光固化封装组合物、封装结构和半导体器件制造技术

本发明专利技术提供了一种光固化封装组合物、封装结构和半导体器件。该光固化封装组合物包括：质量份为0.01至40的可光固化芳烃单体，质量份为0.01至90的可光固化稀释单体，质量份为0.01至10的光敏化剂，质量份为0.01至10的阳离子光引化剂和质量份为0至5的助剂。本申请采用具有特殊结构的可光固化芳烃单体作为聚合的单体，由于其中包含的苯环和环氧基团，在将其与可光固化稀释剂进行配合时，所形成的聚合物薄膜具有更高的光透过率、更高的固化速度、更低的固化收缩率，更好地满足了现有技术中封装薄膜的要求，有效阻隔水和氧气，延长半导体装置的使用寿命。用寿命。

【技术实现步骤摘要】
光固化封装组合物、封装结构和半导体器件


[0001]本专利技术涉及半导体器件封装领域，具体而言，涉及一种光固化封装组合物、封装结构和半导体器件。

技术介绍

[0002]有机电致发光二极管(Organic Light
‑
Emitting Diodes，简称OLED)具有的全固态、主动发光、高亮度、高对比度、超薄超轻、低成本、低功耗、无视角限制、工作温度范围广等特性，而且可以制作在柔性、轻便、耐用的塑料基板上，能够实现真正意义上的柔性显示，是最能符合人们对未来显示器要求的一项技术。
[0003]与液晶显示(LCD)相比，有机电致发光器件(OLED)具有驱动电压低,发光亮度和发光效率高,发光视角宽，响应速度快；另外还有超薄，可制作在柔性面板上等优点。被誉为第三代平板显示技术。作为下一代平板显示应用的有机电致发光二极管，有机光电半导体材料要求有：1.高发光效率；2.优良的电子与空穴稳定性；3.合适的发光颜色；4.优良的加工性。目前应用的各类发光二极管主要由有机小分子发光二极管(OLED)，聚合物有机发光二极管 (POLED)，有机磷光发光二极管(PHOLED)，有机热激延迟发光材料(TADF)。其中，有机磷光发光二极管材料兼用了单线激发态(荧光)和三线激发态(磷光)的发光机理，量子效率和发光效率是荧光OLED材料的3～4倍(J.Am.Chem.Soc.，2001，123:4304—4312)，因此磷光材料显然具有比小分子荧光材料高得多的发光效率，同时也减少了产生的热量，增多了OLED显示板的竞争力。这一点使得总体上OLED显示或照明超越LCD显示以及传统光源成为可能。
[0004]但是，现阶段OLED最大的问题就是寿命比LCD要短，其使用寿命只有约5000小时，要明显逊色于LCD的寿命。OLED器件的使用寿命是目前困扰OLED众多专家学者关键问题，是制约OLED产业发展的瓶颈。要想在技术层面上彻底解决这个问题仍存在一定的困难，而要缩短两者寿命之间的差距，也还需要一定时间。所以，目前的OLED产品只适合用于制作一些小型设备，如车载DVD播放器、掌上电脑、数码相机、手机屏幕等。相信随着OLED 技术的飞速发展，这个问题终将会解决。在21世纪，OLED显示器有可能全面取代LCD显示器和其它种类的显示器，成为电视、电脑、电话、广告看板以及各种仪器仪表等的主流显示器。
[0005]影响OLED器件使用寿命的因素很多，有物理性因素如器件结构、电路驱动方式等；也有化学因素如金属阴极的氧化、有机材料的晶化等。尽管人们对OLED的失效机理还不完全清楚，但有许多研究结果表明了OLED器件内部水汽和氧气的存在是影响OLED的寿命主要因素。
[0006]根据柯达公司对OLED寿命改善方法的研究，各种方法的预期增益如下表1：
[0007]表1各种改善OLED寿命方法的预期增益效果
[0008]方法预期增益(倍数)封装～20干燥无氧生产环境1.1
‑
1.5
选择更稳定的发光材料1.1
‑
10光物理、光化学劣化机制3电极和异质界面化学<1.5回馈控制、补偿控制1.5
‑5[0009]可见，在解决器件寿命问题上，研究改善封装工艺是最直接、效果最明显的方法。
[0010]对于OLED器件来说，若寿命正常工作达到1万小时以上，器件的水汽透过率(WVTR) 需小于10
‑6g/m2/day，氧气渗透率(OTR)小于10
‑5g/(m2·
d)，这对显示器件的密封结构是个很大的挑战，因此需要研究出合适的OLED封装技术。
[0011]OLED封装目的是将发光器件与环境隔离，以防水分、氧气等不良物质的侵入，并防外力损伤，稳定器件的各项参数，进而提高OLED的使用寿命。OLED封装主要包括盖板封装、填充物封装、激光封装、薄膜封装等几种方式。
[0012]传统的盖板封装是在充满惰性气体的手套箱内用环氧树脂将制备好的基板与盖板粘接起来，形成一个密闭的空间把器件与外界环境隔离，空气中的水、氧等成分只能通过环氧树脂向器件内部渗透，比较有效地防止了OLED各功能层空气中的水、氧接触。封装盖板的材料一般采用玻璃或者金属，但是金属盖板的不透光性使其在器件封装中的应用受到了一定的限制。玻璃盖板封装虽然没有透光性问题，但韧性较差、易碎。
[0013]激光封装、填充物封装、薄膜封装三种封装方法不需要使用干燥剂，可以在顶发射OLED 器件中使用。激光封装的优点是具有很好的密封效果，能够很好的阻挡水汽的进入。缺点是玻璃粉材料配方复杂，激光封装的工艺控制较难，并且在激光固化之后呈黑丝严重影响美观。填充物封装时，由于液态填充胶具有黏稠性，常常在倒入密封条内时会产生不易排除的气泡存留在封装层中，而气泡中含有水和氧，进而影响OLED器件的寿命和性能。最近，多层复合的原子层沉积(ALD)和分子层(MLD)沉积被认为是另一种不同于Vitex技术的选择。这种技术的优点是很少的ALD/MLD层可以达到很低的WVTR，这是由于薄膜具有更好的致密性。ALD的原理是利用工艺气体与材料表面进行吸附反应，因为其成膜机制具有“自我限制”的特性，使得每一次进气循环的过程中仅形成一层原子的薄膜，薄膜具有趋近于0的缺陷密度。但是，ALD原子层沉积技术速率相对较慢，通常100nm厚度的薄膜需要十几个小时，目前还无法产业化。
[0014]薄膜封装是在制备完成的OLED器件基板上生长单层或者多层薄膜，以实现对水汽的阻挡效果。对OLED薄膜的研究，通常采用的是有机无机复合薄膜的方法。无机薄膜能有效地阻挡水汽和氧气，但是成膜性、界面匹配性差且容易形成缺陷；有机薄膜由于本身自由体积和链段平均自由度较大决定了其柔韧性好、成膜性好、平整度高，有机薄膜的作用可以遮住无机薄膜的缺陷。利用无机膜对水汽和氧气的高阻隔性和有机膜有良好的表面形态，采用有机膜和无机膜交替成膜的方法来封装能够获得较为满意的效果。
[0015]薄膜封装以三叠层结构(PECVD
‑
Flatness
‑
PECVD)为代表，其优异的性能已成为柔性 OLED封装的主流方式。三叠层是第一无机层(SiNX)为光滑的基底，有机聚合物缓冲层在此基底上通过喷墨打印然后固化得到，第三无机层(SiNX)为最后一层无机层。
[0016]有机聚合物缓冲层(有机紫外光固化树脂)因其具有良好的固化特性、稳定性、粘结强度、透光度和高纯度等特点被认为是一种常规的、有效的封装材料。
[0017]常用的有机聚合物缓冲层包括丙烯酸树脂、甲基丙烯酸类树脂、异戊二烯类树脂、
乙烯类树脂、环氧类树脂、聚氨酯类树脂、纤维素类树脂、苝类树脂、酰亚胺类树脂或两种多种混合物(CN201410009204)。通常，为了有机发光装置的可靠性，有机层的耐热性必须维持在100℃。然而，在长时间的高温暴露期间，可能出现有机层和无机层剥离的现象。
[0018]三星SDI股份有限公司提出了一种有机硅改性丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光固化封装组合物，其特征在于，包括：质量份为0.01至40的可光固化芳烃单体，质量份为0.01至90的可光固化稀释单体，质量份为0.01至10的光敏化剂，质量份为0.01至10的阳离子光引化剂和质量份为0至5的助剂；所述可光固化芳烃单体包括选具有自式I所示结构的单体中的一种或多种，(Z1)
a
‑
A1‑
(Z2)
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式I式中，A1为具有两个或多于两个经取代或未经取代的苯基的烃，或具有杂原子及两个或多于两个经取代或未经取代的苯基的烃；a和b分别为0至2的整数，且a+b为1至4的整数，且Z1和Z2各自独立地选自氢或式II所表示的基团中的任意一种，且Z1和Z2中至多一个是氢；*
‑
X
‑
(Y1)
c
‑
R1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式II式中，*表示要素的结合位置，X为单键或氧或硫，Y1为经取代或未经取代的C1到C
20
亚烷基或烷氧基，c为0或1，R1选自式III或式Ⅳ表示的基团中的任意一种；式中，*表示要素的结合位置，R2、R3、R4和R5各自独立地为氢或经取代或未经取代的C1到C
20
烷基。2.根据权利要求1所述的光固化封装组合物，其特征在于，所述X为氧，R1为式Ⅳ表示的基团中的任意一种。3.根据权利要求1所述的光固化封装组合物，其特征在于，可光固化芳烃单体的质量份为10～40；优选的，所述可光固化稀释单体的质量份为50～90；优选的，所述光敏化剂的质量份为1～6；优选的，所述阳离子光引化剂的质量份为2～8。4.根据权利要求1所述的光固化封装组合物，其特征在于，所述可光固化稀释单体选自式
Ⅴ
表示的基团中的任意一种或者多种，(Z4)
e
‑
A2‑
(Z3)
d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式V式中，A2选自氧、硫、羰基、取代或未取代的C1到C
20
的亚烷基、取代或未取代的C3到C
20
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王士昊，洪海兵，杨楚峰，
申请(专利权)人：浙江福斯特新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：