專利名稱：發(fā)光器件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)光器件及其制作方法。
背景技術(shù)：
有機電致發(fā)光二極管OLED(Organic Light-Emitting Diode)被認(rèn)為是繼液晶顯示技術(shù)之后的最理想的第三代顯示技術(shù)，在平板顯示、照明、顯示器背光源等各個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。OLED中的有機材料對氧氣敏感，一旦接觸到氧氣，易于與氧氣發(fā)生反應(yīng)，從而使OLED的性能產(chǎn)生惡化。為了防止這種情況發(fā)生，現(xiàn)有技術(shù)中，一般使用玻璃對OLED的整個發(fā)光部分進行包覆。使用玻璃包覆雖然能夠避免OLED中的有機材料與氧氣接觸，但是，由于OLED本身與包覆的玻璃之間留有縫隙，而且，玻璃本身是不容易導(dǎo)熱的材料，因此，OLED 通電工作所產(chǎn)生的熱量不易于傳導(dǎo)出去，易造成OLED過熱損壞，影響OLED的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的主要目的在于，提供一種發(fā)光器件及其制作方法，能夠有效改善發(fā)光器件的散熱性能，從而延長發(fā)光器件的使用壽命。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案—方面，本發(fā)明實施例提供一種發(fā)光器件，包括基板，所述基板上設(shè)置有發(fā)光部；所述發(fā)光器件中還集成有半導(dǎo)體熱電制冷部，所述半導(dǎo)體熱電制冷部設(shè)置在所述發(fā)光部上。另一方面，本發(fā)明實施例提供一種上述發(fā)光器件的制作方法，包括以下步驟在基板上制備發(fā)光部；在所述制備有發(fā)光部的基板上,制備半導(dǎo)體熱電制冷部；對所述制備有發(fā)光部和半導(dǎo)體熱電制冷部的基板進行封裝處理。本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件及其制作方法，該發(fā)光器件中集成有半導(dǎo)體熱電制冷部，該半導(dǎo)體熱電制冷部利用熱電效應(yīng)原理，在發(fā)光部工作時，吸收并釋放發(fā)光部所產(chǎn)生的熱量，降低發(fā)光部工作時的溫度，因此，能夠有效改善發(fā)光器件的散熱性能，從而延長發(fā)光器件的使用壽命。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例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(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件的一種結(jié)構(gòu)示意圖3(a)_(c)為本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件中，半導(dǎo)體制冷單元的連接方式的原理示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件的制作方法的流程圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件為OLED的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例的技術(shù)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(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例提供一種發(fā)光器件，如圖I所示，本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件，包 括基板1，基板I上設(shè)置有發(fā)光部2 ;所述發(fā)光器件中還集成有半導(dǎo)體熱電制冷部3，半導(dǎo)體熱電制冷部3設(shè)置在所述發(fā)光部2上。其中，半導(dǎo)體熱電制冷部3是一種基于帕爾帖效應(yīng)(即熱電效應(yīng))原理、利用半導(dǎo)體熱電材料進行制冷的部件，其包括冷端31和熱端32，冷端31靠近發(fā)光部2，用于吸收發(fā)光部2所產(chǎn)生的熱量，而熱端32遠(yuǎn)離于發(fā)光部2，用于釋放冷端31所吸收的熱量。需要說明的是，本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件，半導(dǎo)體熱電制冷部3是集成在發(fā)光器件中的，其直接制備在發(fā)光部2上，能夠獲得良好的制冷效果。本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件，在發(fā)光部2工作時，利用半導(dǎo)體熱電制冷部3吸收并釋放發(fā)光部2所產(chǎn)生的熱量，從而降低發(fā)光部2工作時的溫度，因此，能夠有效改善該發(fā)光器件的散熱性能，從而延長發(fā)光器件的使用壽命。具體的，在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2所示，半導(dǎo)體熱電制冷部3包括第一絕緣導(dǎo)熱層301、半導(dǎo)體熱電堆層302和第二絕緣導(dǎo)熱層303 ;第一絕緣導(dǎo)熱層301設(shè)置在發(fā)光部2上，半導(dǎo)體熱電堆層302設(shè)置在第一絕緣導(dǎo)熱層301上，第二絕緣導(dǎo)熱層303設(shè)置在半導(dǎo)體熱電堆層302上；其中，半導(dǎo)體熱電堆層302中分布有至少一個半導(dǎo)體制冷單元304 (虛線框所示)，每個半導(dǎo)體制冷單元304包括金屬下電極3041、P型半導(dǎo)體3042、N型半導(dǎo)體3043和金屬上電極3044 ;金屬下電極3041設(shè)置在第一絕緣導(dǎo)熱層301上，P型半導(dǎo)體3042和N型半導(dǎo)體3043設(shè)置在金屬下電極上3041，金屬上電極3044設(shè)置在P型半導(dǎo)體的頂部和N型半導(dǎo)體的頂部。圖2所示的實施例中，同一半導(dǎo)體制冷單元304的P型半導(dǎo)體3042的底部和N型半導(dǎo)體3043的底部通過金屬下電極3041相連接；當(dāng)半導(dǎo)體熱電堆層302中分布有多個半導(dǎo)體制冷單元304時，金屬上電極3044用于相鄰半導(dǎo)體制冷單元304之間的連接。當(dāng)直流電流由N型半導(dǎo)體3043流向P型半導(dǎo)體3044時，基于帕爾帖效應(yīng)原理，N型半導(dǎo)體3043與金屬下電極3041、以及P型半導(dǎo)體3042與金屬下電極3041接觸的部位吸熱，稱為冷端。N型半導(dǎo)體3043與金屬上電極3044、以及P型半導(dǎo)體3042與金屬上電極3044接觸的部位放熱，稱為熱端。圖2所示的發(fā)光元件工作時，發(fā)光部2產(chǎn)生的熱量穿過第一絕緣導(dǎo)熱層301傳遞至冷端，冷端將吸收該熱量，而熱端釋放冷端所吸收的熱量，所釋放的熱量穿過第二絕緣導(dǎo)熱層303傳遞至發(fā)光元件外部。
優(yōu)選的，在本發(fā)明的一個實施例中，為了有效提高制冷效果，半導(dǎo)體熱電堆層302中分布有多個(二個或二個以上)半導(dǎo)體制冷單元304。該多個半導(dǎo)體制冷單元304可呈陣列狀分布，并且如圖3(a)至圖3(c)所示，多個半導(dǎo)體制冷單元304可串聯(lián)連接、并聯(lián)連接或串并聯(lián)組合連接形成多級熱電堆，多級熱電堆擴大了冷端和熱端的面積，制冷效果更好。本實施例通過金屬上電極3044實現(xiàn)多個半導(dǎo)體制冷單元304之間的連接。可以理解的，參見圖3(a)，多個半導(dǎo)體制冷單元分布為兩列，兩列半導(dǎo)體制冷單元串聯(lián)連接，電流全部通過每一半導(dǎo)體制冷單元而不分流，且流經(jīng)每一制冷單元的電流均是由N型半導(dǎo)體流向P型半導(dǎo)體。參見圖3(b)，多個半導(dǎo)體制冷單元分為兩列，兩列半導(dǎo)體制冷單元并聯(lián)連接，電流分流后分別流經(jīng)兩列半導(dǎo)體制冷單元，且流經(jīng)每一制冷單元的電流均是由N型半導(dǎo)體流向P型半導(dǎo)體。參見圖3(c)，串并聯(lián)組合連接是指既包括列和列串聯(lián)連接，還包括列和列的并聯(lián)連接。需要說明的是，圖3(a)至圖3(c)僅為多個半導(dǎo)體制冷單元304之間的連接的原理性示意圖，并不表示本實施例的半導(dǎo)體制冷單元的個數(shù)和真實連接，例如，每列半導(dǎo)體制冷單元可包括一個或多個半導(dǎo)體制冷單元，半導(dǎo)體熱電堆層302中可以分布有多列半導(dǎo)體 制冷單元。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)圖3(a)至圖3(c)的連接原理，選擇半導(dǎo)體制冷單元的個數(shù)和/或列數(shù)，并通過金屬上電極3044實現(xiàn)多個半導(dǎo)體制冷單元的串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)組合連接，這里不再贅述。進一步可選的，在本實施例中，同一個半導(dǎo)體制冷單元304的P型半導(dǎo)體3042和N型半導(dǎo)體3043之間，以及相鄰半導(dǎo)體制冷單元304之間可設(shè)置有絕緣隔離部305，以有效保證半導(dǎo)體制冷單元304的電學(xué)性能。 本實施例中，第一絕緣導(dǎo)熱層301與第二絕緣導(dǎo)熱層302的材料可相同也可不同，由于兩者用于傳導(dǎo)熱量，因此，兩者的材料優(yōu)選為高熱導(dǎo)率的無機材料，可選的，第一絕緣導(dǎo)熱層301與第二絕緣導(dǎo)熱層302的材料均可選自類金剛石、氮化鋁、氮化硼、氮化硅、三氧化二鋁、氧化鎂中的一種。此外，第一絕緣導(dǎo)熱層301與第二絕緣導(dǎo)熱層302的材料可相同也可不同，可選的，所述第一絕緣導(dǎo)熱層與第二絕緣導(dǎo)熱層302的厚度為100-5000納米。本實施例中，P型半導(dǎo)體3042的材料可選自以下材料中的一種或幾種的組合碲化鉍二元固溶體 Bi2Te3-Sb2Te3、碲化鉍三元固溶體 Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3, P 型 Ag (l_x) Cu (x)Ti Te，YBaCuO超導(dǎo)材料。本實施例中，N型半導(dǎo)體3043的材料可選自以下材料中的一種或幾種的組合碲化鉍二元固溶體Bi2Te3-Bi2Se3,碲化鉍三元固溶體Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3, N型Bi-Sb合金，YBaCuO超導(dǎo)材料。締化秘三元固溶體相對于締化秘二元固溶體來講,提高了固溶體材料的禁帶寬度，可以進一步降低晶格熱導(dǎo)率。本實施例中，金屬上電極3044和金屬下電極3041的材料可相同也可不同，均可選自以下材料中的銀、銅、金和鋁中的一種，并且兩者的厚度可相同也可不同，例如均可為50-1000 納米。需要說明的是，本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件可以為0LED、無機發(fā)光二極管、有機太陽能電池、無機太陽能電池、有機薄膜晶體管、無機薄膜晶體管和光探測器等，本發(fā)明對此不做限定。
相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供一種上述發(fā)光器件的制作方法，如圖4所示，包括以下步驟步驟10，在基板上制備發(fā)光部。此步驟可與現(xiàn)有技術(shù)相同，此處 不再贅述。步驟11，在所述制備有發(fā)光部的基板上，制備半導(dǎo)體熱電制冷部。以圖2所示的實施例的發(fā)光器件的制備為例，本步驟具體包括以下幾步首選，在所述發(fā)光部上，沉積第一絕緣導(dǎo)熱層。具體的，可以采用真空蒸鍍、磁控濺射、離子鍍、直流濺射鍍膜、射頻濺射鍍膜、離子束濺射鍍膜、離子束輔助沉積、等離子增強化學(xué)氣相沉積、高密度電感耦合式等離子體源化學(xué)氣相沉積、離子團束沉積、金屬有機化學(xué)氣相沉積法、觸媒式化學(xué)氣相沉積、激光脈沖沉積法、脈沖等離子體方法、脈沖激光方法、電子束蒸發(fā)、溶膠-凝膠法、噴墨打印、電鍍等方式來沉積第一絕緣導(dǎo)熱層，本發(fā)明對此不做限定。然后,在所述第一絕緣導(dǎo)熱層上,應(yīng)用遮罩(shadow mask)制程制備金屬下電極。其中，所謂遮罩制程意為通過遮罩露出需要制備金屬下電極的位置，而遮擋住其他位置，從而使得金屬下電極僅制備在遮罩所露出的位置上，遮罩所遮擋住的位置保持原樣。以下用到的其它遮罩制程的原理與此相同。具體的，金屬下電極可以采用真空蒸鍍、磁控濺射、離子鍍、直流濺射鍍膜、射頻濺射鍍膜、離子束濺射鍍膜、離子束輔助沉積、等離子增強化學(xué)氣相沉積、高密度電感耦合式等離子體源化學(xué)氣相沉積、離子團束沉積、金屬有機化學(xué)氣相沉積法、觸媒式化學(xué)氣相沉積、激光脈沖沉積法、脈沖等離子體方法、脈沖激光方法、電子束蒸發(fā)、溶膠-凝膠法、噴墨打印、電鍍等方式進行制備，本發(fā)明對此不做限定。接下來，在所述金屬下電極上，應(yīng)用遮罩制程分別制備P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的制備順序不限，可以先行制備P型半導(dǎo)體，然后制備N型半導(dǎo)體，反之亦可。具體可以采用金屬有機物化學(xué)氣相沉積(M0CVD)、脈沖激光沉積(PLD)、分子束外延生長(MBE)、磁控濺射(MS)、離子束濺射(IBS)、共蒸發(fā)(Co-evaporation)和瞬間蒸發(fā)法(Flash evaporation)中的一種或幾種方式制備P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，本發(fā)明對此不做限定。接下來，在所述P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體上，應(yīng)用遮罩制程制備金屬上電極。金屬上電極的制備方式可與金屬下電極的制備方式相同，這里不再贅述。然后，在金屬上電極上，沉積第二絕緣導(dǎo)熱層。第二絕緣導(dǎo)熱層的制備方式可與第一絕緣導(dǎo)熱層的制備方式相同，這里不再贅述。需要說明的是，在本發(fā)明的一個實施例中，為了保證發(fā)光器件的電學(xué)性能，有效避免短路等電學(xué)故障，在制備P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之后，制備金屬上電極之前，所述制作方法還包括應(yīng)用遮罩制程，在同一個半導(dǎo)體制冷單元的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間以及相鄰半導(dǎo)體制冷單元304之間沉積絕緣隔離部。步驟12，對所述制備有發(fā)光部和半導(dǎo)體熱電制冷部的基板進行封裝處理。可選的，本步驟中可以使用金屬箔、玻璃封裝蓋板、復(fù)合薄膜等多種封裝方式，還可以使用混合封裝方式，混合封裝是指同時使用至少兩種封裝方式進行封裝，例如，既使用了金屬箔封裝，還在金屬箔上應(yīng)用玻璃蓋板進行封裝。為了更好的說明本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件及其制作方法，下面以發(fā)光器件為OLED為例進行具體說明。以下的各實施例中，發(fā)光器件為0LED，如圖5所示，包括基板I，基板I上設(shè)置有發(fā)光部2，發(fā)光部2上設(shè)置有半導(dǎo)體熱電制冷部3 ;其中，發(fā)光部2包括陽極層20、有機功能層21和金屬電極層22，陽極層20設(shè)置在基板I上，有機功能層21設(shè)置在陽極層20上，金屬電極層22設(shè)置在有機功能層21上；半導(dǎo)體熱電制冷部3的結(jié)構(gòu)與圖2所示實施例相同，這里不再贅述，其中第一絕緣導(dǎo)熱層301設(shè)置在金屬電極層22上。其中，基板I在可見光區(qū)域有著良好的透光性能，有一定的防水汽和氧氣滲透的能力，有較好的表面平整性，它可以是玻璃或柔性基片，柔性基片采用聚酯類、聚酞亞胺化合物中的一種材料或者較薄的金屬。陽極層20作為有機發(fā)光二極管正向電壓的連接層，通常采用無機金屬氧化物(如氧化銦錫ΙΤ0、氧化鋅ZnO等)、有機導(dǎo)電聚合物(如PEDOT:PSS，PANI等)或高功函數(shù)的金屬材料(如金、銅、銀、鉬等)。 金屬電極層22作為器件負(fù)向電壓的連接層，通常為低功函數(shù)金屬材料鋰、鎂、鈣、鍶、鋁、銦等功函數(shù)較低的金屬或它們與銅、金、銀的合金，或者包括一層很薄的緩沖絕緣層(如LiF、MgF2等)和前面所提到的金屬或合金。實施例I本實施例的0LED，如圖5所示，陽極層20為ITO層，金屬電極層22為Mg:Ag合金層，第一絕緣導(dǎo)熱層301和第二絕緣導(dǎo)熱層303為類金剛石層，厚度均為500nm，金屬上電極3044和金屬下電極3041的材料為Al，厚度為lOOOnm，P型半導(dǎo)體3042是Bi2Te3-Sb2Te3, N型半導(dǎo)體3043是Bi2Te3-Bi2Se3,厚度均為1500nm。該OLED的制作方法包括以下步驟I、在基板I上依次制備陽極層20、有機功能層21和金屬電極層22，以完成發(fā)光部2的制備。2、采用真空磁過濾技術(shù)，對制備有陽極層20、有機功能層21和金屬電極層22的基板I施加低頻率周期性負(fù)偏壓，室溫下，在金屬電極層22上沉積類金剛石薄膜(第一絕緣導(dǎo)熱層301)。具體的，制備該類金剛石薄膜的磁過濾等離子體設(shè)備中，采用高純石墨作為陰極，真空室的基礎(chǔ)真空在10_3Pa左右，電弧電流70A，電弧電壓20V，過濾磁場電流20A，可產(chǎn)生40mT的磁場，使用99. 999%的高純氬氣作為工作氣體，氣體流量控制在I. 5sCCm，周期性偏壓為(0，-50V)，沉積時間為60min，基板I與高純石墨陰極的距離為30cm。本步驟制備的類金剛石薄膜的厚度為500nm，表面致密光滑，表面粗糙度小于Inm03、在步驟2制備的類金剛石薄膜上，應(yīng)用遮罩制程，通過磁控濺射法在類金剛石薄膜上制備一層致密的熱導(dǎo)率高的Al金屬陣列(多個金屬下電極3041)。該Al金屬陣列用于連接每一個半導(dǎo)體制冷單元304中的P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體。4、在步驟3制備的Al金屬陣列上，應(yīng)用遮罩制程，通過射頻磁控濺射法制備P型半導(dǎo)體陣列(多個P型半導(dǎo)體3042)。
其中，射頻磁控濺射的靶材為二元固溶體合金B(yǎng)i2Te3-Sb2Te3，濺射功率為100W，濺射氣壓為3Pa(Ar氣壓)，濺射時間為60min，膜層厚度為1500nm。5、在步驟3制備的Al金屬陣列上，應(yīng)用遮罩制程，通過射頻磁控濺射法制備N型半導(dǎo)體陣列(多個N型半導(dǎo)體3042)。其中，射頻磁控濺射的靶材為二元固溶體合金B(yǎng)i2Te3-Bi2Se3，濺射功率為120W，濺射氣壓為2Pa(Ar氣壓)，濺射時間為40min，膜層厚度為1500nm.6、應(yīng)用遮罩制程制備類金剛石膜矩陣，以在同一個半導(dǎo)體制冷單元304的P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體間隙中以及相鄰半導(dǎo)體制冷單元304之間形成絕緣隔離部。 本步驟中，所采用的工藝參數(shù)可以與步驟2相同，當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以選擇其它工藝參數(shù)，這里不再贅述。7、應(yīng)用遮罩制程，通過磁控濺射法在P型半導(dǎo)體陣列和N型半導(dǎo)體陣列上制備Al金屬陣列(多個金屬上電極3044)。該Al金屬陣列用于連接相鄰半導(dǎo)體制冷單元304的相鄰的半導(dǎo)體，以使多個半導(dǎo)體制冷單元304串聯(lián)連接、并聯(lián)連接或者串并聯(lián)組合連接。8、在步驟7制備的Al金屬陣列上，制備類金剛石薄膜(第二絕緣導(dǎo)熱層303)。本步驟中，所采用的工藝參數(shù)與步驟2相同，這里不再贅述。進一步的，為了增強密封效果，步驟7和8可多次重復(fù)進行，形成多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)密封層，即可以繼續(xù)在步驟8制備的類金剛石膜上再通過磁控濺射制備一層致密的熱導(dǎo)率高的Al金屬層，與類金剛石膜共同形成密封層，阻隔水氧對OLED器件的侵害，同時還能增加復(fù)合密封層的韌性。為了保護制備的金屬層，在金屬層上再制備一層類金剛石膜，以此循環(huán)多次，形成多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)密封層。實施例2本實施例的0LED，如圖5所示，陽極層20為ITO層，金屬電極層22為Mg: Ag合金，第一絕緣導(dǎo)熱層301和第二絕緣導(dǎo)熱層303為氮化鋁層，厚度均為500nm，金屬上電極3044和金屬下電極3041的材料為Al，厚度為lOOOnm，P型半導(dǎo)體3042是Bi2Te3-Sb2Te3, N型半導(dǎo)體 3043 是 Bi2Te3-Bi2Se3,厚度均為 1500nm。該OLED的制作方法包括以下步驟I、在基板I上依次制備陽極層20、有機功能層21和金屬電極層22，以完成發(fā)光部2的制備。2、采用射頻反應(yīng)磁控濺射在金屬電極層22上生長氮化鋁薄膜(第一絕緣導(dǎo)熱層301)。具體的，磁控濺射設(shè)備中，工作腔室內(nèi)真空為3X10_4Pa，濺射靶材為99. 99 %的Al靶，工作氣體為99. 99%的Ar和99. 99%的N2,工藝過程中始終保持Ar與N2分壓比為24 4，革巴基距7. Ocm,基板I的溫度20°C (室溫)，功率為40W,濺射時間為60min。此外，優(yōu)選的，在濺射沉積薄膜之前，先以30W的功率對靶材預(yù)濺射15min，以清除Al靶材表面的氧化物等雜質(zhì)。3、應(yīng)用遮罩制程，通過磁控濺射法在步驟2制備的氮化鋁薄膜上制備一層致密的熱導(dǎo)率高的Al金屬陣列(多個金屬下電極3041)。4、在步驟3制備的Al金屬陣列上，應(yīng)用遮罩制程，通過射頻磁控濺射法制備P型半導(dǎo)體陣列(多個P型半導(dǎo)體3042)。其中，射頻磁控濺射的靶材為二元固溶體合金B(yǎng)i2Te3-Sb2Te3,濺射功率為100W，濺射氣壓為3Pa(Ar氣壓)，濺射時間為60min，膜層厚度為1500nm。5、在步驟3制備的Al金屬陣列上，應(yīng)用遮罩制程，通過射頻磁控濺射法制備N型半導(dǎo)體陣列(多個N型半導(dǎo)體3042)。其中，射頻磁控濺射的靶材為二元固溶體合金B(yǎng)i2Te3-Bi2Se3,其中濺射功率為120W，濺射氣壓為2Pa(Ar氣壓)，濺射時間為40min，膜層厚度為1500nm。6、應(yīng)用遮罩制程制備氮化鋁薄膜矩陣，以在同一個半導(dǎo)體制冷單元304的P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體間隙中以及相鄰半導(dǎo)體制冷單元304之間形成絕緣隔離部。本步驟中，所采用的工藝參數(shù)與步驟2相同，當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以選擇其它工藝參數(shù)，這里不再贅述。7、應(yīng)用遮罩制程，通過磁控濺射法在P型半導(dǎo)體陣列和N型半導(dǎo)體陣列上制備Al金屬陣列(多個金屬上電極3044)。8、在步驟7制備的Al金屬陣列上，制備氮化鋁薄膜(第二絕緣導(dǎo)熱層303)。本步驟中，所采用的工藝參數(shù)與步驟2相同，這里不再贅述。同實施例一，步驟7和8可以多次循環(huán)重復(fù)進行，以形成多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)密封層。實施例3
本實施例的0LED，如圖5所示，陽極層20為ITO層，金屬電極層22為Mg:Ag合金層，第一絕緣導(dǎo)熱層301和第二絕緣導(dǎo)熱層303為氧化鋁層，厚度均為500nm，金屬上電極3044和金屬下電極3041的材料為Al，厚度為lOOOnm，P型半導(dǎo)體3042是Bi2Te3-Sb2Te3, N型半導(dǎo)體3043是Bi2Te3-Bi2Se3,厚度均為1500nm。該OLED的制作方法包括以下步驟I、在基板I上依次制備陽極層20、有機功能層21和金屬電極層22，以完成發(fā)光部2的制備。2、在金屬電極層22上，采用射頻磁控反應(yīng)濺射制備氧化鋁薄膜。具體的，以高純Al為靶材，以高純O2為反應(yīng)氣體，射頻功率為200W，濺射氣壓為O. 5Pa，靶基距為70mm，O2氣流量為I. Osccm, Ar氣流量為10. Osccm，基板溫度為室溫，沉積薄膜厚度為500nm。3、在步驟2制備的氧化鋁膜上再通過磁控濺射制備一層致密的熱導(dǎo)率高的Ag金屬層，與氧化鋁共同形成密封層，阻隔水氧對OLED器件的侵害，同時還能增加復(fù)合密封層的韌性。為了增強密封效果，步驟3和4可多次重復(fù)進行，形成多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)密封層(第一絕緣導(dǎo)熱層301)。4、在多層復(fù)合膜封裝層上通過磁控派射法應(yīng)用遮罩(shadow mask)制程制備一層致密的熱導(dǎo)率高Al金屬的陣列(多個金屬下電極3041)。5、在步驟4制備的Al金屬陣列上，應(yīng)用遮罩制程，通過射頻磁控濺射法制備P型半導(dǎo)體陣列(多個P型半導(dǎo)體3042)。其中，射頻磁控濺射的靶材為二元固溶體合金B(yǎng)i2Te3-Sb2Te3,其中濺射功率為100W，濺射氣壓為3Pa(Ar氣壓)，濺射時間為60min，膜層厚度為1500nm。
6、在步驟4制備的Al金屬陣列上，應(yīng)用遮罩制程，通過射頻磁控濺射法制備N型半導(dǎo)體陣列(多個N型半導(dǎo)體3042)。靶材為二元固溶體合金B(yǎng)i2Te3-Bi2Se3，其中濺射功率為120W，濺射氣壓為2Pa(Ar氣壓)，濺射時間為40min，膜層厚度為1500nm。7、應(yīng)用遮罩制程制備氧化鋁膜矩陣，以在同一個半導(dǎo)體制冷單元304的P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體間隙中以及相鄰半導(dǎo)體制冷單元304之間形成絕緣隔離部。本步驟中，所采用的工藝參數(shù)可以與步驟2相同，這里不再贅述。8、應(yīng)用遮罩制程，通過磁控濺射法在P型半導(dǎo)體陣列和N型半導(dǎo)體陣列上制備Al金屬陣列(多個金屬上電極3044)。9、在步驟8制備的Al金屬陣列上，制備氧化鋁薄膜(第二絕緣導(dǎo)熱層303)。 本步驟中，所采用的工藝參數(shù)與步驟2相同，這里不再贅述。10、使用金屬箔封裝器件。實施例4本實施例的0LED，如圖5所示，陽極層20為ITO層，金屬電極層22為Mg:Ag合金層，第一絕緣導(dǎo)熱層301和第二絕緣導(dǎo)熱層303為類金剛石層，厚度均為500nm，金屬上電極3044和金屬下電極3041的材料為Al，厚度為lOOOnm，P型半導(dǎo)體3042是三元固溶體 Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3, N 型半導(dǎo)體 3043 是三元固溶體 Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3,厚度均為1500nmo制備方法類似于實施例3，不同的是制備P型半導(dǎo)體3042和N型半導(dǎo)體3043的材料，這里不再贅述。對比例I未集成有半導(dǎo)體熱電制冷部的0LED，而發(fā)光部采用與前述實施例I至3相同的方法制備。性能測試對實施例1、2、3、4及對比例I進行工作溫度和壽命測試，得出的測試結(jié)果如表一所示表一
實施例I__實施例2__實施例3__實施例4__對比例I
工作使用工作使用工作使用工作使用工作使用 溫度壽個溫度壽命溫度壽命溫度壽命溫度壽令
120001100011000150008000
5°C8 U6 °C7 0C5、C
小時小時小時小時小時由表一可以看出，本發(fā)明實施例提供的0LED，工作溫度較低，壽命較長，即能夠有效改善發(fā)光器件的散熱性能，從而延長發(fā)光器件的使用壽命。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括基板，所述基板上設(shè)置有發(fā)光部，其特征在干， 所述發(fā)光器件中還集成有半導(dǎo)體熱電制冷部，所述半導(dǎo)體熱電制冷部設(shè)置在所述發(fā)光部上； 所述半導(dǎo)體制冷部包括冷端和熱端，所述冷端靠近所述發(fā)光部，所述熱端遠(yuǎn)離所述發(fā)光部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器件，其特征在干， 所述半導(dǎo)體熱電制冷部包括第一絕緣導(dǎo)熱層、半導(dǎo)體熱電堆層和第二絕緣導(dǎo)熱層，所述第一絕緣導(dǎo)熱層設(shè)置在所述發(fā)光部上，所述半導(dǎo)體熱電堆層設(shè)置在所述第一絕緣導(dǎo)熱層上，所述第二絕緣導(dǎo)熱層設(shè)置在所述導(dǎo)體熱電堆層上； 所述半導(dǎo)體熱電堆層中分布有至少ー個半導(dǎo)體制冷単元，每個半導(dǎo)體制冷単元包括金屬下電扱、P型半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體和金屬上電極； 所述金屬下電極設(shè)置在所述第一絕緣導(dǎo)熱層上； 所述P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體設(shè)置在所述金屬下電極上，所述P型半導(dǎo)體的底部和N型半導(dǎo)體的底部通過所述金屬下電極相連接； 所述金屬上電極設(shè)置在所述P型半導(dǎo)體的頂部和所述N型半導(dǎo)體的頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其特征在干， 所述半導(dǎo)體熱電制冷部包括多個半導(dǎo)體制冷単元； 所述多個半導(dǎo)體制冷単元通過所述金屬上電極串聯(lián)連接、并聯(lián)連接或串并聯(lián)組合連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其特征在干，同一個所述半導(dǎo)體制冷単元的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間，以及相鄰的所述半導(dǎo)體制冷単元之間設(shè)置有絕緣隔離部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其特征在干， 所述發(fā)光器件為有機電致發(fā)光二極管OLED ； 所述發(fā)光部包括陽極層、有機功能層和金屬電極層； 所述陽極層設(shè)置在基板上，所述有機功能層設(shè)置在所述陽極層上，所述金屬電極層設(shè)置在所述有機功能層上； 所述第一絕緣導(dǎo)熱層設(shè)置在所述金屬電極層上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項所述的發(fā)光器件，其特征在干， 所述P型半導(dǎo)體的材料選自以下材料中的一種或幾種的組合 碲化鉍ニ元固溶體Bi2Te3-Sb2Te3、碲化鉍三元固溶體Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3, P型Ag(1_x)CuwTi Te, YBaCuO 超導(dǎo)材料； 所述N型半導(dǎo)體的材料選自以下材料中的一種或幾種的組合 碲化鉍ニ元固溶體Bi2Te3-Bi2Se3,碲化鉍三元固溶體Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3, N型Bi-Sb合金，YBaCuO超導(dǎo)材料。
7.—種權(quán)利要求1-6任一項所述的發(fā)光器件的制作方法,其特征在于,包括 在所述基板上制備所述發(fā)光部； 在所述制備有所述發(fā)光部的基板上，制備所述半導(dǎo)體熱電制冷部； 對所述制備有發(fā)光部和半導(dǎo)體熱電制冷部的基板進行封裝處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述制備有所述發(fā)光部的基板上，制備所述半導(dǎo)體熱電制冷部包括 在所述發(fā)光部上，沉積第一絕緣導(dǎo)熱層； 在所述第一絕緣導(dǎo)熱層上，應(yīng)用遮罩制程制備金屬下電極； 在所述金屬下電極上，應(yīng)用遮罩制程分別制備P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體； 在所述P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體上，應(yīng)用遮罩制程制備金屬上電極； 在金屬上電極上，沉積第二絕緣導(dǎo)熱層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在干，所述對所述制備有發(fā)光部和半導(dǎo)體熱電制冷部的基板進行封裝處理包括 使用金屬箔、玻璃封裝蓋板或復(fù)合薄膜對所述制備有發(fā)光部和半導(dǎo)體熱電制冷部的基板進行封裝處理。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光器件及其制作方法，涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，為有效改善發(fā)光器件的散熱性能，從而延長發(fā)光器件的使用壽命而發(fā)明。所述發(fā)光器件，包括基板，所述基板上設(shè)置有發(fā)光部，所述發(fā)光器件中還集成有半導(dǎo)體熱電制冷部，所述半導(dǎo)體熱電制冷部設(shè)置在所述發(fā)光部上；所述半導(dǎo)體制冷部包括冷端和熱端，所述冷端靠近所述發(fā)光部，所述熱端遠(yuǎn)離所述發(fā)光部。本發(fā)明可用于多種發(fā)光器件中。
文檔編號H01L51/52GK102760749SQ20121024466
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者陳珉 申請人:京東方科技集團股份有限公司