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一种柔性OLED器件封装结构及其封装方法

阅读:41发布:2021-06-15

专利汇可以提供一种柔性OLED器件封装结构及其封装方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 提供了一种柔性OLED器件封装结构及其封装方法,所述封装结构包括在OLED器件从里向外制备的有机物保护层、至少一层连续的有机平坦层、至少一层无机阻隔层和至少一层有机层。本 发明 在OLED器件的最外层制备有机层,并通过 等离子体 处理工艺对该有机层进行处理,使得有机层的最外表面形成一层薄的表面硬化层,且表面硬化层与有机层中未硬化的剩余部位复合形成一层有机阻隔层,其中,表面硬化层可以抵御 水 汽入侵以防侵蚀,延长OLED器件的寿命;有机阻隔层中未硬化部位也有助于充分缓解无机膜层的张应 力 。该柔性OLED器件封装结构能够在提升阻隔水 氧 性能的 基础 上同时减小弯折过程中 薄膜 封装结构劣化的 风 险。,下面是一种柔性OLED器件封装结构及其封装方法专利的具体信息内容。

1.一种柔性OLED器件封装结构,其特征在于,包括在OLED器件从里向外制备的有机物保护层、至少一层连续的有机平坦层、至少一层无机阻隔层和至少一层有机层;
其中,每一层所述有机层的最外表面经过等离子体处理后形成表面硬化层,所述表面硬化层与所述有机层未硬化部位复合形成有机阻隔层。
2.根据权利要求1所述的柔性OLED器件封装结构,其特征在于,每一层所述有机层为连续薄膜,所述薄膜的厚度为3μm-6μm。
3.根据权利要求2所述的柔性OLED器件封装结构,其特征在于,所述表面硬化层的厚度为100nm-200nm。
4.根据权利要求1所述的柔性OLED器件封装结构,其特征在于,每一层所述有机层为非连续薄膜。
5.根据权利要求4所述的柔性OLED器件封装结构,其特征在于,所述有机层为多个独立的状单元薄膜,每一个所述块状单元薄膜覆盖OLED器件上单个或相互临近的多个像素
6.根据权利要求4所述的柔性OLED器件封装结构,其特征在于,所述有机层为多个独立的条形单元薄膜,每一个所述条形单元薄膜覆盖OLED器件上单排或互相临近的多排像素。
7.根据权利要求1-6任一项所述的柔性OLED器件封装结构,其特征在于,所述有机层的材料为有机类材料。
8.根据权利要求1所述的柔性OLED器件封装结构,其特征在于,所述等离子体为O2等离子体或CO2等离子体。
9.一种柔性OLED器件封装方法,其特征在于,包括:
在OLED器件从里向外分别制备有机物保护层、至少一层连续的有机平坦层、至少一层有机阻隔层和至少一层有机层;
对每一层所述有机层的最外表面进行等离子体处理,形成表面硬化层,所述表面硬化层与所述有机层中未硬化部位复合形成有机阻隔层。
10.根据权利要求9所述的柔性OLED器件封装方法,其特征在于,所述对每一层所述有机层的最外表面进行等离子体处理,形成表面硬化层具体包括:
通过调节所述等离子体的比例和使用等离子体处理工艺对所述有机层的处理时长,使得生成的所述表面硬化层的厚度为100μm-200μm。

说明书全文

一种柔性OLED器件封装结构及其封装方法

技术领域

[0001] 本申请涉及工艺封装及制备技术领域,尤其涉及一种柔性OLED器件封装结构及其封装方法。

背景技术

[0002] 近年来,有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)被认为是柔性显示领域最具有发展前景的技术,但有机材料易于受到侵蚀的特点依然制约了OLED器件的寿命。因此,通过封装工艺隔绝OLED器件与水氧的接触对OLED显示屏的稳定性至关重要。
[0003] 为了解决这个问题,目前通常采用有机/无机薄膜堆叠结构来同时实现OLED器件阻隔水氧和柔性弯折两种功能。如图1所示,其中,薄膜封装结构的最外层为致密的无机膜层152,能起到阻隔水氧的作用;薄膜封装结构的内层为有机聚合物膜层151,能起到平坦化和包裹杂质颗粒(particle)的作用,同时也有助于缓释膜层间的应
[0004] 但是,这种封装结构在OLED显示屏外弯的情况下,最外层的无机膜层152的张应力并不能充分释放,很容易发生脱粘分离甚至膜层断裂。发明内容
[0005] 本申请提供了一种柔性OLED器件封装结构及其封装方法,能够克服OLED显示屏在弯折的过程中容易发生脱粘分离甚至膜层断裂的问题。
[0006] 本申请提供了一种OLED器件封装结构,包括在OLED器件从里向外制备的有机物保护层、至少一层连续的有机平坦层、至少一层无机阻隔层和至少一层有机层;
[0007] 其中,每一层所述有机层的最外表面经过等离子体处理后形成表面硬化层,所述表面硬化层与所述有机层中未硬化部位复合形成有机阻隔层。
[0008] 本发明的有益效果为:在OLED器件的最外层制备有机层,并通过等离子体表面处理工艺对有机层进行处理,使得有机层的最外表面形成一层薄的表面硬化层,且表面硬化层与有机层未硬化的剩余部分复合形成一层有机阻隔层,其中,表面硬化层可以抵御水汽入侵以防侵蚀,延长OLED器件的寿命;有机阻隔层中未硬化部位也有助于充分缓解无机膜层的张应力。该柔性OLED器件封装结构能够在提升阻隔水氧性能的基础上同时减小弯折过程中薄膜封装结构劣化的险。
[0009] 在上述技术方案的基础上,本发明还可以作如下改进。
[0010] 进一步的,每一层所述有机层为连续薄膜,所述薄膜的厚度为3μm-6μm。
[0011] 进一步的,所述表面硬化层的厚度为100nm-200nm。
[0012] 进一步的,每一层所述有机层为非连续薄膜。
[0013] 进一步的,所述有机层为多个独立的状单元薄膜,每一个所述块状单元薄膜覆盖OLED器件上单个或相互临近的多个像素
[0014] 进一步的,所述有机层为多个独立的条形单元薄膜,每一个所述条形单元薄膜覆盖OLED器件上单排或互相临近的多排像素。
[0015] 进一步的,所述有机层的材料为有机类材料。
[0016] 进一步的,所述等离子体为O2等离子体或CO2等离子体。
[0017] 本发明还提供了一种OLED器件封装方法,包括:
[0018] 在OLED器件从里向外分别制备有机物保护层、至少一层连续的有机平坦层、至少一层有机阻隔层和至少一层有机层;
[0019] 对每一层所述有机层的最外表面进行等离子体处理,形成表面硬化层,所述表面硬化层与所述有机层中未硬化部位复合形成有机阻隔层。
[0020] 进一步的,所述对每一层所述有机层的最外表面进行等离子体处理,形成表面硬化层具体包括:
[0021] 通过调节所述等离子体的比例和使用等离子体处理工艺对所述有机层的处理时长,使得生成的所述表面硬化层的厚度为100μm-200μm。附图说明
[0022] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023] 图1为现有技术中OLED器件封装结构示意图;
[0024] 图2为本发明一个实施例的在OLED器件制备有机物保护层后的结构示意图;
[0025] 图3为本发明一个实施例的在有机物保护层上制备有机平坦层后的结构示意图;
[0026] 图4为本发明一个实施例的在有机平坦层上制备无机阻隔层后的结构示意图;
[0027] 图5为本发明一个实施例的在无机阻隔层上制备有机层后的结构示意图;
[0028] 图6为本发明一个实施例的有机阻隔层的形成示意图;
[0029] 图7为本发明一个实施例的有机阻隔层为多个独立的块状单元薄膜的结构示意图;
[0030] 图8为图7中块状单元薄膜的像素覆盖示意图;
[0031] 图9为本发明一个实施例中当有机阻隔层为多个独立的条形单元薄膜的像素覆盖示意图。
[0032] 附图中,各标号所代表的部件名称如下:
[0033] 10:背板,20:OLED器件,30:有机物保护层,40:有机平坦层,50:无机阻隔层,60:有机层,601:未硬化部位,602:表面硬化层。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
[0035] 在OLED柔性显示领域,OLED器件的有机材料易受到水氧侵蚀会影响OLED器件的寿命,通过封装工艺隔绝OLED器件与水氧的接触能够延长OLED器件的寿命。
[0036] 现有主流的薄膜封装(thin film encapsulation,TFE)结构中,通常采用有机/无机薄膜堆叠结构来同时实现阻隔水氧和柔性弯折两种功能。如图1所示,TFE结构的最外层为致密的无机膜层152,能起到阻隔水氧的作用;TFE结构的内层为有机聚合物膜层151,能起到平坦化和包裹杂志颗粒的作用,也有助于缓释膜层间的应力。但需要指出的是,图1中的这种封装结构,在OLED显示屏外弯的情况下,最外层无机膜层的张应力并不能充分释放,因此很容易发生脱粘分离甚至膜层断裂。
[0037] 从力学度考虑,在无机膜层外侧再额外制备一层有机膜层即可以解决这个问题。但大多数有机聚合物都极易吸收和容纳水汽,如果TFE结构的最外层为有机磨蹭时,容易导致TFE结构的侵蚀;同时有机物表面硬度小,易在后续模组制程中产生划痕等损伤。因此,通常情况下有机膜层并不适宜于制备在TFE结构的最外侧。
[0038] 等离子体工艺是一种常见的表面处理工艺,有研究表明,O2、CO2和空气等离子体都可以氧化有机聚合物,从而对有机聚合物的表面进行改性。O2等离子体可以有效增加聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)薄膜表面的Si-to-O比例并降低相应Si-to-C比例,从而使得PDMS薄膜的表面硬度增加。也有类似的相关研究,经历O2等离子处理的PDMS薄膜表面会形成一层薄的SiOx-rich修饰层,而该修饰层被证实能降低PDMS薄膜表面的气体渗透性,起到隔离水氧的作用。
[0039] 基于上述理论知识,为了使得OLED器件既能够阻隔水氧不被侵蚀,也能够减小弯折过程中TFE结构劣化的风险,在本发明的一个实施例中,提供了一种能够增强弯折性能的柔性OLED器件封装结构,可参见图2,该封装结构包括在OLED器件20从里向外制备的有机物保护层30、至少一层连续的有机平坦层40、至少一层无机阻隔层50和至少一层有机层60。其中,每一层有机层60的最外表面经过等离子体处理后形成表面硬化层602,表面硬化层602与有机层60中未硬化部位601复合形成有机阻隔层。
[0040] 其中,有机层60的材料为有机硅类材料,对有机层的外表面经过等离子体处理工艺后在有机硅类薄膜表面形成一层薄的硬化层,为描述方便,以下称为表面硬化层602。其中,等离子体为O2等离子体或CO2等离子体,表面硬化层602构成成分介于有机硅和无机硅之间,且与剩余的未硬化部位601复合形成一层有机阻隔层。TFE结构最外侧的有机阻隔层,能够在提升阻隔水氧性能的基础上同时减小弯折过程中TFE结构劣化的风险,延长OLED器件的寿命。
[0041] 其中,在本发明的一个实施例中,每一层有机层可以为连续薄膜,也可以为非连续薄膜。当有机层为连续薄膜时,该薄膜的厚度为3μm-6μm,表面硬化层的厚度为100nm-200nm。当有机层为非连续薄膜时,有机层可以为多个独立的块状单元薄膜,每一个块状单元薄膜覆盖OLED器件上单个或相互临近的多个像素;有机层也可以为多个独立的条形单元薄膜,每一个所述条形单元薄膜覆盖OLED器件上单排或互相临近的多排像素。
[0042] 本发明的一个实施例还提供了一种柔性OLED器件封装方法,封装方法主要包括:在OLED器件从里向外分别制备有机物保护层、至少一层连续的有机平坦层、至少一层有机阻隔层和至少一层有机层;对每一层有机层的最外表面进行等离子体处理,形成表面硬化层,表面硬化层与有机层未硬化部位复合形成有机阻隔层。
[0043] 其中,在本发明的一个实施例中,柔性OLED器件封装结构的具体工艺过程为:
[0044] (1)通过热脉冲激光沉积(pulsed laser deposition,PLD)等方式在OLED器件之上沉积一层含氟有机物作为保护层,覆盖OLED器件的整个显示区域,其厚度介于10nm-100nm之间。其中,有机物保护层的构成材料包括但不限于聚四氟乙烯
(polytetrafluoroethylene,PTFE)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene difluoride,PVDF)或聚氟乙烯(polyvinylfluoride,PVF)等。
[0045] (2)通过IJP(ink-jet print,喷墨打印法)或涂布(coating)等工艺在有机物保护层之上制备至少一层连续的有机平坦层,有机平坦层的边缘部分位于有机物保护层的覆盖区域内部。有机平坦层的厚度介于1μm-10μm之间,构成材料包括但不限于丙烯酸树脂环氧树脂、有机硅树脂、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)、六甲基二硅氧烷(hexamethyldisiloxane,HMDSO)等。
[0046] (3)通过等离子增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical  vapor deposition,PECVD)、原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)、PLD或溅镀等工艺在有机平坦层之上制备至少一层无机阻隔层。无机阻隔层为覆盖OLED器件的整个显示区域的连续薄膜,且无机阻隔层的边缘部分延伸到OLED器件的非显示区域。无机阻隔层的厚度介于500nm-1.5μm之间,构成材料包括但不限于Al2O3、TiO2、CrO2、SiNx、SiONx、SiOx等。
[0047] (4)通过IJP或涂布等工艺在无机阻隔层之上制备至少一层有机层。有机层的厚度介于1μm-10μm之间,构成材料包括但不限于有机硅树脂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)等。
[0048] (5)通过等离子体处理工艺对有机层的外表面进行等离子体处理,使得有机层最外表面形成一层薄的硬化层,即表面硬化层。表面硬化层的厚度介于50nm-500nm之间,并与有机层中剩余的未硬化部位复合形成有机阻隔层。其中,进行等离子体处理工艺的等离子体包括但不限于O2和CO2等离子体。
[0049] 下面以一个具体的实施例对OLED器件的封装方法进行详细描述。
[0050] 第一步,如图2所示,OLED器件20制备于背板10上,通过热蒸镀或PLD等工艺在OLED器件20之上制备一层10nm-100nm的有机物保护层30,有机物保护层30的构成材料包括但不限于聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)等。其中,有机物保护层30覆盖OLED器件20的整个显示区域。
[0051] 第二步,如图3所示,通过IJP或涂布等工艺在有机物保护层30之上制备一层连续的有机平坦层40,有机平坦层40的开口小于有机物保护层30的开口。有机平坦层40的厚度优选为3μm-6μm之间,其构成材料包括但不限于丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)等。
[0052] 第三步,如图4所示,通过PECVD、ALD、PLD或溅镀等工艺在有机平坦层40之上制备一层无机阻隔层50。其中,无机阻隔层50为覆盖OLED器件20的整个显示区域的连续薄膜,其开口大于有机平坦层40的开口。无机阻隔层50的厚度优选为介于500nm-1μm之间,构成材料包括但不限于Al2O3、TiO2、CrO2、SiNx、SiONx、SiOx等。
[0053] 第四步,如图5所示,通过IJP或涂布等工艺在无机阻隔层50之上制备至少一层有机层60。其中,有机层60优选为连续薄膜,其厚度优选为介于3μm-6μm之间,构成材料包括但不限于有机硅树脂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)等。
[0054] 第五步,如图6所示,利用等离子处理工艺对固化后的有机层60进行表面处理,使有机层60的表面生成一层薄的表面硬化层602,表面硬化层602与有机层60中未硬化部位601最终复合形成有机阻隔层。其中,优选O2为等离子体对有机层60的表面进行等离子体工艺处理。在进行等离子体处理的过程中,通过调节O2比例和对有机层60表面进行等离子体处理的处理时长,使生成的表面硬化层602的厚度优选为介于100nm-200nm之间。
[0055] 下面以另一个具体的实施例对OLED器件封装方法流程进行描述。其中,如图7所示,本实施例与上述实施例的封装方法流程相同,与上述实施例的区别在于,上述实施例的有机阻隔层为连续薄膜,而本实施例中的有机阻隔层优选为非连续薄膜。
[0056] 在本发明的一个实施例中,如图8所示,当有机阻隔层为非连续薄膜时,有机阻隔层为多个独立的块状单元薄膜,且每一个块状单元薄膜可覆盖OLED器件20上的单个或互相临近的多个像素。
[0057] 在本发明的另一个实施例中,如图9所示,当有机阻隔层为非连续薄膜时,有机阻隔层还可以为多个独立的条形单元薄膜,且每一个条形单元薄膜可覆盖OLED器件20上的单排或相互临近的多排像素。
[0058] 本发明提供的一种柔性OLED器件封装结构及其封装方法,在OLED器件薄膜的最外层制备有机层,并通过等离子体表面处理工艺对有机层进行处理,使得有机层的最外表面形成一层薄的表面硬化层,且表面硬化层与有机层未硬化的剩余部分复合形成一层有机阻隔层,其中,表面硬化层可以抵御水汽入侵以防侵蚀,延长OLED器件的寿命;有机阻隔层中未硬化部位也有助于充分缓解无机膜层的张应力。该柔性OLED器件封装结构能够在提升阻隔水氧性能的基础上同时减小弯折过程中薄膜封装结构劣化的风险。
[0059] 以上各实施例的说明是参考附加的图示,用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请所提到的方向用语,例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本申请,而非用以限制本申请。在图中,结构相似的单元是用以相同标号表示。
[0060] 需要说明的是,本发明附图中各层的厚度和形状不反映真实比例,目的只是示意说明本申请实施例内容。
[0061] 综上所述,虽然本申请已将优选实施例揭露如上,但上述优选实施例并非用以限制本申请,本领域的普通技术人员,在不脱离本申请的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本申请的保护范围以权利要求界定的范围为准。
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