CN105047831B - 一种封装薄膜、显示器件及其封装方法 - Google Patents

一种封装薄膜、显示器件及其封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种封装薄膜、显示器件及其封装方法。该封装薄膜包括：基板；平坦层，形成在所述基板上；粘附层，形成在所述平坦层上；所述粘附层上贴合有双极性封装膜，其中，所述双极性封装膜包括混合于有机树脂材料中的双极性多孔材料，且所述双极性多孔材料为表面吸附有一层双极性有机材料的多孔材料。本发明的技术方案中，双极性封装膜具有较强的气体阻隔能力，提高了显示器件的质量。

Description

一种封装薄膜、显示器件及其封装方法
技术领域
本发明涉及显示器件制造技术领域，尤其涉及一种封装薄膜、显示器件及其封装方法。
背景技术
目前有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示面板主要采用有机聚合物薄膜进行封装。现有的OLED基板采用环氧树脂薄膜进行封装。具体的在封装OLED的过程中，在OLED基本上涂敷环氧树脂单体材料，经退火固化形成环氧树脂薄膜。
由于有机聚合物封装薄膜的气体阻隔能力较弱，导致现有的OLED基板存在像素黑点或像素收缩问题，使得OLED基板的质量较差。即，现有的采用有机聚合物封装薄膜导致OLED显示面板的质量较差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种封装薄膜、显示器件及其封装方法，以解决现有技术中采用有机聚合物薄膜封装OLED面板导致的器件质量较差的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种封装薄膜，包括：
基板；
平坦层，形成在所述基板上；
粘附层，形成在所述平坦层上；
所述粘附层上贴合有双极性封装膜，其中，所述双极性封装膜包括混合于有机树脂材料的双极性多孔材料，且所述双极性多孔材料为表面吸附有一层双极性有机材料的多孔材料。
第二方面，本发明实施例还提供一种显示器件，采用本发明任意实施例中提供的封装薄膜进行封装。
第三方面，本发明实施例还提供一种显示器件的封装方法，包括：
制备表面吸附有双极性有机材料的多孔材料，作为双极性多孔材料；
将制备的双极性多孔材料倒入有机树脂材料中，且对混合有所述双极性多孔材料的有机树脂材料执行分散、加热和压合操作，形成双极性封装膜；
在基板上沉积平坦层，并在所述平坦层上涂覆粘附层；
将所述基板与所述双极性封装膜通过所述粘附层进行真空贴合。
本发明实施例提供的封装薄膜、显示器件及其封装方法，采用双极性封装膜封装基板，其中所述双极性封装膜中的混合于有机树脂材料的双极性多孔材料提高了有机树脂材料的致密程度，增加了水汽在有机树脂材料中穿透路径的曲折性，提高了封装薄膜的表面疏水性，还能够通过双极性基团对渗透入有机树脂材料中的水汽进行捕捉，即双极性封装膜具有较强的气体阻隔能力，提高了显示器件的质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1a为现有的无机封装薄膜的结构示意图；
图1b为无机封装薄膜的组分示意图；
图1c为图1a所示的封装薄膜的传输速率示意图；
图1d为图1a所示的薄膜的扫描电子显微镜图像；
图1e为现有的有机聚合物薄膜的结构示意图；
图2a为水汽渗透规律示意图；
图2b为本发明提供的封装薄膜的结构示意图；
图2c为本发明提供的双极性封装膜的结构示意图；
图2d为本发明提供的有机树脂材料的部分结构式；
图3是本发明提供的一种显示器件的封装方法的流程示意图；
图4a-图4j是与图3对应的显示器件的封装方法各个阶段的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
在制作显示器件的过程中，需采用封装膜对显示器件进行封装，以避免显示器件被空气和水汽腐蚀氧化而有损显示器件的质量。
图1a为现有的无机封装薄膜的结构示意图，图1b为无机封装薄膜的组分示意图。结合图1a和图1b，现有的无机封装薄膜包括五层薄膜封装(The Thin Encapsulation，TFE)膜，经扫描电子显微镜或FIB(聚焦离子束，Focused Ion beam)测试发现第一膜层的材料为OLED/ALF3，厚度为150nm，第二膜层的材料为聚合物，厚度为1.28um,第三膜层的材料为氮化硅，厚度为387nm，第四膜层的材料为聚合物，厚度为337nm；第五膜层的材料为氮化硅，厚度为377nm。
图1c为图1a所示的封装薄膜的传输速率示意图。如图1c所示，该封装薄膜的水蒸气传输系数(water vapor transmission rate，WVTR)等于1.15g/m2/day，即该封装薄膜的水蒸气传输系数较高，导致水汽易渗入该封装薄膜，从而腐蚀基板，降低显示器件的质量。
图1d为图1a所示的薄膜的扫描电子显微镜图像。如图1d所示，薄膜封装层自身沉积有沟道、空穴、晶界等缺陷；高温沉积的热应力差；该类封装薄膜采用的设备成本较高。
目前采用有机聚合物薄膜来解决有机/无机封装薄膜存在的缺陷。图1d为现有的有机聚合物薄膜的结构示意图。如图1d所示，有机聚合物薄膜包括基板010和环氧树脂020，其中所述基板包括TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)阵列基板011及OLED(OrganicLight-Emitting Diode，机发光二极管)器件012。由于有机聚合物封装薄膜的气体阻隔能力较弱，导致所述OLED器件012存在像素黑点或像素收缩问题，使得OLED器件012的质量较差。即，现有的有机聚合物封装薄膜存在气体阻隔能力较弱等缺点导致OLED显示面板的质量较差。
图2a为水汽渗透规律示意图。如图2a所示，任何物体对于气体分子渗透的过程一般分为两个阶段，第一个阶段为滞后阶段，该阶段随着时间推移，物体中气体分子含量不变；第二阶段为渗透阶段，该阶段中表现为物体中气体分子含量与时间成线性关系。通过延长第一阶段的时间能够提高封装膜的气体阻隔能力。
基于以上原理，本发明提供了一种封装薄膜，以提高封装薄膜的气体阻隔能力。
图2b为本发明提供的封装薄膜的结构示意图，图2c为本发明提供的双极性封装膜的结构示意图。结合图2b和图2c，该封装薄膜包括基板10；平坦层20，形成在所述基板10上；粘附层30，形成在所述平坦层20上；所述粘附层30上贴合有双极性封装膜40，其中，所述双极性封装膜40包括混合于有机树脂材料412的双极性多孔材料411，且所述双极性多孔材料411为表面吸附有一层双极性有机材料的多孔材料415。
如图2b所示，可选的，所述基板10包括LTPS(Low Temperature Poly Silicon，低温多晶硅)-TFT基板101及OLED器件102，在所述OLED器件102的两侧还设置有支撑物201。需要说明的是，所述TFT基板101也可以是非晶硅(a-Si)-TFT基板、高温多晶硅(HighTemperature Poly Silicon，HTPS)-TFT基板等。
其中，所述平坦层20的材料可以是有机材料或无机材料。所述粘附层30的材料可以是光学透明胶粘剂(Optically Clear Adhesive，OCA)等光学胶。
如图2b所示，可选的，多孔材料的折射率n>1.7。所述OLED器件可以在基板10侧透光，也可以在双极性封装膜40侧透光。在OLED器件在基板10侧透光时，对多孔材料的折射率及有机树脂材料412的透过率不作限定；在OLED器件在双极性封装膜40侧透光时，所述多孔材料的折射率大于1.7使光线能够透过所述双极性封装膜40，从而提高所述双极性封装膜40侧的透过率，使所述双极性封装膜40的透过率大于70％，保持了OLED器件的透过率。若OLED器件在双极性封装膜40侧透光，且多孔材料的折射率小于1.7，则导致双极性封装薄膜40的透过率较低，从而导致OLED器件的透过率较低，降低了OLED器件的显示质量。
所述双极性封装膜40中的多孔材料415可以是γ-氧化铝，氧化钛等。如图2c所示，可选的，所述多孔材料415的表面与双极性有机材料中的极性基团(未示出)能进行化学吸附，避免了多孔材料415的表面与双极性有机材料中的极性基团通过物理吸附导致的双极性封装膜40的稳定性较差。其中，所述双极性有机材料可以为有机硅烷或有机金属化合物，所述极性基团包括亲水基和/或疏水烷基，即所述极性基团可以包括亲水基或疏水基，也可以同时包括亲水基和疏水基，例如所述极性基团包括烷基、氟化烷基等疏水基，氨基等亲水基。所述极性基团通过化学吸附能够牢牢固定在多孔材料里面，极性基团中的亲水基或疏水基游离在多孔材料的表面而形成极性的多孔颗粒，同时裸露的极性基团避免了多孔材料之间的聚合。
如图2c所示，所述双极性封装膜40中的疏水烷基421裸露在多孔材料415的外层，在双极性封装膜40表面形成疏水层420，使所述双极性封装膜40具备一定的疏水能力。另外，多孔材料415表面游离的亲水基还具备一定的捕水能力，与有机树脂材料412共同组成捕水层410，捕水层410中的亲水基能够减少所述有机树脂材料412中的水汽，从而减少透过所述双极性封装膜40的水汽。
如图2c所示，可选的，所述双极性多孔材料411与所述有机树脂材料412的质量比重为1:99-99:1。优选的，所述双极性多孔材料411与所述有机树脂材料412的质量比重为1:4，通过双极性多孔材料411不仅提高了有机树脂材料412的致密程度，还使形成的双极性封装膜40对水氧分子有足够低的溶解能力和渗透能力。
经实验发现，在双极性封装膜中的双极性多孔材料与有机树脂材料的质量比重为1:99时，双极性封装膜的WVTR为10-3g/m2/day，在双极性封装膜中的双极性多孔材料与有机树脂材料的质量比重为1:4、99:1时，双极性封装膜的WVTR的范围为10-4g/m2/day～10-4g/m2/day，即，双极性多孔材料与有机树脂材料的质量比重在1:4～99:1时，双极性封装膜均具有较强的水汽阻隔能力，然而双极性多孔材料与有机树脂材料的质量比重大于1:4时，双极性封装膜的透光率降低，降低了双极性封装膜的光学效果。因此，优选的双极性多孔材料与有机树脂材料的质量比重为1:4。
可选的，所述有机树脂材料包含由72-88wt％聚乙烯醇缩丁醛、8-20wt％聚乙烯醇和1-3wt％乙酸乙烯树脂构成的共聚物。图2d为本发明提供的有机树脂材料的部分结构式。结合图2c和图2d，所述有机树脂材料412包括羟基，缩醛基和醋酸基。多孔材料415表面吸附的亲水基与有机树脂材料412中的醛基通过缩水反应固定分散到有机树脂材料412上，而形成阻隔水汽的双极性封装膜40，即，双极性多孔材料411通过化学反应混合于所述有机树脂材料412中，使所述双极性封装膜40的结构稳定。
综上，所双极性多孔材料411增加了有机树脂材料412的致密度，且增加了水氧分子在有机树脂材料412中的穿透路径的曲折性，提高了双极性封装膜40的表面疏水性，还能够将有机树脂材料412中渗透的水汽进行捕捉。而且，极性基团中的疏水基421游离于多孔材料的外端，即游离于所述极性封装膜的外端，降低了极性封装膜表面的浸润角，还增加了双极性封装膜40表面的耐磨性质。
本发明提供的封装薄膜，通过双极性封装膜吸附的疏水基阻隔水汽，通过双极性封装膜的亲水基吸附渗入所述有机树脂材料中的水汽，因此该双极性封装膜的气体阻隔能力较强，能够避免封装薄膜封装的器件被氧化腐蚀，提高了被封装器件的质量。
本发明实施例还提供了一种显示器件，采用本发明任意实施例中提供的封装薄膜进行封装。
本发明还提供了一种显示器件的封装方法。该方法适用于制作本发明任意实施例提供的显示器件。
图3是本发明提供的一种显示器件的封装方法的流程示意图。图4a-图4j是与图3对应的显示器件的封装方法各个阶段的结构示意图。如图3和图4a-图4j所示，显示器件的封装方法包括如下步骤：
S101，制备表面吸附有双极性有机材料的多孔材料，作为双极性多孔材料。
如图4a所示，加热驱除多孔材料415中的水汽。具体的，将多孔材料415放入烤箱中加热驱除多孔材料415粉末表面的水汽，其中所述多孔材料415可以为γ-氧化铝或氧化钛。可选的，所述多孔材料415的折射率大于1.7。
如图4b所示，将驱除水汽的多孔材料415在无水溶剂中进行分散，以避免所述多孔材料415聚集。具体的，将驱除水汽后的多孔材料415添加到无水溶剂中，并搅拌使所述多孔材料415在无水溶剂中分散。其中所述无水溶剂可以为酒精。
如图4c所示，在所述无水溶剂中添加双极性有机材料，且所述多孔材料与所述双极性有机材料中的极性基团进行化学吸附，形成表面吸附有双极性有机材料的多孔材料。具体的，将所述双极性有机材料(例如有机硅烷)添加到无水溶剂中并搅拌，所述多孔材料与所述双极性有机材料中的亲水基、疏水基进行化学吸附，过滤去除无水溶剂中未吸附极性基团的多孔材料，获得双极性多孔材料411。可选的，所述双极性有机材料为有机硅烷或有机金属化合物，所述极性基团包括亲水基和/或疏水基。
S102，将制备的双极性多孔材料倒入有机树脂材料中，且对混合有所述双极性多孔材料的有机树脂材料执行分散、加热和压合操作，形成双极性封装膜。
如图4d所示，将S101中获得的双极性多孔材料411倒入到有机树脂材料412中，经分散、加热和压合操作形成双极性封装膜40，其中所述有机树脂材料412可以为聚乙烯醇缩甲醛。可选的，所述双极性多孔材料411与所述有机树脂材料412的质量比重为1:99-99:1。优选的，所述双极性多孔材料411与所述有机树脂材料412的质量比重为1:4。其中所述有机树脂材料412包含由72-88wt％聚乙烯醇缩丁醛、8-20wt％聚乙烯醇和1-3wt％乙酸乙烯树脂构成的共聚物。
S103，在双极性封装膜的第一表面和第二表面上分别形成分离层，在第一表面的分离层上形成干燥层，并采用所述干燥层去除双极性封装膜表面的水汽。
结合图4e和图4f，所述分离层50可以为硅的氧化物或硅的氮化物。本方法先通过干燥层60吸附双极性封装膜40表面的水汽，再对基板进行封装，提高了显示器件的质量。
S104，剥离所述干燥层和所述第一表面的分离层。
结合图4e-图4g，去除所述干燥层60和所述第一表面F1的分离层50，得到双极性封装膜40，所述双极性封装膜40的第二表面F2上有分离层50。
S105，在基板上沉积平坦层，并在所述平坦层上涂覆粘附层。
可选的，所述在基板上沉积平坦层之前，还包括：在所述OLED器件的两侧分别形成支撑物。
结合图4h和图4i，所述基板10包括LTPS-TFT基板101及OLED器件102，在所述OLED器件102的两侧还设置有支撑物201。其中，所述平坦层20的材料可以是有机材料或无机材料。所述粘附层30的材料可以是光学透明胶粘剂(Optically Clear Adhesive，OCA)等光学胶。
S106，将所述基板与所述双极性封装膜通过所述粘附层进行真空贴合。
如图4j所示，将S102形成的双极性封装膜40与S105中的粘附层进行真空贴合30，如进行卷对卷贴合或压合，形成显示器件100。
本发明中提供的显示器件的封装方法中，通过双极性封装膜的吸附的疏水基阻隔水汽，通过双极性封装膜的亲水基吸附渗入所述有机树脂材料中的水汽，因此该双极性封装膜的气体阻隔能力较强，能够避免显示器件被氧化腐蚀，提高了显示器件的质量。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的封装薄膜。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (16)

1.一种封装薄膜，其特征在于，包括：
基板；
平坦层，形成在所述基板上；
粘附层，形成在所述平坦层上；
所述粘附层上贴合有双极性封装膜，其中，所述双极性封装膜包括混合于有机树脂材料中的双极性多孔材料，且所述双极性多孔材料为表面吸附有一层双极性有机材料的多孔材料；
所述多孔材料的表面与双极性有机材料中的极性基团能进行化学吸附；
所述双极性有机材料为有机硅烷或有机金属化合物，所述极性基团包括亲水基和疏水基。
2.根据权利要求1所述的封装薄膜，其特征在于，所述极性基团中的所述疏水基游离于所述多孔材料的外端。
3.根据权利要求1所述的封装薄膜，其特征在于，所述多孔材料的折射率大于1.7。
4.根据权利要求1-3任一项所述的封装薄膜，其特征在于，所述双极性多孔材料与所述有机树脂材料的质量比重为1:99-99:1。
5.根据权利要求4所述的封装薄膜，其特征在于，所述双极性多孔材料与所述有机树脂材料的质量比重为1:4。
6.根据权利要求1所述的封装薄膜，其特征在于，所述有机树脂材料包含由72-88wt％聚乙烯醇缩丁醛、8-20wt％聚乙烯醇和1-3wt％乙酸乙烯树脂构成的共聚物。
7.根据权利要求1-3任一项所述的封装薄膜，其特征在于，所述基板包括LTPS-TFT基板及OLED器件，在所述OLED器件的两侧还设置有支撑物。
8.一种显示器件，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的封装薄膜进行封装。
9.一种显示器件的封装方法，其特征在于，包括：
制备表面吸附有双极性有机材料的多孔材料，作为双极性多孔材料；
将制备的双极性多孔材料倒入有机树脂材料中，且对混合有所述双极性多孔材料的有机树脂材料执行分散、加热和压合操作，形成双极性封装膜；
在基板上沉积平坦层，并在所述平坦层上涂覆粘附层；
将所述基板与所述双极性封装膜通过所述粘附层进行真空贴合；
所述制备表面吸附有双极性有机材料的多孔材料的步骤包括：
加热驱除多孔材料中的水汽；
将驱除水汽的多孔材料在无水溶剂中进行分散，以避免所述多孔材料聚集；
在所述无水溶剂中添加双极性有机材料，且所述多孔材料与所述双极性有机材料中的极性基团进行化学吸附，形成表面吸附有双极性有机材料的多孔材料；
过滤去除无水溶剂中未吸附极性基团的多孔材料；
所述双极性有机材料为有机硅烷或有机金属化合物，所述极性基团包括亲水基和疏水基。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多孔材料的折射率大于1.7。
11.根据权利要求9-10任一项所述的方法，其特征在于，所述双极性多孔材料与所述有机树脂材料的质量比重为1:99-99:1。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述双极性多孔材料与所述有机树脂材料的质量比重为1:4。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述有机树脂材料包含由72-88wt％聚乙烯醇缩丁醛、8-20wt％聚乙烯醇和1-3wt％乙酸乙烯树脂构成的共聚物。
14.根据权利要求9-10任一项所述的方法，其特征在于，所述对混合有双极性多孔材料的有机树脂材料执行分散、加热和压合操作形成双极性封装膜之后，还包括：在双极性封装膜的第一表面和第二表面上分别形成分离层；
在第一表面的分离层上形成干燥层，并采用所述干燥层去除双极性封装膜表面的水汽；
剥离所述干燥层和所述第一表面的分离层。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述将所述基板与所述双极性封装膜通过所述粘附层进行真空贴合，包括：
将双极性封装膜的第一表面与所述基板通过所述粘附层进行真空贴合；
剥离所述第二表面上的分离层。
16.根据权利要求9-10任一项所述的方法，其特征在于，所述基板包括LTPS-TFT基板及OLED器件，
所述在基板上沉积平坦层之前，还包括：
在所述OLED器件的两侧分别形成支撑物。
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