一種阻隔膜層、具其的光電器件及光電器件的制作方法

一種阻隔膜層、具其的光電器件及光電器件的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種阻隔膜層、具其的光電器件及光電器件的制作方法，涉及電子器件領域，解決了現有的封裝膜層封裝效果不佳的問題。一種阻隔膜層，形成所述阻隔膜層的材料包括拓撲絕緣體，所述阻隔膜層在圖案化的基底表面形成。
【專利說明】-種阻隔膜層、具其的光電器件及光電器件的制作方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電子器件領域，尤其涉及一種阻隔膜層、具其的光電器件及光電器件 的制作方法。

【背景技術】
[0002] 光電器件主要是指利用半導體光敏特性工作的光電導器件或利用半導體光生伏 特效應工作的光電池和半導體發光器件。如光導管、光電池、發光二極管、光電晶體管、熱敏 電阻等，其廣泛應用于各領域。
[0003] 光電器件中大部分需采用阻隔膜層以阻擋光電器件與空氣和水蒸氣的接觸，提高 器件的壽命。
[0004] 以有機發光顯示器件為例，其可應用于顯示領域，用于形成有機發光顯示器。有機 發光顯示器件壽命降低的主要因素有三方面：首先，有機發光器件中電極多采用如Al、Mg、 Ca等的金屬材料，一般比較活潑，易在空氣中或其他含有氧的氣氛中受到侵蝕；其次，氧氣 與發光層發生氧化作用所生成的羥基化合物是有效的淬滅劑，會顯著降低有機發光顯示器 件的發光量子效率；再次，有機發光器件工作時產生的熱量會進一步加劇器件中的發光材 料、電極材料等在空氣中的老化。
[0005] 因此，現有一般利用氮化硅等形成阻隔膜層對有機發光器件進行封裝，隔絕空氣 和水蒸氣，就可以大大延長器件壽命，但現有的阻隔膜層對光電器件的封裝效果一般。


【發明內容】

[0006] 本發明的實施例提供一種阻隔膜層、具其的光電器件及光電器件的制作方法，解 決了現有的阻隔膜層封裝效果不佳的問題。
[0007] 為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：
[0008] 本發明實施例提供了一種阻隔膜層，形成所述阻隔膜層的材料包括拓撲絕緣體， 所述阻隔膜層在圖案化的基底表面形成。
[0009] 本發明實施例提供了 一種光電器件，包括襯底以及形成在所述襯底第一表面上的 功能層，還包括形成在所述襯底第一表面上的至少一層阻隔膜層，其中，所述阻隔膜層為本 發明實施例提供的任一所述的阻隔膜層。
[0010] 本發明實施例提供了一種光電器件的制作方法，包括：
[0011] 利用拓撲絕緣體形成阻隔膜層圖案；
[0012] 在襯底的第一表面上形成多層結構，所述多層結構包括功能層及由阻隔膜層圖案 形成的阻隔膜層。
[0013] 本發明的實施例提供一種阻隔膜層、具其的光電器件及光電器件的制作方法，形 成阻隔膜層的材料包括拓撲絕緣體，阻隔膜層不僅阻隔水汽和氧氣的阻隔效果好，且有利 于其他器件的散熱和防靜電的作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1為本發明實施例提供的一種光電器件示意圖；
[0016] 圖2為本發明實施例提供的另一種光電器件示意圖；
[0017] 圖3為本發明實施例提供的另一種光電器件示意圖；
[0018] 圖4為本發明實施例提供的一種光電器件的制作方法示意圖；
[0019] 圖5為本發明實施例提供的一種利用拓撲絕緣體形成阻隔膜層圖案的示意圖；
[0020] 圖6為本發明實施例提供的一種在襯底的第一表面上形成多層結構示意圖；
[0021] 圖7為本發明實施例提供的另一種在襯底的第一表面上形成多層結構示意圖；
[0022] 圖8為本發明實施例提供的另一種光電器件的制作方法示意圖；
[0023] 圖9為本發明實施例提供的一種具體的光電器件的制作方法示意圖。
[0024] 附圖標記：
[0025] 11-襯底；12-功能層；13-密封膠；14-第一阻隔膜層；15-第二阻隔膜層；16-第 三阻隔膜層；17-絕緣層。

【具體實施方式】
[0026] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0027] 本發明實施例提供了一種阻隔膜層，其中，形成阻隔膜層的材料包括拓撲絕緣體， 阻隔膜層在圖案化的基底表面形成的。
[0028] 形成阻隔膜層的材料包括拓撲絕緣體，即阻隔膜層可以僅由拓撲絕緣體形成，還 可以是由拓撲絕緣體以及聚合物等形成的混合材料形成。本發明實施例以阻隔膜層由拓撲 絕緣體形成為例進行詳細說明。
[0029] 拓撲絕緣體（topological insulator)是近年來新認識到的一種物質形態。拓撲 絕緣體的體能帶結構和普通絕緣體一樣，都在費米能級處有一有限大小的能隙，但是在它 的邊界或表面卻是無能隙的、狄拉克（Dirac)型、自旋非簡并的導電的邊緣態，這是它有別 于普通絕緣體的最獨特的性質。這樣的導電邊緣態是穩定存在的，所以信息的傳遞可以通 過電子的自旋，而不像傳統材料通過電荷，因此，拓撲絕緣體的導電性能更好且不涉及耗散 即不發熱。此外，由于拓撲絕緣體具有的拓撲性質，其形成的阻隔薄膜不僅對水汽和氧氣的 阻隔效果好，還具有散熱以及防止靜電的作用。
[0030] 所述阻隔膜層通過在圖案化的基底表面形成，即本發明實施例中，所述阻隔膜層 在形成過程中，首先對基底進行圖案化刻蝕，形成具有阻隔膜層圖案的基底表面，再在所述 基底表面形成拓撲絕緣體的阻隔膜層。
[0031] 本發明實施例提供了一種由拓撲絕緣體形成的阻隔膜層，阻隔膜層不僅阻隔水汽 和氧氣的阻隔效果好，且有利于其他器件的散熱和防靜電的作用。
[0032] 優選的，阻隔膜層為二維納米結構的拓撲絕緣體。二維納米結構的拓撲絕緣體，即 由拓撲絕緣體形成的納米尺寸厚度的膜，可以是由拓撲絕緣體形成的二維納米薄膜、二維 納米薄片、二維納米帶等。二維納米結構的拓撲絕緣體具有超高比表面積和能帶結構的可 調控性，能顯著降低體態載流子的比例和凸顯拓撲表面態，進而導電性能更好。
[0033] 可選的，二維納米結構還可以為二維條帶狀納米結構或為二維菱形納米結構。當 然，二維納米結構還可以是二維網狀納米結構，二維網狀納米結構具有多個陣列排布的網 孔。且具體的，網孔為菱形、正四邊形或正六邊形等。
[0034] 需要說明的是，二維納米結構的拓撲絕緣體因其與石墨烯結構類似具有較高的柔 韌性，且基本肉眼不可見的高透過率，使其更適用于顯示器件。
[0035] 可選的，拓撲絕緣體包括 HgTe、BixSbh、Sb2Te3、Bi2Te 3、Bi2Se3、I\BiTe2、I\BiSe2、 G eiBi4Te7、Ge2Bi2Te 5、GeiBi2Te4、AmN、PuTe、單層錫以及單層錫變體材料中的至少一種。
[0036] 其中，GeiBi4Te7、Ge 2Bi2Te5以及于硫屬化物。AmN以及PuTe屬于具有 強相互作用的拓撲絕緣體。當然，拓撲絕緣體還可以是三元赫斯勒化合物等其他材料。
[0037] 具體的，拓撲絕緣體包括 HgTe、BixSbh、Sb2Te3、Bi2Te 3、Bi2Se3、I\BiTe2、I\BiSe2、 G eiBi4Te7、Ge2Bi2Te 5、GeiBi2Te4、AmN、PuTe、單層錫以及單層錫變體材料中的至少一種，即 拓撲絕緣體可以為HgTe或Bijbh或Sb 2Te3或Bi2Te3或Bi2Se 3或I\BiTe2或I\BiSe2或 GeiBi 4Te7或Ge2Bi2Te5或G eiBi2Te4或AmN或PuTe或單層錫或單層錫變體材料。還可以是 上述材料中的多種形成的混合材料，例如可以是上述材料中的兩種形成的混合材料。當然， 也可以是上述材料中的三種形成的混合材料等。且當拓撲絕緣體為至少兩種材料形成的混 合材料，則還可以通過選擇具有互補特性的材料混合，以提高混合后材料的特性。
[0038] 優選的，拓撲絕緣體為單層錫或單層錫的變體材料。單層錫為只有一個錫原子厚 度的二維材料，原子層厚度的級別使其具有較好的光透過率；與石墨烯類似，具有較好的韌 性，且透過率高。
[0039] 單層錫原子在常溫下導電率可以達到100%，可能成為一種超級導體材料。具體 的，單層錫的變體材料是通過對單層錫進行表面修飾或磁性摻雜形成。其中，對單層錫進行 表面修飾可以是對單層錫添加-F，-Cl，-Br，-I和-0H等功能基實現其改性。
[0040] 進一步優選的，單層錫的變體材料為對單層錫進行氟原子的表面修飾，形成的錫 氟化合物。當添加F原子到單層錫原子結構中時，單層錫在溫度高達KKTC時導電率也能達 至IJ 100%，且性質依然穩定。
[0041] 本發明實施例提供了一種光電器件，包括襯底以及形成在襯底第一表面上的功能 層，還包括形成在襯底第一表面上的至少一層阻隔膜層，其中，阻隔膜層為本發明實施例提 供的任一項的阻隔膜層。
[0042] 需要說明的是，光電器件可以有機發光器件，還可以是晶體管等。對應的，當光 電器件為有機發光器件，則功能層可以有機發光功能層，其具體可以包括空穴傳輸功能層 (HTL層）、空穴注入功能層（HIL層）、發光功能層（EML層）、電子注入功能層（EIL層）以 及電子傳輸功能層（ETL層）等；當光電器件為晶體管，則功能層包括柵極、絕緣層、有源層、 源極和漏極。當然，光電器件還可以是其他器件，則對應的功能層與上述不同。本發明實施 例僅以光電器件為有機發光二極管器件為例進行詳細說明。
[0043] 光電器件包括形成在襯底第一表面上的至少一層阻隔膜層，即在襯底的第一表面 形成有功能層以及至少一層阻隔膜層。具體的，可以是在襯底的第一表面形成有功能層以 及兩層阻隔膜層，且兩層功能層與功襯底上功能層的位置關系可以根據具體情況具體設 置。
[0044] 本發明實施例中的"上"、"下"以制造薄膜或圖案時的先后順序為準，例如，在上的 薄膜或圖案是指相對在后形成的薄膜或圖案，在下的薄膜或圖案是指相對在先形成的薄膜 或圖案。
[0045] 可選的，阻隔膜層通過黏著層粘附在襯底上。其中，黏著層可以是由雙面膠或膠水 等具有粘附特性的物質形成。
[0046] 可選的，如圖1所示，在功能層12的上面形成有第一阻隔膜層14。進一步的，如圖 1所示，第一阻隔膜層14與功能層12不接觸，則第一阻隔膜層14與功能層12無電連接。
[0047] 第一阻隔膜層形成在功能層的上面，可以是在功能層上形成絕緣層，再在絕緣層 上形成第一阻隔膜層；還可以是如圖1所示，在第一阻隔膜層14和襯底11之間形成有密封 膠13,第一阻隔膜層14位于密封膠13的上面。本發明實施例僅以附圖所示的為例進行詳 細說明。
[0048] 優選的，如圖2所示，在功能層12和襯底11之間形成有第二阻隔膜層15。具體 的，如圖2所示，在功能層12與第二阻隔膜層15之間形成絕緣層17。由于第二阻隔膜層 15位于功能層12和襯底11之間，若功能層12與第二阻隔膜層15的接觸面為導電層，則還 可以是在功能層12與第二阻隔膜層15之間形成絕緣層17。若功能層12與第二阻隔膜層 15的接觸面為絕緣材料形成，則可以無需設置絕緣層。
[0049] 可選的，如圖3所示，在與襯底11第一表面相對的第二表面形成有第三阻隔膜層 16。第三阻隔膜層還有利于阻隔水汽以及防止靜電。
[0050] 可選的，如圖1-圖3所示，在阻隔膜層和襯底之間形成有密封膠，密封膠包含拓撲 絕緣體。密封膠用于基板對盒中密封對盒的兩個基板。密封膠包括拓撲絕緣體，則密封膠 具有拓撲性質，進一步可以通過密封膠阻隔水汽以及散熱等，提高器件的性能。
[0051] 本發明實施例提供了一種光電器件的制作方法，如圖4所示，包括：
[0052] 步驟101、利用拓撲絕緣體形成阻隔膜層圖案。
[0053] 所述阻隔膜層圖案可以是第一阻隔膜層圖案，還可以是第二阻隔膜層圖案或第三 阻隔膜層圖案等，其圖案可能有所不同，但其制作方法基本相同。
[0054] 具體的，如圖5所示，上述步驟101具體包括：
[0055] 步驟1011、對基底進行圖案化刻蝕，形成對應阻隔膜層的圖案。
[0056] 具體的，基底可以是云母，還可以是SrTi03(lll)，以及通過分子束外延法可在其 表面生長拓撲絕緣體薄膜的其他基底。本發明實施例中以所述基底為云母為例進行詳細說 明。
[0057] 步驟1012、在圖案化的基底表面形成拓撲絕緣體的薄膜。
[0058] 具體的，在圖案化的云母基底表面，通過分子束外延生長Bi2Se3薄膜。當然，還可 以生長其他拓撲絕緣體薄膜，本發明實施例以拓撲絕緣體為Bi 2Se3為例進行詳細說明。
[0059] 步驟1013、將所述基底去除，得到阻隔膜層圖案。
[0060] 將云母基底溶解掉，得到拓撲絕緣體的阻隔膜層圖案。
[0061] 步驟102、在襯底的第一表面上形成多層結構，多層結構包括功能層及由阻隔膜層 圖案形成的阻隔膜層。
[0062] 具體的，多層結構根據不同器件及具體結構有所不同。
[0063] 如圖6所示，上述步驟102具體包括：
[0064] 步驟1021、在襯底的第一表面形成功能層。
[0065] 具體的，在襯底的第一表面通過沉積、構圖等工藝形成空穴傳輸功能層（HTL層）、 空穴注入功能層（HIL層）、發光功能層（EML層）、電子注入功能層（EIL層）以及電子傳輸 功能層（ETL層）等，以形成有機發光器件。
[0066] 步驟1022、在功能層的上面形成第一阻隔膜層。
[0067] 具體的，在功能層上面形成第一阻隔膜層可以是在阻隔膜層圖案表面形成黏著 層，將阻隔膜層圖案貼附在功能層的對應區域。
[0068] 或者，如圖7所示，上述步驟102具體還包括：
[0069] 步驟1023、在襯底的第一表面形成第二阻隔膜層。
[0070] 具體的，可以是在第二阻隔膜層圖案表面形成黏著層，將第二阻隔膜層圖案貼附 在襯底的對應區域。
[0071] 則上述步驟1021具體為：在第二阻隔膜層上形成功能層。
[0072] 具體的，在第二阻隔膜層上通過沉積、構圖等工藝形成空穴傳輸功能層（HTL層）、 空穴注入功能層（HIL層）、發光功能層（EML層）、電子注入功能層（EIL層）以及電子傳輸 功能層（ETL層）等，以形成有機發光器件。
[0073] 上述步驟1022具體為：在功能層的上面形成第一阻隔膜層。
[0074] 具體的，在功能層上面形成第一阻隔膜層可以是在阻隔膜層圖案表面形成黏著 層，將阻隔膜層圖案貼附在功能層的對應區域。
[0075] 優選的，如圖8所示，所述制作方法具體包括：
[0076] 步驟101、利用拓撲絕緣體形成阻隔膜層圖案。
[0077] 步驟102、在襯底的第一表面上形成多層結構，多層結構包括功能層及由阻隔膜層 圖案形成的阻隔膜層。
[0078] 步驟103、在襯底與第一表面相對的第二表面形成第三阻隔膜層。
[0079] 即通過圖8所示的方法形成如圖3所示的光電器件，第三阻隔膜層16還有利于阻 隔水汽以及防止靜電。
[0080] 可選的，本發明實施例提供了另一種光電器件的制作方法，所述方法還包括：在阻 隔膜層和襯底之間形成密封膠，密封膠包含拓撲絕緣體。
[0081] 下面，列舉一具體實施例用以說明本發明實施例提供的光電器件的制作方法，如 圖9所示，所述方法包括：
[0082] 步驟201、利用拓撲絕緣體形成第一阻隔膜層圖案、第二第一阻隔膜層圖案以及第 三隔膜層圖案。
[0083] 具體可以參照上述步驟101。
[0084] 步驟202、在襯底的第一表面形成第二阻隔膜層。具體可以參照上述步驟1023。
[0085] 步驟203、在第二阻隔膜層上形成功能層。
[0086] 具體的，在第二阻隔膜層上通過沉積、構圖等工藝形成空穴傳輸功能層（HTL層）、 空穴注入功能層（HIL層）、發光功能層（EML層）、電子注入功能層（EIL層）以及電子傳輸 功能層（ETL層）等，以形成有機發光器件。
[0087] 步驟204、在襯底上形成密封膠。
[0088] 其中，密封膠包含拓撲絕緣體。
[0089] 步驟205、在功能層的上面形成第一阻隔膜層。
[0090] 具體的，在功能層上面形成第一阻隔膜層可以是在阻隔膜層圖案表面形成黏著 層，將阻隔膜層圖案貼附在功能層的對應區域。
[0091] 步驟206、在襯底與第一表面相對的第二表面形成第三阻隔膜層。具體可以參照上 述步驟103。
[0092] 當然，形成光電器件的具體步驟也不局限于上述方法，例如，上述步驟204和步驟 205還可以根據具體的光電器件進行步驟的調整。本發明實施例僅以上述的制作方法為例。 [0093] 以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵 蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1. 一種阻隔膜層，其特征在于，形成所述阻隔膜層的材料包括拓撲絕緣體，所述阻隔膜 層在圖案化的基底表面形成。
2. 根據權利要求1所述的阻隔膜層，其特征在于，所述阻隔膜層為二維納米結構的拓 撲絕緣體。
3. 根據權利要求1所述的阻隔膜層，其特征在于，所述拓撲絕緣體包括HgT^Bijbh、 Sb2Te3、Bi2Te3、Bi2Se 3、LBiTep I\BiSe2、GeiBiJ^、Ge2Bi2Te5、GeiBiJep AmN、PuTe、單層錫以 及單層錫變體材料中的至少一種。
4. 根據權利要求3所述的阻隔膜層，其特征在于，單層錫的變體材料通過對單層錫進 行表面修飾或磁性摻雜形成。
5. 根據權利要求4所述的阻隔膜層，其特征在于，單層錫的變體材料為對單層錫進行 氟原子的表面修飾，形成的錫氟化合物。
6. -種光電器件，包括襯底以及形成在所述襯底第一表面上的功能層，其特征在于，還 包括形成在所述襯底第一表面上的至少一層阻隔膜層，其中，所述阻隔膜層為權利要求1-5 任一項所述的阻隔膜層。
7. 根據權利要求6所述的光電器件，其特征在于，在所述功能層的上面形成有第一阻 隔膜層。
8. 根據權利要求7所述的光電器件，其特征在于，在所述功能層和襯底之間形成有第 二阻隔膜層。
9. 根據權利要求6所述的光電器件，其特征在于，在與所述襯底第一表面相對的第二 表面形成有第三阻隔膜層。
10. 根據權利要求6-9任一項所述的光電器件，其特征在于，所述阻隔膜層通過黏著層 粘附在所述襯底上。
11. 根據權利要求8所述的光電器件，其特征在于，在所述阻隔膜層和襯底之間形成有 密封膠，所述密封膠包含拓撲絕緣體。
12. -種光電器件的制作方法，其特征在于，包括： 利用拓撲絕緣體形成阻隔膜層圖案； 在襯底的第一表面上形成多層結構，所述多層結構包括功能層及由所述阻隔膜層圖案 形成的阻隔膜層。
13. 根據權利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述在襯底的第一表面上形成多 層結構具體包括： 在襯底的第一表面形成功能層； 在所述功能層的上面形成第一阻隔膜層。
14. 根據權利要求13所述的制作方法，其特征在于，在襯底的第一表面形成功能層之 前，所述方法還包括： 在襯底的第一表面形成第二阻隔膜層。
15. 根據權利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述方法還包括： 在所述襯底與第一表面相對的第二表面形成第三阻隔膜層。
16. 根據權利要求12-15任一項所述的制作方法，其特征在于，在襯底上形成阻隔膜層 具體包括： 在所述阻隔膜層圖案表面形成黏著層，將所述阻隔膜層圖案貼附在襯底的對應區域。
17. 根據權利要求12-15任一項所述的制作方法，其特征在于，所述利用拓撲絕緣體形 成阻隔膜層圖案具體包括： 對基底進行圖案化刻蝕，形成對應阻隔膜層的圖案； 在圖案化的基底表面形成具有二維納米結構的拓撲絕緣體的薄膜； 將所述基底去除，得到阻隔膜層圖案。
18. 根據權利要求12-15任一項所述的制作方法，其特征在于，所述方法還包括： 在所述阻隔膜層和襯底之間形成密封膠，所述密封膠包含拓撲絕緣體。
【文檔編號】H01L31/18GK104157705SQ201410381466
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月5日 優先權日:2014年8月5日
【發明者】盧永春, 喬勇, 程鴻飛, 先建波 申請人:京東方科技集團股份有限公司