專利名稱：有機(jī)電裝置的封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)電子裝置的封裝方法。本發(fā)明還提供通過該方法制備的封裝的裝置。本發(fā)明可用于例如電子領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有機(jī)電子裝置被廣泛用于多種用途。有多種電裝置，例如發(fā)光二極管、晶體管和光生伏打電池，包括使用有機(jī)材料作為一種或多種裝置組件(例如介電層，電極層等)。近年來，有機(jī)電致發(fā)光裝置(ELD)如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)在商業(yè)上變得很重要。有機(jī)材料因?yàn)橹亓枯p且成本低，所以是可取的。不幸的是，與金屬材料相比，許多有機(jī)材料的穩(wěn)定性和耐久性都低。有機(jī)電子裝置通常由兩個(gè)電極構(gòu)成。在ELD的情況中，電致發(fā)光材料與兩個(gè)電極都電接觸，在兩個(gè)電極之間形成傳導(dǎo)路徑。一個(gè)電極用作電子注入層，而另一個(gè)電極用作空
穴注入層。構(gòu)建和運(yùn)行有機(jī)電裝置(OED)的一個(gè)重要方面是封裝工藝，利用該工藝，各組件層被保護(hù)起來，避免環(huán)境如濕氣和氧對(duì)其造成損害。例如，在OLED的情況中，可能需要物理阻擋物來保護(hù)OLED的各組件層(例如有機(jī)和陰極材料)。制備這種阻擋物的常用方法包括在OLED裝置上(但是通常不接觸OLED裝置)物理匹配(physically mating)具有環(huán)氧邊界的上玻璃(或其它合適材料)層。該玻璃及其環(huán)氧邊界為OLED提供長(zhǎng)期使用所需的環(huán)境保護(hù)。但是，該方法有許多限制，包括環(huán)氧邊界引起的氧/水分滲透問題，制造困難，以及上玻璃層的非撓性。近年來，已經(jīng)嘗試開發(fā)更便宜、更迅速且更有效的封裝0ED，特別是OLED的方法。 在一種稱為"直接薄膜(direct thin-film)“封裝的方法中，使用交替重復(fù)的有機(jī)材料層和阻擋層。典型的有機(jī)材料是丙烯酸酯等，而典型的阻擋層包含濺射的金屬、金屬氧化物或介電層。當(dāng)阻擋層在其表面包含點(diǎn)缺陷(例如針孔)時(shí)，該直接薄膜封裝法的一個(gè)問題出現(xiàn)。這些缺陷嚴(yán)重降低阻擋層的有用性，因?yàn)樗鼈儠?huì)增加能通過阻擋層的有害污染物的量。 該問題的一種解決方案是增加阻擋層的厚度，以消除會(huì)延伸到整個(gè)阻擋層的缺陷。糟糕的是，如果阻擋層較厚，會(huì)增加裝置的重量和成本，降低封裝的透明度和撓性。而且，對(duì)于某些類型的ELD，直接薄膜封裝法還有其它缺陷。例如，在某些OLED (例如美國(guó)專利第6，800, 722和6，593，687號(hào)中所述的0LED)中，陰極、介電層和陽極層沉積在基片上，形成OLED棧。產(chǎn)生部分或完全延伸通過各層的空腔，發(fā)光聚合物(LEP)層沉積在 OLED棧上。在空腔內(nèi)，LEP接觸陽極層和陰極層。隨著電子和空穴流過LEP并在陰極層和
4陽極層之間流動(dòng)，空腔區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生發(fā)光。在這種裝置中，LEP層構(gòu)成OLED棧的最外層(即離基片最遠(yuǎn)的層)。因此，LEP層暴露于包括通過化學(xué)或物理沉積法來沉積阻擋層的封裝方法，并且有可能被封裝方法破壞。例如，在通過金屬濺射、化學(xué)氣相沉積或溶液沉積法沉積封裝層時(shí)，LEP層可能被反應(yīng)性物質(zhì)或溶劑破壞。在本領(lǐng)域中仍然需要克服上述缺陷，并且需要開發(fā)新的方法和材料來有效地制造和保護(hù)OED如ELD。理想的封裝方法和材料將利用容易獲得或易于制備的材料，最大程度地減少方法步驟，以及/或者提供高度重復(fù)的結(jié)果，在不損害OED組件的情況下提供有效的阻擋層。發(fā)明概述本發(fā)明涉及解決上述一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)，提供符合上述所需一種或多種性質(zhì)的封裝有機(jī)電子裝置的方法和材料。在一方面中，提供一種封裝電子裝置的方法，該方法包括(a)提供基片和設(shè)置在基片上的電子裝置；(b)將阻擋材料直接或間接沉積在電子裝置上來形成阻擋層，其中所述阻擋材料是陶瓷材料；(c)將阻擋層氧化，提供暴露的官能團(tuán)；(d)在阻擋層上沉積粘合材料層來形成粘合層，其中所述粘合材料是含硅材料，并包含能與阻擋層的官能團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)；(e)任選地，將粘合層氧化，提供暴露的官能團(tuán)；(f)任選地，通過重復(fù)步驟(b)、 (c)、(d)和(e)形成一對(duì)或多對(duì)額外的阻擋層和粘合層。在另一方面中，提供一種封裝的電子裝置，其包括電子裝置，其包含多個(gè)設(shè)置在基片上的組件層；封裝部分，其包含第一對(duì)阻擋材料和交聯(lián)材料的層，其中所述阻擋材料是陶瓷材料，所述交聯(lián)材料是含硅聚合物。附圖簡(jiǎn)要說明圖Ia-Ig提供適合使用本發(fā)明方法和材料封裝的代表性有機(jī)電裝置的圖示。圖2提供適合使用本發(fā)明方法和材料封裝的有機(jī)電裝置的圖示。發(fā)明詳述在詳細(xì)描述本發(fā)明之前，應(yīng)理解，除非另有說明，否則，本發(fā)明不限于本文所述的任何具體裝置，結(jié)構(gòu)，材料或制備方法，因此它們可能變化。應(yīng)當(dāng)理解本文所使用的術(shù)語僅為了描述特定的實(shí)施方式而不是限制性的。文中提供的定義不旨在互相排它。例如，應(yīng)該
理解一些化學(xué)基團(tuán)可適合不止一種定義。本文所用的術(shù)語“烷基”指通常(但并非必須)包含1到約M個(gè)碳原子的支鏈或非支鏈飽和烴基，如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、辛基、癸基等，以及環(huán)烷基，如環(huán)戊基、環(huán)己基等。一般但非必須地，本文的烷基可包含1到約18個(gè)碳原子， 這些基團(tuán)可包含1到約12個(gè)碳原子。術(shù)語“低級(jí)烷基”指1-6個(gè)碳原子的烷基?！叭〈耐榛敝副灰粋€(gè)或多個(gè)取代基取代的烷基，如以下詳述的那樣，術(shù)語“含雜原子的烷基”和“雜烷基”指至少一個(gè)碳原子被雜原子取代的烷基取代基。如果沒有另外說明，術(shù)語“烷基”和 “低級(jí)烷基”分別包括直鏈、支鏈、環(huán)狀、未取代、取代和/或含雜原子的烷基或低級(jí)烷基。本文所用的術(shù)語“烯基”指含至少一個(gè)雙鍵的2到約對(duì)個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烴基，如乙烯基、正丙烯基、異丙烯基、正丁烯基、異丁烯基、辛烯基、癸烯基、十四碳烯基、 十六碳烯基、二十碳烯基、二十四碳烯基等。一般但仍非必須地，本文的烯基可包含2到約 18個(gè)碳原子，例如可包含2-12個(gè)碳原子。術(shù)語“低級(jí)烯基”指2-6個(gè)碳原子的烯基?！叭〈南┗敝副灰粋€(gè)或多個(gè)取代基取代的烯基，術(shù)語“含雜原子的烯基”和“雜烯基”指至少一個(gè)碳原子被雜原子取代的烯基。如果沒有另外說明，術(shù)語“烯基”和“低級(jí)烯基”分別包括直鏈、支鏈、環(huán)狀、未取代、取代和/或含雜原子的烯基和低級(jí)烯基。本文所用的術(shù)語“炔基”指含至少一個(gè)三鍵的2-M個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烴基， 如乙炔基、正丙炔基等。一般但仍非必須地，本文的炔基可包含2到約18個(gè)碳原子，這些基團(tuán)還可包含2-12個(gè)碳原子。術(shù)語“低級(jí)炔基”指2-6個(gè)碳原子的炔基。術(shù)語“取代的炔基” 指被一個(gè)或多個(gè)取代基取代的炔基，術(shù)語“含雜原子的炔基”和“雜炔基”指至少一個(gè)碳原子被雜原子取代的炔基。如果沒有另外說明，術(shù)語“炔基”和“低級(jí)炔基”分別包括直鏈、支鏈、未取代、取代和/或含雜原子的炔基和低級(jí)炔基。如果沒有另外說明，術(shù)語“不飽和烷基”包括烯基和炔基，以及它們的組合。本文所用的術(shù)語“烷氧基”指通過單個(gè)末端醚鍵連接的烷基，也就是說，“烷氧基” 可表示為-0-烷基，其中烷基如以上定義?！暗图?jí)烷氧基”指包含1-6個(gè)碳原子的烷氧基，包括例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、叔丁氧基等。本文鑒定為"C1-C6烷氧基”或 “低級(jí)烷氧基”的取代基可例如，可包含1-3個(gè)碳原子，作為另一個(gè)例子，這樣的取代基可包含1或2個(gè)碳原子(即甲氧基和乙氧基)。除非另外說明，否則，本文所用的術(shù)語“芳基”指一般但并不必須包含5-30個(gè)碳原子并包含單個(gè)芳環(huán)或稠合在一起、直接連接或間接連接(不同的芳環(huán)與一個(gè)共同的基團(tuán)如亞甲基或亞乙基部分相連)的多個(gè)芳環(huán)的芳族取代基。芳基可例如，包含5-20個(gè)碳原子， 作為另一個(gè)例子，芳基可包含5-12個(gè)碳原子。例如，芳基可包含一個(gè)芳環(huán)，或兩個(gè)稠合或連接的芳環(huán)，例如苯基、萘基、聯(lián)苯基、二苯醚、二苯胺、苯酮等。“取代的芳基”指被一個(gè)或多個(gè)取代基取代的芳基部分，如將在以下詳述的那樣，術(shù)語“含雜原子的芳基”和“雜芳基”指至少一個(gè)碳原子被雜原子取代的芳基取代基。如果沒有另外說明，術(shù)語“芳基”包括未取代、 取代和/或含雜原子的芳基取代基。術(shù)語“芳烷基”指具有芳基取代基的烷基，術(shù)語“烷芳基”指具有烷基取代基的芳基，其中“烷基”和“芳基”如上定義。一般來說，本文的芳烷基和烷芳基包含6-30個(gè)碳原子。芳烷基和烷芳基可例如，包含6-20個(gè)碳原子，作為另一個(gè)例子，這樣的基團(tuán)可包含6-12 個(gè)碳原子。術(shù)語"烯烴基"指2-12個(gè)碳原子的單不飽和或雙不飽和烴基。在本文中，這種烯烴基中優(yōu)選的有時(shí)稱為"低級(jí)烯烴基"，表示含有一個(gè)端部雙鍵的2-6個(gè)碳原子的烴部分。后者也稱為"低級(jí)烯基〃。文中使用的術(shù)語“亞烷基”指含有I-M個(gè)碳原子的雙官能飽和支化或未支化烴鏈。“低級(jí)亞烷基〃指含1-6個(gè)碳原子的亞烷基連接基，包括例如亞甲基(--CH2--),亞乙基(--CH2CH2--)，亞丙基(--CH2CH2CH2--)，2-甲基亞丙基(--CH2-CH (CH3)-CH2-)，亞己基 (-(CH2)6-)等。本文所用的術(shù)語“氨基”指基團(tuán)-NZ1Z2,其中Z1和Z2是氫原子或非氫原子取代基， 非氫原子取代基包括例如，烷基、芳基、烯基、芳烷基及其取代和/或含雜原子的變體。如“含雜原子的烷基”(也稱為“雜烷基”)或“含雜原子的芳基”(也稱為“雜芳基”)中的術(shù)語“含雜原子的”指一個(gè)或多個(gè)碳原子被除碳原子以外的原子取代的分子、連接基或取代基，除碳原子以外的原子是例如，氮、氧、硫、磷或硅，通常為氮、氧或硫。類似地，術(shù)語“雜烷基”指含雜原子的烷基取代基，術(shù)語“雜環(huán)基”指含雜原子的環(huán)狀取代基，術(shù)語“雜芳基”和“雜芳族”分別指含雜原子的“芳基”和“芳族”取代基等。雜芳基的例子包括烷氧芳基、烷基硫烷基取代烷基、N-烷基化氨烷基等。雜芳基取代基的例子包括吡咯基、吡咯烷基、吡啶基、喹啉基、噴哚基、呋喃基、嘧啶基、咪唑基、1，2，4-三唑基、四唑基等，含雜原子的脂環(huán)族基團(tuán)的例子有吡咯烷基、嗎啉基、哌嗪基、哌啶基、四氫呋喃基等。“烴基”指包含1到約30個(gè)碳原子、包括1到約M個(gè)碳原子、進(jìn)一步包括1到約 18個(gè)碳原子、還進(jìn)一步包括約1到12個(gè)碳原子的單價(jià)烴基，包括直鏈、支鏈、環(huán)狀、飽和或不飽和的基團(tuán)，如烷基、烯基、芳基等?！叭〈臒N基”指被一個(gè)或多個(gè)取代基取代的烴基，術(shù)語 “含雜原子的烴基”指至少一個(gè)碳原子被雜原子取代的烴基。除非另外說明，否則，術(shù)語“烴基”應(yīng)解釋為包括未取代的、取代的、含雜原子的和含取代的雜原子的烴基部分。術(shù)語“鹵”和“鹵素”指氟、氯、溴、或碘，通常涉及有機(jī)化合物中氫原子的鹵代取代基。在鹵素中，通常優(yōu)選的是氯和氟。在一些上述定義中提到的如“取代的烴基”、“取代的烷基”、“取代的芳基”等中的
“取代的”表示在烴基、烷基、芳基或其它部分中，至少有一個(gè)與碳(或其它)原子連接的氫原子被一個(gè)或多個(gè)非氫原子取代基取代。這樣的取代基的例子包括但不限于官能團(tuán)如鹵素，羥基，巰基，C1-C24烷氧基，C2-C24烯氧基，C2-C24炔氧基，C5-C20芳氧基，酰基(包括C2-C24 烷基羰基(-C0-烷基)和C6-C2tl芳基羰基(-C0-芳基))，酰氧基(-ο-酰基)，C2-C24烷氧基羰基(-(CO)-O-烷基)，C6-C2tl芳氧基羰基(-(CO)-O-芳基)，鹵代羰基(-co)-x，其中X是鹵素)，C2-C24烷基碳酸根合(-0- (CO) -ο-烷基)，C6-C20芳基碳酸根合(-0- (CO) -ο-芳基)， 羧基(-C00H)，羧酸根合(-C00-)，氨基甲?；?-(CO)-NH2)，單取代WC1-Cm烷基氨基甲?；?(-(CO) -NH (C1-C24烷基))，二取代的烷基氨基甲?；?-(CO) -N (C1-C24烷基)2)，單取代的芳基氨基甲?；?-(CO)-NH-芳基)，硫代氨基甲?；?-(CQ-NH2)，脲基(-NH-(CO)-NH2),氰基(-C ε N)，異氰基(-N+ Ε C")，氰氧基(-0-C = N)，異氰酸酯(-0-N+ Ε C")，異硫氰酸根合 (-S-C ^ N)，疊氮基(-N = N+ = N—)，甲?；?-(CO) -H)，硫代甲?；?-(CS) -H)，氨基(-NH2)， 單-和二- (C1-C24烷基)-取代的氨基，單-和二- (C5-C2tl芳基)-取代的氨基，C2-C24烷基酰氨基(-NH- (CO)-烷基)，C5-C20芳基酰氨基(-NH- (CO)-芳基)，亞氨基(-CR = NH，其中 R =氫，C1 "C24 焼基，C5-C20 芳基，C 6_C20 焼方基，Cg-C20 芳烷基等)，烷基亞氨基(-CR = N (烷基)，其中R=氫，烷基，芳基，烷芳基等)，芳基亞氨基(-CR = N(芳基)，其中R=氫，烷基， 芳基，烷芳基等)，硝基(-NO2)，亞硝基(-N0)，磺基(-SO2-OH)，磺酸根合(-SO2-O-)，C1-C24 烷基硫烷基(-S-烷基，也稱為"烷硫基")，芳基硫烷基(-S-芳基，也稱為"芳硫基")， C1-C24烷基亞磺酰基(-(SO)-烷基)，C5-C20芳基亞磺?；?-(SO)-芳基)，C1-C24烷基磺?；?-SO2-烷基)，C5-C20芳基磺?；?-SO2-芳基)，膦?；?-P (0) (OH) 2)，膦酸根合(-P (0) (0_) 2)，亞膦酸根合("P (0) (0_))，磷酸基(-PO2)，膦基(-PH2)，單-和二- (C1-C24烷基)取代的膦基，單-和二-(C5-C2tl芳基)取代的膦基；以及烴基部分C1-Cm烷基(包括C1-C18烷基，優(yōu)選包括C1-C12烷基，更優(yōu)選包括C1-C6烷基)，C2-C24烯基(包括C2-C18烯基，優(yōu)選包括 C2-C12烯基，更優(yōu)選包括C2-C6烯基)，C2-C24炔基(包括C2-C18炔基，優(yōu)選包括C2-C12炔基， 更優(yōu)選包括C2-C6炔基)，C5-C3tl芳基(包括C5-C2tl芳基，優(yōu)選包括C5-C12芳基)，和C6-C3tl芳烷基(包括C6-C2tl芳烷基，優(yōu)選包括C6-C12芳烷基)。此外，如果特定的基團(tuán)允許，上述官能基團(tuán)可進(jìn)一步被一個(gè)或多個(gè)另外的官能基團(tuán)或一個(gè)或多個(gè)烴基部分如以上具體列舉的基
7團(tuán)所取代。類似地，上述烴基部分可進(jìn)一步被一個(gè)或多個(gè)官能基團(tuán)或另外的烴基部分如具體列舉的基團(tuán)所取代。在術(shù)語“取代的”出現(xiàn)在一系列可能的取代基之前時(shí)，表示該術(shù)語用于此組的每個(gè)取代基。例如，短語“取代的烷基和芳基”應(yīng)解釋為“取代的烷基和取代的芳基”。除非另外說明，否則，提到原子時(shí)表示包括該原子的同位素。例如，提到H時(shí)表示包括1H^2H (即D)和3H (即T)，提到C時(shí)表示包括12C和所有C的同位素(如13C)。本發(fā)明的方法和材料適用于制備封裝的有機(jī)電裝置(OED)，例如有機(jī)電致發(fā)光裝置。本發(fā)明的封裝方法和材料可用于提高OED抵制由于接觸環(huán)境中的反應(yīng)性化學(xué)物而發(fā)生降解的穩(wěn)定性。例如，使用本發(fā)明的封裝方法所制備的OED與使用其它封裝方法制備的OED 相比，在各種環(huán)境條件下具有更長(zhǎng)的儲(chǔ)存時(shí)間?；蛘呋虼送?，本發(fā)明的封裝方法沒有玻璃板和環(huán)氧封裝方法所涉及的一些缺點(diǎn)。例如，在一些實(shí)施方式中，與使用傳統(tǒng)封裝方法制備的 OED相比，本發(fā)明的封裝的OED撓性更高，重量更輕，并且/或者對(duì)環(huán)境毒物的耐受性更高。各種結(jié)構(gòu)的有機(jī)電子裝置都適用于本發(fā)明的封裝方法。例如，電致發(fā)光裝置、光生伏打裝置和晶體管裝置都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。PCT/US2008/010075(2008年8月25日提交)、PCT/US2008/001025 (2008年1月24日提交)、US臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)第60/957，481號(hào) (2007年8月23日提交)，美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)第11/900，478號(hào)(2007年9月11日提交)和美國(guó)專利第6，593，687號(hào)(2003年7月15日授權(quán))中提供一些優(yōu)選的0ED。這些參考文獻(xiàn)中涉及文中揭示的OED的內(nèi)容通過參考結(jié)合于此。適合使用本發(fā)明方法封裝的OED可以是電致發(fā)光裝置，例如有機(jī)發(fā)光二極管 (OLED)(文中使用的術(shù)語OLED包括聚合物發(fā)光二極管(PLEDs))。典型的OLED裝置包括兩個(gè)被中間層隔開的電極。一個(gè)電極可用作基片，從而同時(shí)作為OLED的供其它層設(shè)置在其上的結(jié)構(gòu)元件和功能元件。當(dāng)電極是由透明導(dǎo)電材料如氧化銦錫制成時(shí)，上述做法是特別合適的。或者，可使用電極以外的單獨(dú)的組件作為基片。兩個(gè)電極中的各電極用作電子注入電極或空穴注入電極，也可以稱為陽極或陰極。通常，在本文中電極可稱為頂電極和底電極， 因?yàn)槲闹兴龅腛ED可以被構(gòu)造成使得空穴注入層最接近基片，或者電子注入層最接近基片。換言之，電極相對(duì)于基片的排列可交換。因此，應(yīng)理解文中提供的例子不旨在將本發(fā)明范圍限于所示的僅僅一個(gè)特定的取向(例如陽極最接近基片)，而僅僅是作為說明性的目的給出的。在一些實(shí)施方式中，中間層是包含電致發(fā)光材料的電致發(fā)光層。例如，

圖1提供這種實(shí)施方式的說明。在圖Ia中，基片10被底電極20覆蓋。電致發(fā)光材料構(gòu)成電致發(fā)光層 40，設(shè)置在底電極20上。電致發(fā)光層40可與底電極20共價(jià)結(jié)合，但是在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該結(jié)合是依賴范德華力。頂電極50與電致發(fā)光層40接觸。通常，盡管不是必須的，各組件層(即陽極、EL材料和陰極)在整個(gè)基片上的厚度和組成是基本均勻的。在其它實(shí)施方式中，中間層是包含介電材料的介電層，并且也存在單獨(dú)的電致發(fā)光層。這些實(shí)施方式的例子是空腔ELD，例如空腔有機(jī)發(fā)光二極管(COLED)，其中多個(gè)空腔延伸通過至少一個(gè)電極和介電層。圖lb，lc, Id和Ie提供COLED設(shè)備結(jié)構(gòu)的例子。在圖Ib中，裝置100由基片10上的層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)具有延伸通過該層狀結(jié)構(gòu)的空腔11。該層狀結(jié)構(gòu)包括底電極層20，介電層35和頂電極層50，其中所述介電層設(shè)置在底電極層和頂電極層之間?？涨?1從開口 12完全延伸穿過層狀結(jié)構(gòu)，終止于基片10?？涨?1的截面形狀可以是例如圓形、方形、三角形或其它形狀，或者空腔可不具有特定的形狀。空腔11的直徑約為0.111111-5.(^111，或者約0.311111-2.(^111。如圖中所示，電致發(fā)光材料40接觸在內(nèi)空腔表面內(nèi)的裝置各層。優(yōu)選的是保形接觸內(nèi)空腔的各區(qū)域。但是，電致發(fā)光材料40至少必須提供與兩個(gè)電極的電接觸，并在兩個(gè)電極之間形成傳導(dǎo)路徑。圖Ic顯示了空腔發(fā)射ELD的另一個(gè)示例性實(shí)施方式，其中電致發(fā)光材料40完全填充空腔并進(jìn)一步涂覆電極50。圖Id顯示了空腔發(fā)射ELD結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。裝置200由基片10上的層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)具有延伸通過該層狀結(jié)構(gòu)的一部分的空腔11。該層狀結(jié)構(gòu)包括底電極層20， 介電層35，頂電極層50和電致發(fā)光材料層40。介電層設(shè)置在底電極和電致發(fā)光材料之間， 從而引導(dǎo)電子通過空腔11。圖Ie顯示了空腔發(fā)射ELD結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。裝置210由基片10上的層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)具有延伸通過頂電極50和介電層35的空腔11。空腔11終止于底電極20。 電致發(fā)光材料構(gòu)成電致發(fā)光層40，其填充空腔11，并接觸底電極20和頂電極50。圖Ie的 COLED裝置類似于圖Ic的裝置，區(qū)別在于空腔不延伸通過底電極。應(yīng)理解，這種COLED裝置 (即空腔不延伸通過底電極)也可使用圖Ib和Id所示的排列順序構(gòu)建。圖If顯示了空腔發(fā)射ELD結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。裝置220包括基片10和設(shè)置在基片上的底電極20。底電極20由透明材料(例如ITO或ΙΖ0)形成，基片10也可由透明材料 (例如有機(jī)聚合物或二氧化硅)形成。存在介電層35，電致發(fā)光層40和頂電極50，以及空腔11。在圖If所示的裝置中，空腔11延伸通過透明底電極層20。圖Ig顯示了另一個(gè)裝置230，其中空腔11并不延伸通過底部的透明電極層20。單獨(dú)的基片是任選的(圖Ig中未顯示)，因?yàn)榈撞康耐该麟姌O層20不含將造成電極層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降的空腔。應(yīng)理解，COLED裝置(例如文中所述的那些)在整個(gè)裝置中將具有多個(gè)(例如陣列)空腔。在上述OLED裝置中，電子注入電極可任選地包含電子接受部分和含硅粘合劑材料(圖中未顯示)，如2008年8月25日提交的共同待審查PCT申請(qǐng)序列號(hào)第PCT/ US2008/010075號(hào)中所述的。例如，電子注入電極表面可通過氧鍵與羥基官能化的硅氧烷材料(例如下文將更詳細(xì)描述的硅氧烷材料)共價(jià)連接，進(jìn)而與電子接受部分共價(jià)連接。合適的電子接受部分包括例如包含以下材料的那些電子接受部分金屬二酮酸鹽(例如鋰、 鋇、鈹、鈣、鎂、鈉、鉀、銫的乙酰丙酮酸鹽，鍶、硼、鋁、鎵、銦或銀的乙酰丙酮酸鹽，或它們的組合)或含雜原子的芳族部分，包括多環(huán)部分(例如鄰苯二甲酸酐，1，8_萘二酸酐，鄰苯二甲酸，1，8_萘二甲酸或它們的氮類似物，例如鄰苯二甲酰亞胺，它們都可以是未取代的或被一個(gè)或多個(gè)吸電子取代基如鹵素或硝基取代的)。含硅粘合劑和電子接受部分形成中間層， 當(dāng)電子從電子注入電極行進(jìn)到電致發(fā)光材料中時(shí)，該層提供更有效的能量傳遞。OED還可以是有機(jī)晶體管。這些裝置包括例如有機(jī)薄膜晶體管(TFT)，例如圖2所示的裝置300。在圖2中，柵電極21設(shè)置在基片10上，并被介電層35覆蓋。源電極22和漏電極23設(shè)置在介電層35上，活性層60 (包含半導(dǎo)體材料，例如并五苯、低聚噻吩或聚噻吩)形成電極之間的電流路徑。OED還可以是有機(jī)光生伏打裝置。文中所用的術(shù)語"0ED"、“裝置"等指上文在關(guān)于這類裝置中所述的基片和裝置組件。通常，這些裝置組件包括圖Ia-Ig和圖2所示的層。
應(yīng)理解，文中所述的封裝層適用于圖中所示的任何OED結(jié)構(gòu)，以及其它合適的OED 結(jié)構(gòu)，例如文中所述的那些。適用于上述OED的材料包括上述專利和專利申請(qǐng)文獻(xiàn)中所述的各種有機(jī)和無機(jī)材料?；梢詾槿魏魏线m的材料，例如無機(jī)材料，例如二氧化硅，各種硅基玻璃，如堿石灰玻璃和硼硅酸鹽玻璃，氧化鋁，氧化鋯，氯化鈉，金剛石和/或類似的材料。用于透射發(fā)射的輻射的透明或半透明聚合物材料包括但不限于聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯。所述基片可以是剛性的或者撓性的，可以具有任意合適的形狀和結(jié)構(gòu)。因此，在某些實(shí)施方式中，提供了撓性的聚合物基片。任選地，在OED的基片和/或一個(gè)或多個(gè)其它層之間可以包括絕緣層。另外，在某些實(shí)施方式中，所述基片可以是半導(dǎo)體材料，例如硅或氧化銦錫，可以另外包含微電路，在此情況下，所述電致發(fā)光裝置可以包括微電路驅(qū)動(dòng)裝置的集成部分。例如，在一些實(shí)施方式中，基片可用作OED的一個(gè)電極。電極可由任何合適的材料制成，例如金屬和共軛有機(jī)化合物。摻雜的半導(dǎo)體和透明材料也是合適的電極材料。電極材料的例子包括鋁，鈦，銅，鎢，銀，硅，氧化銦錫(ITO)，氧化銦鋅(IZO)，并五苯，低聚噻吩和聚噻吩，例如聚(3，4-亞乙基二氧基噻吩)(PEDOT)，碳納
米管等。介電層還可以為任何具有以下性質(zhì)的合適材料所述材料能夠在電極層之間作為阻擋物，提供電屏障，防止電極層之間發(fā)生電短路。這些材料包括例如無機(jī)材料，包括氧化物，氮化物，碳化物，硼化物或硅化物(如下文關(guān)于阻擋材料中所述)，或者有機(jī)材料，例如聚酰亞胺，聚偏二氟乙烯，帕利靈(parylene，聚對(duì)二甲苯)，以及各種溶膠-凝膠材料和陶瓷前體聚合物(pre-ceramic polymer)。在某些實(shí)施方式中，所述介電層基本上不含針孔， 由電阻率不小于約IO8歐姆-厘米、優(yōu)選不小于約IO12歐姆-厘米的高電阻率材料組成。合適的高電阻率材料的其它具體例子包括但不限于氮化硅、氮化硼、氮化鋁、氧化硅、氧化鈦、 氧化鋁。如上文所述，在一些實(shí)施方式中，OED包括電致發(fā)光材料，例如電致發(fā)光層。對(duì)于 C0LED,電致發(fā)光材料至少部分地設(shè)置在裝置空腔中。例如，在某些實(shí)施方式中，電致發(fā)光材料基本上或完全地填充裝置的空腔。如上文所述，在某些實(shí)施方式中，所述電致發(fā)光材料形成延伸的層，例如電致發(fā)光材料可以不僅填充空腔的尺寸，而且還形成另外的層，該另外的層將電極層(例如電子注入層)與介電層隔開。電致發(fā)光材料可以由具有以下性質(zhì)的任何合適材料組成該材料能夠從空穴注入層接受空穴，從電子注入層接受電子，當(dāng)注入的空穴和電子結(jié)合的時(shí)候發(fā)射電磁輻射(例如光)。因此，在某些實(shí)施方式中，所述電致發(fā)光材料可以包含任意數(shù)量的有機(jī)或無機(jī)化合物或其混合物，例如多層有機(jī)物或小分子等。例如，電致發(fā)光層可包含聚合物材料，或者由一種或多種小分子材料組成。但是，該材料必須含有至少一種電致發(fā)光化合物，例如，有機(jī)、 無機(jī)或小分子電致發(fā)光化合物。在某些實(shí)施方式中，所述電致發(fā)光化合物可以包含簡(jiǎn)單的有機(jī)分子或者復(fù)雜的聚合物或共聚物。例如，簡(jiǎn)單的有機(jī)發(fā)光分子可以包括三(8-羥基喹啉合)招(tris (8-hydroxyquinolinato) -aluminum)或二萘嵌苯。在某些實(shí)施方式中，該電致發(fā)光材料包含聚合物或共聚物。合適的聚合物或共聚物的分子結(jié)構(gòu)可以包含碳基或硅基的主鏈。所述聚合物和共聚物可以是直鏈、支鏈、交聯(lián)的，或者這些情況的任意組合，可以具有從大約最低5000至大于1，000, 000的很寬范圍的分子量。在共聚物的情況中，所述共聚物可以是交替共聚物、嵌段共聚物、無規(guī)共聚物、接枝共聚物、或其組合?？梢杂糜诒景l(fā)明的合適的電致發(fā)光聚合物的例子包括但不限于共軛聚合物，例如聚對(duì)亞苯基，聚噻吩，聚亞苯基亞乙烯，聚噻吩亞乙烯，聚芴，含1，3，4-噁二唑的聚合物，及其各種衍生物和共聚物。示例性的電致發(fā)光聚合物是聚(亞芳基-亞乙烯)聚合物，該聚合物的通式結(jié)構(gòu)為-Ar1-C(Rw) =C(R")-，其中Ar1是含1-3個(gè)芳環(huán)的亞芳基、雜亞芳基、取代的亞芳基或取代的雜亞芳基，R10和R11獨(dú)立地選自氫、鹵素、氰基、烴基、取代烴基、含雜原子的烴基、以及取代的含雜原子的烴基，或者Rki和R11可以一起形成三鍵。而且，Ar1可以被例如胺或芳基胺取代基取代。Rltl和R11上的取代基一般是氫，但是也可以是鹵素(特別是氯或氟)或氰基，或者是取代或未取代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、芳基和雜芳基。美國(guó)專利第6，414，104號(hào)中描述的另一種示例性的電致發(fā)光聚合物材料是芳基胺取代的聚(亞芳基-亞乙烯)聚合物，其包含以下通式結(jié)構(gòu)的單體單元
權(quán)利要求
1.一種封裝電子裝置的方法，其包括(a)提供基片和設(shè)置在所述基片上的電子裝置；(b)通過將阻擋材料直接或間接沉積在電子裝置上來形成阻擋層，其中所述阻擋材料是陶瓷材料；(c)使阻擋層氧化，以提供暴露的官能團(tuán)；(d)通過在阻擋層上沉積粘合材料層來形成粘合層，其中所述粘合材料是含硅材料，且包含能與阻擋層的官能團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)；(e)任選地，使粘合層氧化，以提供暴露的官能團(tuán)；(f)任選地，通過重復(fù)(b)、(c)、(d)和(e)形成一對(duì)或多對(duì)額外的阻擋層和粘合層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻擋材料是選自下組的陶瓷材料鋁、 硅、鈦、鎢、鎂、鋯或鈣的氧化物，硅、鎢、鋁、鋯、鉻、鈦、鉭、鉬、鎵或硼的氮化物，硅、鈦、釩、 鋯、鐵或硼的碳化物，鈦或鐵的硼化物，以及鎢和鈦的硅化物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含硅材料是包含具有通式(I)的結(jié)構(gòu)的單體單元的硅氧烷或聚硅氧烷R2R1式中R1和R2獨(dú)立地選自H、OH、C1-C30烴基、有機(jī)金屬、鹵代烴基和有機(jī)甲硅烷基，它們各自都任選地被取代，任選地含雜原子； X 選自-0-禾口 -NR3-； R3是烴基；η是大于或等于1的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，(b)、(c)、(d)和(e)再重復(fù)1-10次，從而形成1-10個(gè)額外的阻擋層和粘合層。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，固化在較高的溫度下進(jìn)行預(yù)定的時(shí)間，其中當(dāng)形成多個(gè)粘合層時(shí)，固化在各粘合層形成之后進(jìn)行，或在全部粘合層形成后進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括通過在電子裝置上沉積保護(hù)材料而在電子裝置和阻擋層之間形成保護(hù)層。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)材料選自帕利靈和聚酰亞胺。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)材料選自帕利靈-C、帕利靈-D和帕利靈-N，通過熱蒸發(fā)帕利靈二聚體而沉積，或者所述保護(hù)材料是聚酰亞胺，通過熱蒸發(fā)或旋涂而沉積。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)材料對(duì)紫外輻射至少是部分透明的。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電子裝置選自0LED、有機(jī)薄膜晶體管和有機(jī)光生伏打裝置。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層不存在，阻擋材料直接沉積在電子裝置上。
12.一種封裝的電子裝置，其包括包含多個(gè)設(shè)置在基片上的組件層的電子裝置；封裝部分，其包含第一對(duì)阻擋材料層和交聯(lián)材料層，其中所述阻擋材料是陶瓷材料，所述交聯(lián)材料是含硅聚合物。
13.如權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，所述封裝部分還包括額外的1-10對(duì)交替的阻擋材料層和交聯(lián)材料層。
14.如權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，所述阻擋材料是選自下組的陶瓷材料鋁、硅、鈦、鎢、鎂、鋯或鈣的氧化物，硅、鎢、鋁、鋯、鉻、鈦、鉭、鉬、鎵或硼的氮化物，硅、 鈦、釩、鋯、鐵或硼的碳化物，鈦或鐵的硼化物，以及鎢和鈦的硅化物。
15.如權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，所述含硅聚合物包含具有結(jié)構(gòu)- [Si (R2) (X)1J-的交聯(lián)單元，其中R2選自H、羥基、氟烴基和烴基；X 選自-0-禾口 -NR3-；R3選自烷基和芳基。
16.如權(quán)利要求15所述的電子裝置，其特征在于，X是-0-，R2選自烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、芳氧基、芳烷基和烷芳基，它們中任一個(gè)都可含有雜原子，并且它們中任一個(gè)都可以是未取代的或被一個(gè)或多個(gè)選自鹵素、羥基、烷基和芳基的基團(tuán)取代的。
17.如權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，第一對(duì)層的阻擋材料直接接觸電子裝置中的至少一個(gè)組件層。
18.如權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，封裝部分還包含直接接觸電子裝置中的至少一個(gè)組件層的保護(hù)層，該保護(hù)層位于電子裝置和第一對(duì)層之間。
19.如權(quán)利要求18所述的電子裝置，其特征在于，所述保護(hù)層包含選自帕利靈和聚酰亞胺的保護(hù)材料。
20.如權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，所述電子裝置選自0LED、有機(jī)薄膜晶體管和有機(jī)光生伏打裝置。
21.如權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，第一對(duì)層的阻擋材料通過共價(jià)鍵與第一對(duì)層的粘合材料連接。
22.如權(quán)利要求13所述的電子裝置，其特征在于，各阻擋層的阻擋材料與任意相鄰的阻擋層的粘合材料共價(jià)連接。
全文摘要
本發(fā)明提供適用于電子裝置的封裝阻擋物的方法和材料。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種通過交替的含硅粘合材料層和陶瓷材料層封裝的電致發(fā)光裝置或其它電子裝置。例如，封裝方法提供具有提高的穩(wěn)定性和儲(chǔ)存時(shí)間的電子裝置。例如，本發(fā)明可用于微電子裝置領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01L51/10GK102341931SQ200980157889
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者D·B·麥奎因, W·S-K·楚, Y·D·布盧姆, Y·施 申請(qǐng)人:思研(Sri)國(guó)際顧問與咨詢公司