CN105047829B - 有机电致发光器件的封装结构及封装方法、柔性显示装置 - Google Patents

有机电致发光器件的封装结构及封装方法、柔性显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种有机电致发光器件的封装结构及封装方法、柔性显示装置，属于有机电致发光领域。其中，有机电致发光器件的封装结构包括：用于承托所述有机电致发光器件的柔性基板；位于所述柔性基板上的所述有机电致发光器件；覆盖所述有机电致发光器件的薄膜封装层，所述薄膜封装层由多个交替的第一无机薄膜和有机聚合物薄膜组成；覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜。通过本发明的技术方案，能够有效提高封装结构的阻水能力，从而有效延长柔性OLED器件的寿命。

Description

有机电致发光器件的封装结构及封装方法、柔性显示装置
技术领域
本发明涉及有机电致发光领域，特别是指一种有机电致发光器件的封装结构及封装方法、柔性显示装置。
背景技术
有机电致发光器件，又称有机电致发光二极管(OLED)器件，是一种全新的显示技术，其显示质量可与薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)相比拟，而价格远比其低廉。OLED因其发光亮度高、色彩丰富、低压直流驱动、制备工艺简单等在平板显示中显著的优点，从而日益成为国际研究的热点。在不到20年的时间内，OLED已经由研究进入产业化阶段。
OLED器件一般采用刚性的玻璃基板或者柔性的聚合物基板作为载体，通过沉积透明阳极、金属阴极以及夹在二者之间的两层以上有机发光层构成。这些有机发光层一般包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层等。OLED器件对氧和水汽非常敏感，如果氧和水汽渗入OLED器件内部会引起诸如黑点、针孔、电极氧化、有机材料化学反应等不良，从而严重影响OLED器件寿命。因此，封装技术是实现OLED产业化的关键之一。
目前，柔性OLED器件通常采用薄膜封装(Thin Film Encapsulation)方法，基于真空镀膜工艺制备有机薄膜和无机薄膜，并利用交替的多个有机薄膜和多个无机薄膜来形成薄膜封装层。其中，无机薄膜具有较高的致密性，是主要的水氧阻隔层，但是无机薄膜的弹性较低，内应力大，比较容易受外力作用产生裂缝或者同OLED器件剥离，因此要搭配有机薄膜作为缓冲层，有机薄膜因具有较高的弹性可以有效地抑制无机薄膜开裂。但是在采用掩膜板(mask)进行真空镀膜时，常常发生mask shadow(掩模阴影)现象，如图1所示，导致边缘的薄膜封装层的厚度远低于其它区域薄膜封装层的厚度，使得水汽很容易从边缘进入；同时，薄膜封装层表面的不完全致密性，使得水汽在薄膜封装层表面吸附，因此，局部区域的浓度梯度会使水汽加速进入，使得OLED器件寿命降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种有机电致发光器件的封装结构及封装方法、柔性显示装置，能够有效提高封装结构的阻水能力，从而有效延长柔性OLED器件的寿命。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种有机电致发光器件的封装结构，包括：
用于承托所述有机电致发光器件的柔性基板；
位于所述柔性基板上的所述有机电致发光器件；
覆盖所述有机电致发光器件的薄膜封装层，所述薄膜封装层由多个交替的第一无机薄膜和有机聚合物薄膜组成；
覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜。
进一步地，所述第二无机薄膜的厚度为100-200nm，组成所述第二无机薄膜的纳米线的直径为50-200nm。
进一步地，所述封装结构还包括：
覆盖所述第二无机薄膜的阻挡层。
进一步地，所述第二无机薄膜的材料选自Al2O3、TiO2、ZnO、ZrO2、MgO、HfO2、Ta2O5、Si3N4、AlN、SiNx、SiNO、SiO、SiO2、SiOx、SiC和ITO。
本发明实施例还提供了一种柔性显示装置，包括如上所述的有机电致发光器件的封装结构。
本发明实施例还提供了一种有机电致发光器件的封装方法，包括：
提供一第一硬质基板，并在所述第一硬质基板上形成柔性基板；
在所述柔性基板上制备所述有机电致发光器件；
形成覆盖所述有机电致发光器件的薄膜封装层，所述薄膜封装层由多个交替的第一无机薄膜和有机薄膜组成；
形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜。
进一步地，所述形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜包括：
以纳米孔结构的金属网板为掩膜，在所述薄膜封装层上沉积一层无机材料形成所述第二无机薄膜。
进一步地，所述纳米孔结构的金属网板由多个纳米孔组成，纳米孔之间的距离为20-30nm，纳米孔的内径为50-200nm，纳米孔的长度为100-200nm。
进一步地，所述形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜包括：
采用化学气相沉积在所述薄膜封装层上沉积一层具有自组装生长特性的无机材料，形成所述第二无机薄膜。
进一步地，所述方法还包括：
提供一第二硬质基板，在所述第二硬质基板上形成热失效胶层；
在所述热失效胶层上形成阻挡层；
所述形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜之后还包括：
将形成有所述第二无机薄膜的第一硬质基板与形成有所述阻挡层的第二硬质基板进行对合；
对热失效胶层进行加热，去除所述第二硬质基板。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，在覆盖有机电致发光器件的薄膜封装层上制备纳米线结构的无机薄膜，由于纳米线的结构特性，水汽很难通过纳米线结构，使得纳米线结构的无机薄膜具有较强的疏水能力，从而有效地提高了封装结构的阻水特性，将该纳米线结构的无机薄膜应用于OLED器件的封装中，能够有效延长OLED器件的寿命，并有利于提高OLED器件在保存和使用过程中的可靠性。
附图说明
图1为现有技术中有机电致发光器件的封装结构的示意图；
图2为本发明实施例形成薄膜封装层的示意图；
图3为本发明实施例有机电致发光器件的封装结构的示意图。
附图标记
1、8硬质基板 2柔性基板 3OLED器件
4交替的无机薄膜和有机薄膜 5纳米线结构的无机薄膜
6阻挡层 7热失效胶层 9水汽
10纳米孔结构的金属网板
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有的薄膜封装技术对水氧的阻隔能力较差，影响OLED器件寿命的问题，提供一种有机电致发光器件的封装结构及封装方法、柔性显示装置，能够有效提高薄膜封装层的水氧阻隔能力，从而有效延长OLED器件的寿命。
实施例一
本实施例提供一种有机电致发光器件的封装结构，包括：
用于承托所述有机电致发光器件的柔性基板；
位于所述柔性基板上的所述有机电致发光器件；
覆盖所述有机电致发光器件的薄膜封装层，所述薄膜封装层由多个交替的第一无机薄膜和有机聚合物薄膜组成；
覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜。
本实施例中，在覆盖有机电致发光器件的薄膜封装层上制备纳米线结构的无机薄膜，由于纳米线的结构特性，水汽很难通过纳米线结构，使得纳米线结构的无机薄膜具有较强的疏水能力，从而有效地提高了封装结构的阻水特性，将该纳米线结构的无机薄膜应用于OLED器件的封装中，能够有效延长OLED器件的寿命，并有利于提高OLED器件在保存和使用过程中的可靠性。
进一步地，所述第二无机薄膜的厚度为100-200nm，组成所述第二无机薄膜的纳米线的直径为50-200nm，这样能够使得第二无机薄膜有效地阻止水汽进入。
进一步地，所述封装结构还包括：
覆盖所述第二无机薄膜的阻挡层，能够进一步提高封装结构的水氧阻隔能力。
进一步地，所述第二无机薄膜的材料可以选自Al2O3、TiO2、ZnO、ZrO2、MgO、HfO2、Ta2O5、Si3N4、AlN、SiNx、SiNO、SiO、SiO2、SiOx、SiC和ITO。
实施例二
本实施例还提供了一种柔性显示装置，包括如上所述的OLED器件的封装结构。其中，OLED器件的封装结构同上述实施例，在此不再赘述。另外，柔性显示装置其他部分的结构可以参考现有技术，对此本文不再详细描述。该柔性显示装置可以为：电子纸、电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。
该柔性显示装置在覆盖有机电致发光器件的薄膜封装层上制备纳米线结构的无机薄膜，由于纳米线的结构特性，水汽很难通过纳米线结构，使得纳米线结构的无机薄膜具有较强的疏水能力，从而有效地提高了封装结构的阻水特性，将该纳米线结构的无机薄膜应用于OLED器件的封装中，能够有效延长OLED器件的寿命，并有利于提高OLED器件在保存和使用过程中的可靠性。
实施例三
本实施例还提供了一种有机电致发光器件的封装方法，包括：
提供一第一硬质基板，并在所述第一硬质基板上形成柔性基板；
在所述柔性基板上制备所述有机电致发光器件；
形成覆盖所述有机电致发光器件的薄膜封装层，所述薄膜封装层由多个交替的第一无机薄膜和有机薄膜组成；
形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜。
本实施例在覆盖有机电致发光器件的薄膜封装层上制备纳米线结构的无机薄膜，由于纳米线的结构特性，水汽很难通过纳米线结构，使得纳米线结构的无机薄膜具有较强的疏水能力，从而有效地提高了封装结构的阻水特性，将该纳米线结构的无机薄膜应用于OLED器件的封装中，能够有效延长OLED器件的寿命，并有利于提高OLED器件在保存和使用过程中的可靠性。
进一步地，所述形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜包括：
以纳米孔结构的金属网板为掩膜，在所述薄膜封装层上沉积一层无机材料形成所述第二无机薄膜。
进一步地，所述纳米孔结构的金属网板由多个纳米孔组成，纳米孔之间的距离为20-30nm，纳米孔的内径为50-200nm，纳米孔的长度为100-200nm。采用该种尺寸的金属网板，能够形成的第二无机薄膜的厚度为100-200nm，第二无机薄膜的纳米线的直径为50-200nm，这样能够使得第二无机薄膜有效地阻止水汽进入。
进一步地，所述形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜还包括：
采用化学气相沉积在所述薄膜封装层上沉积一层具有自组装生长特性的无机材料，形成所述第二无机薄膜。具体地，具有自组装生长特性的无机材料可以为ZnO，该种无机材料可以很容易形成纳米结构。
进一步地，所述方法还包括：
提供一第二硬质基板，在所述第二硬质基板上形成热失效胶层；
在所述热失效胶层上形成阻挡层；
所述形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜之后还包括：
将形成有所述第二无机薄膜的第一硬质基板与形成有所述阻挡层的第二硬质基板进行对合；
对热失效胶层进行加热，去除所述第二硬质基板。
经过上述步骤可以形成覆盖第二无机薄膜的阻挡层，能够进一步提高封装结构的水氧阻隔能力。
实施例四
现有技术在采用掩膜板进行真空镀膜时，常常发生mask shadow现象，如图1所示，导致边缘的薄膜封装层的厚度远低于其它区域薄膜封装层的厚度，使得水汽很容易从边缘进入；同时，薄膜封装层表面的不完全致密性，使得水汽在薄膜封装层表面吸附，因此，局部区域的浓度梯度会使水汽加速进入，使得OLED器件寿命降低。
为了解决上述问题，本实施例提供了一种有机电致发光器件的封装方法，具体包括以下步骤：
步骤1、提供一第一硬质基板1，第一硬质基板1可以为石英基板或玻璃基板；
步骤2、在第一硬质基板1上形成柔性基板2，具体地，可以采用聚酰亚胺在第一硬质基板1上形成柔性基板2；
步骤3、在柔性基板2上制备有机电致发光器件3；
步骤4、形成覆盖有机电致发光器件3的薄膜封装层4，薄膜封装层4由多个交替的第一无机薄膜和有机薄膜组成，薄膜封装层4的最外侧为有机薄膜，具体地，第一有机薄膜可以采用SiNx，有机薄膜可以采用SiOC；
步骤5、以纳米孔结构的金属网板10为掩膜，在薄膜封装层4上沉积一层无机材料形成纳米线结构的第二无机薄膜5；
如图2所示，纳米孔结构的金属网板10可以与薄膜封装层直接接触或间隔一定距离，纳米孔结构的金属网板10由多个纳米孔组成，纳米孔之间的距离为20-30nm，纳米孔的内径为50-200nm，纳米孔的长度为100-200nm。具体地，可以采用如图2所示的金属网板10沉积一层SiNx，形成厚度为100-200nm，纳米线的直径为50-200nm的SiNx薄膜。
沉积所形成的纳米线结构的SiNx薄膜顶端可以有效的节流空气，由于毛细作用水滴无法填满空隙，水滴与纳米结构的粘结力远小于其表面张力，使得水滴很难在纳米结构的顶端吸附，从而改善了封装表面的水环境，使水汽很难侵入，从而提高封装结构的阻水特性，此外，纳米线结构还可以起到缓解应力的作用，能够提高柔性显示装置的弯折性。
步骤6、提供一第二硬质基板8，在第二硬质基板8上形成热失效胶层7；
步骤7、在热失效胶层7上形成阻挡层6，具体地，可以采用无机材料形成阻挡层6；
步骤8、如图3所示，将经过步骤5的第一硬质基板1与形成有阻挡层6的第二硬质基板8进行对合；
步骤9、对热失效胶层7进行加热，去除第二硬质基板8，从而在第二无机薄膜5上形成覆盖第二无机薄膜5的阻挡层6。
经过上述步骤1-9即可得到本实施例的有机电致发光器件的封装结构，本实施例在覆盖有机电致发光器件的薄膜封装层上制备纳米线结构的无机薄膜，由于纳米线的结构特性，水汽很难通过纳米线结构，使得纳米线结构的无机薄膜具有较强的疏水能力，从而有效地提高了封装结构的阻水特性，将该纳米线结构的无机薄膜应用于OLED器件的封装中，能够有效延长OLED器件的寿命，并有利于提高OLED器件在保存和使用过程中的可靠性。
实施例五
现有技术在采用掩膜板进行真空镀膜时，常常发生mask shadow现象，如图1所示，导致边缘的薄膜封装层的厚度远低于其它区域薄膜封装层的厚度，使得水汽很容易从边缘进入；同时，薄膜封装层表面的不完全致密性，使得水汽在薄膜封装层表面吸附，因此，局部区域的浓度梯度会使水汽加速进入，使得OLED器件寿命降低。
为了解决上述问题，本实施例提供了一种有机电致发光器件的封装方法，具体包括以下步骤：
步骤1、提供一第一硬质基板1，第一硬质基板1可以为石英基板或玻璃基板；
步骤2、在第一硬质基板1上形成柔性基板2，具体地，可以采用聚酰亚胺在第一硬质基板1上形成柔性基板2；
步骤3、在柔性基板2上制备有机电致发光器件3；
步骤4、形成覆盖有机电致发光器件3的薄膜封装层4，薄膜封装层4由多个交替的第一无机薄膜和有机薄膜组成，薄膜封装层4的最外侧为有机薄膜，具体地，第一有机薄膜可以采用SiNx，有机薄膜可以采用SiOC；
步骤5、采用化学气相沉积在薄膜封装层4上沉积一层具有自组装生长特性的无机材料，形成纳米线结构的第二无机薄膜5；
具体地，无机材料可以选用ZnO,ZnO具有自组装的生长特性很容易形成纳米线结构，可以形成厚度为100-200nm，纳米线的直径为50-200nm的ZnO薄膜，当然，还可以选用其他具有自组装生长特性的无机材料来形成第二无机薄膜。采用化学气相沉积方法形成纳米线结构的第二无机薄膜能够降低mask shadow的影响，在mask shadow区域也会有纳米线结构的第二无机薄膜，区别就是mask shadow区域的纳米线结构的长度会有一定程度的降低，但是水汽依然需要层层通过纳米线结构，纳米线结构的ZnO薄膜顶端可以有效的节流空气，由于毛细作用水滴无法填满空隙，水滴与纳米结构的粘结力远小于其表面张力，使得水滴很难在纳米结构的顶端吸附，从而改善了封装表面的水环境，使水汽很难侵入，从而提高封装结构的阻水特性，此外，纳米线结构还可以起到缓解应力的作用，能够提高柔性显示装置的弯折性。
步骤6、提供一第二硬质基板8，在第二硬质基板8上形成热失效胶层7；
步骤7、在热失效胶层7上形成阻挡层6，具体地，可以采用无机材料形成阻挡层6；
步骤8、如图3所示，将经过步骤5的第一硬质基板1与形成有阻挡层6的第二硬质基板8进行对合；
步骤9、对热失效胶层7进行加热，去除第二硬质基板8，从而在第二无机薄膜5上形成覆盖第二无机薄膜5的阻挡层6。
经过上述步骤1-9即可得到本实施例的有机电致发光器件的封装结构，本实施例在覆盖有机电致发光器件的薄膜封装层上制备纳米线结构的无机薄膜，由于纳米线的结构特性，水汽很难通过纳米线结构，使得纳米线结构的无机薄膜具有较强的疏水能力，从而有效地提高了封装结构的阻水特性，将该纳米线结构的无机薄膜应用于OLED器件的封装中，能够有效延长OLED器件的寿命，并有利于提高OLED器件在保存和使用过程中的可靠性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种有机电致发光器件的封装结构，其特征在于，包括：
用于承托所述有机电致发光器件的柔性基板；
位于所述柔性基板上的所述有机电致发光器件；
覆盖所述有机电致发光器件的薄膜封装层，所述薄膜封装层由多个交替的第一无机薄膜和有机聚合物薄膜组成；
覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜；
所述纳米线结构中相邻纳米线的间距为20-30nm，纳米线的延伸方向垂直于所述薄膜封装层所在平面。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征在于，所述第二无机薄膜的厚度为100-200nm，组成所述第二无机薄膜的纳米线的直径为50-200nm。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括：
覆盖所述第二无机薄膜的阻挡层。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的有机电致发光器件的封装结构，其特征在于，所述第二无机薄膜的材料选自Al2O3、TiO2、ZnO、ZrO2、MgO、HfO2、Ta2O5、AlN、SiNx、SiNO、SiOx、SiC和ITO。
5.一种柔性显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的有机电致发光器件的封装结构。
6.一种有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，包括：
提供一第一硬质基板，并在所述第一硬质基板上形成柔性基板；
在所述柔性基板上制备所述有机电致发光器件；
形成覆盖所述有机电致发光器件的薄膜封装层，所述薄膜封装层由多个交替的第一无机薄膜和有机薄膜组成；
形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜；
所述纳米线结构中相邻纳米线的间距为20-30nm，纳米线的延伸方向垂直于所述薄膜封装层所在平面。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，所述形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜包括：
以纳米孔结构的金属网板为掩膜，在所述薄膜封装层上沉积一层无机材料形成所述第二无机薄膜。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，所述纳米孔结构的金属网板由多个纳米孔组成，纳米孔之间的距离为20-30nm，纳米孔的内径为50-200nm，纳米孔的长度为100-200nm。
9.根据权利要求6所述的有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，所述形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜包括：
采用化学气相沉积在所述薄膜封装层上沉积一层具有自组装生长特性的无机材料，形成所述第二无机薄膜。
10.根据权利要求8所述的有机电致发光器件的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：
提供一第二硬质基板，在所述第二硬质基板上形成热失效胶层；
在所述热失效胶层上形成阻挡层；
所述形成覆盖所述薄膜封装层的纳米线结构的第二无机薄膜之后还包括：
将形成有所述第二无机薄膜的第一硬质基板与形成有所述阻挡层的第二硬质基板进行对合；
对热失效胶层进行加热，去除所述第二硬质基板。
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