[发明专利]用于封装敏感器件的装置以及用于制备所述器件的方法

说明书

技术领域

本发明的领域为封装极敏感的且化学不稳定的器件的领域。这些器件可特别地为锂微电池、有机发光二极管(OLED)等。这种器件通常具有高度吸湿材料，且因此必须由具有一个或多个封装层的封装装置保护而免于环境大气。在此情况下，封装装置必须对氧和水蒸气具有极低的渗透性(大约10^-6g·m^-2·天^-1的传输速度)，并防止这些分子向敏感材料扩散。

背景技术

关于降低封装装置的渗透性以及增加阻挡效果，已采取数种方法。这些方法通常基于两种原理：

-分隔渗透缺陷，所述原理在于产生由受控界面划界的数个小域，所述数个小域可为小珠(bead)；因此，如果存在穿过小珠的整个体积，并允许O₂/H₂O分子向待封装的系统扩散穿透的渗透缺陷(微裂缝或纳米裂缝，微孔或纳米孔)，则所述缺陷由在小珠之间产生的界面域划界，且传播在小珠处停止。故障由此被分隔在域内，这避免了在整个结构中具有连续扩散路径；

-延长(氧、水蒸气)在封装装置中的扩散路径。

通常，通过应用如下方法中的一种(或多种)来实施这两种原理。

-至少两种材料A和B的层的交替(称为纳米成层或微米成层)，如图1a中示意性显示。该方法在例如专利申请WO 2003/094256中使用，其具有交替的有机/无机材料的叠层。该方案有可能延长扩散路径，并由此减慢敏感材料的反应动力学。该文献中描述的方案具有缺点，例如对于某些应用，完整叠层的厚度过大，以及与沉积次数相关的极高的制造成本；

-在封装装置的材料中产生两维或三维形状(称为纳米纹理化或微纹理化)，如图1b中示意性显示，其示出了材料A的分隔部和材料B的分隔部。该方法在例如专利申请WO 2008/094352中使用。该申请中描述的叠层包括一个或多个层，所述一个或多个具有至少两个部分，所述至少两个部分一旦由连续层覆盖，就有可能产生间断且由此分隔渗透缺陷。但是该方案具有缺点，例如结构化技术(机械掩膜、蚀刻、激光烧蚀)与封装叠层下方的敏感材料的存在不兼容，以及与沉积次数和结构化方法相关的极高的制造成本；

-在材料B的叠层的层中引入材料A的包合物(称为纳米结构化或微结构化)，如图1c中示意性显示。所述包合物为通常活性的结构，所述结构常用作捕获氧或水蒸气的位点，且通常已知为“吸气剂(getter)”。专利申请WO 2008/057045和WO 2013/062486描述了使用微结构化原理的方案。实际上，在这些文献中，提出了聚合物基质中的颗粒：在聚合物基质中存在由微粒组成的层和在聚合物中存在经涂布的经官能化的微粒的层。这些文献中描述的这些方案仍然具有缺点，例如与直至“吸气剂”颗粒饱和的时间相关的有效封装时间，以及大的厚度。

而且，这些方案未提出颗粒的有序结构，且不可能控制颗粒之间的界面。

发明内容

就此而言，这是本发明提出如下方案的原因，由于与颗粒的有序结构相关的高紧密度以及在所述颗粒的界面处沉积一种或多种材料的可能性，所述方案提供了就封装而言的提高的性能。由此，各种手段的所述组合有利于改进就渗透性而言的性能。

更具体地，本发明的一个主题是一种包括至少一个含有颗粒的组件的封装装置，所述颗粒包含至少第一材料，所述组件具有开孔孔隙，

-所述颗粒：

ο分布于几何结构中，所述几何结构具有大于约50％的所述颗粒的紧密度，且

ο由称为渗透层(infiltration layer)的至少一个层共形覆盖；

-至少所述渗透层的厚度以不彼此连接的孔隙的形式封闭组件的孔隙，所述组件包括由至少所述层覆盖的颗粒。

紧密度定义为颗粒对空间的填充程度。

有利地，所述紧密度大于60％。

由此，所提出的装置可构成一个用于薄的低成本的封装装置的方案，其可能避免已知技术的上述局限性。

根据本发明的一个变体，所述装置包括基板，含有所述颗粒的所述组件在所述基板上制得。

根据本发明的一个变体，所述基板可为功能性载体或封盖。

根据本发明的一个变体，所述基板具有几十微米的厚度。

根据本发明的一个变体，所述几何结构为紧密六边形或面心立方体。

根据本发明的一个变体，所述第一材料为氧化物、碳化物、碳氧化物或聚合物类型。

根据本发明的一个变体，所述颗粒由至少一个渗透层覆盖，所述至少一个渗透层由氧化物或氮化物或氮氧化物或聚合物组成。