隔性能，能够实现在较薄的结构下获得良好的水氧隔绝性能。 本专利技术的上述目的通过如下技术手段实现。  提供一种用于柔性薄膜电子器件的封装方法，采用上述的水氧阻隔膜作为柔性薄膜电子器件的封装层。本专利技术的用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜，由多层用于阻隔水、氧分子的阻隔层和多层用于结构去耦并吸收水、氧分子的吸收层交错层叠构成复合薄膜，所述阻隔层和所述吸收层均为无机薄膜；所述复合薄膜包括与器件接触的最下层、与大气接触的最上层以及设置于最下层与最上层之间的中间层，最下层和最上层均为阻隔层，且构成复合薄膜的任意相邻的两层分别为一阻隔层和一吸收层。该水氧阻隔膜能在较薄的厚度下实现良好的水氧阻隔膜效果。采用该水氧阻隔层作为封装层的柔性薄膜电子器件的封装方法具有水氧阻隔层厚度薄、水样阻隔性能良好的优点。附图说明利用附图对本专利技术作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本专利技术的任何限制。图1是本专利技术用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜的结构示意图。图2是样品1的WVTR测试结果示意图。图3是样品1的SEM图像。图4是样品2的WVTR测试结果示意图。图5是样品2的SEM图像。图6是样品3的WVTR测试结果示意图。图7是样品3的SEM图像。图8是样品2高分辨电子显微镜照片图像。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1。一种用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜，如图1所示，由多层用于阻隔水、氧分子的阻隔层和多层用于去耦并吸收水、氧分子的吸收层交错层叠构成复合薄膜，阻隔层和吸收层均为无机薄膜，复合薄膜为纯无机复合薄膜。复合薄膜的总体厚度不大于1微米，在30 oC、相对湿度100 %的条件下达到不高于6.52×10-4 g/m2/day的水汽透过率。复合薄膜包括与器件接触的最下层、与大气接触的最上层以及设置于最下层与最上层之间的中间层，最下层和最上层均为阻隔层，且构成复合薄膜的任意相邻的两层分别为一阻隔层和一吸收层。阻隔层为SiO2薄膜或者Si3N4薄膜或者SiON薄膜或者Al2O3薄膜中的至少一种，其中，可通过等离子增强化学气相沉积法制备SiO2薄膜、Si3N4薄膜或者SiON薄膜，可通过物理气相沉积法或原子层沉积法制备Al2O3薄膜。每层阻隔层的厚度设置为1 nm~500 nm。吸收层为具有非晶结构的薄膜，吸收层为非晶金属氧化物薄膜或者非晶氮化物薄膜。吸收层可为含In、Zn、Ga、Sn、Cd、Pb中任意一种或多种元素组成的非晶金属氧化物半导体薄膜，在该薄膜内的所有金属元素中，任意单一金属元素所占薄膜内所有金属元素总量的比例不小于10%，不大于90%。吸收层也可为非晶结构的MgO、V2O5、MnO2、CeO2、Pr2O3、NiO或者ZrO2薄膜；或者为非晶结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜，其特征在于：由多层用于阻隔水、氧分子的阻隔层和多层用于结构去耦并吸收水、氧分子的吸收层交错层叠构成复合薄膜，所述阻隔层和所述吸收层均为无机薄膜；所述复合薄膜包括与器件接触的最下层、与大气接触的最上层以及设置于最下层与最上层之间的中间层，最下层和最上层均为阻隔层，且构成复合薄膜的任意相邻的两层分别为一阻隔层和一吸收层。

【技术特征摘要】
1.用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜，其特征在于：由多层用于阻隔水、氧分子的阻隔层和多层用于结构去耦并吸收水、氧分子的吸收层交错层叠构成复合薄膜，所述阻隔层和所述吸收层均为无机薄膜；
所述复合薄膜包括与器件接触的最下层、与大气接触的最上层以及设置于最下层与最上层之间的中间层，最下层和最上层均为阻隔层，且构成复合薄膜的任意相邻的两层分别为一阻隔层和一吸收层。
2.根据权利要求1所述的用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜，其特征在于：所述复合薄膜的总体厚度不大于1微米。
3.根据权利要求2所述的用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜，其特征在于：所述阻隔层为SiO2薄膜或者Si3N4薄膜或者SiON薄膜或者Al2O3薄膜中的至少一种；
通过等离子增强化学气相沉积法制备SiO2薄膜、Si3N4薄膜或者SiON薄膜，通过物理气相沉积法或原子层沉积法制备Al2O3薄膜。
4.根据权利要求3所述的用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜，其特征在于：每层阻隔层的厚度设置为1 nm~500 nm。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的用于柔性薄膜电子器件的水氧阻隔膜，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐苗，李民，陶洪，李洪濛，邹建华，王磊，彭俊彪，
申请(专利权)人：广州新视界光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44