CN105449118A - 一种oled器件的封装结构、显示装置和封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种OLED器件的封装结构、显示装置和封装方法。该OLED器件的封装结构包括：板，在所述基板上的OLED器件，在所述OLED器件上的第一层，其中，所述OLED器件的封装结构还包括位于第一层外侧用于界定所述第一层的第一阻挡层，并且其中，所述第一阻挡层在其拐角位置具有冗余部。

Description

一种OLED器件的封装结构、显示装置和封装方法
技术领域
本发明涉及有机发光显示技术领域，尤其涉及有源矩阵发光二极管技术领域。更具体地，本发明涉及一种OLED器件的封装结构、一种显示装置以及一种OLED器件的封装方法。
背景技术
相比于其它类型的显示器件(例如，液晶显示单元)，OLED显示器件因其轻薄、低功耗、高对比度、高色域等优点，作为下一代显示器被广泛研究并得到初步应用。相比于液晶显示器件，OLED显示器件的另一个优势是，其不需要背光照明。
然而，OLED显示器件的一个缺点为其对空气和湿度的敏感性。OLED发光层的多数有机物质对于大气中的污染物、O2以及水汽都十分敏感，会直接造成有机发光材料发生变质，发光效率降低、发光异常或无法发光等问题，同时会引起金属电极的氧化和腐蚀，因此封装技术直接影响到OLED显示器件的稳定性和寿命。
有源矩阵发光二极管(也被称为active-matrixorganiclightemittingdiode，AMOLED)比无源矩阵有机发光二极管(也被称为positive-matrixorganiclightemittingdiode，PMOLED)的能量效率更高。有源矩阵发光二极管具有良好的市场前景，然而其封装技术也是AMOLED显示产品化的关键技术，目前很多显示面板厂商都在开发薄膜封装(thinfilmencapsulation，TFE)技术。TFE结构上一般为两层或者以上的多层薄膜堆叠结构，按照作用来分为无机阻水层、有机平坦化层两类。图1(a)和图1(b)为常见的三层、五层薄膜堆叠的TFE结构。
发明内容
本发明的实施例提供一种OLED器件的封装结构、显示装置和封装方法，能够解决现有封装技术中的薄膜均匀性差、对制造设备要求较高的问题。
本发明的一个目的在于提供一种OLED器件的封装结构。
本发明的第一方面提供了一种OLED器件的封装结构，包括：基板，在所述基板上的OLED器件，在所述OLED器件上的第一层，其中，所述OLED器件的封装结构还包括位于第一层外侧用于界定所述第一层的第一阻挡层，并且其中，所述第一阻挡层在其拐角位置具有冗余部。
在一种实施方式中，所述第一阻挡层的冗余部的最大半长度在0.03-0.3mm之间。
可选地，所述第一阻挡层的冗余部的最大半长度在0.05-0.15mm之间。
在一种实施方式中，所述第一层在其对应于所述OLED器件拐角的位置处具有第一斜坡形状，且在其对应于所述OLED器件边缘的位置处具有第二斜坡形状，并且其中，所述第一斜坡形状的宽度大于所述第二斜坡形状的宽度，且宽度的差值范围在0.03-0.3mm之间。
可选地，所述第一斜坡形状的宽度和所述第二斜坡形状的宽度的差值范围在0.05-0.15mm之间。
在一种实施方式中，所述封装结构还包括，设置在所述OLED器件和所述第一层之间的第一阻水层，以及设置在所述第一层上的第二阻水层。
可选地，所述第一层、所述第一阻水层、所述第二阻水层中的至少一个，在其拐角位置具有冗余部。
可选地，所述第一阻挡层的冗余部、所述第一层的冗余部、所述第一阻水层的冗余部、所述第二阻水层的冗余部中的至少一个的形状包括弧形、半圆形、方形。
可选地，所述封装结构还包括彼此交替设置的至少一个第二层和至少一个第三阻水层，以及还包括位于所述第二层外侧用于界定所述第二层的至少一个第二阻挡层。
可选地，所述基板为柔性基板；所述OLED器件为AMOLED器件；所述第一和第二阻水层为无机阻水层；所述第一层为有机平坦层。
本发明的另一个目的在于提供一种显示装置。
本发明的第二方面提供了一种显示装置，所述显示装置设置有前述的OLED器件的封装结构。
本发明的又一个目的在于提供一种OLED器件的封装方法。
本发明的第三方面提供了一种OLED器件的封装方法，包括：提供基板；在所述基板上设置OLED器件；在所述OLED器件上通过喷墨工艺形成第一层；其中，所述方法还包括，在所述第一层外侧形成用于界定所述第一层的第一阻挡层，以及，在所述第一阻挡层的拐角位置设置冗余部。
在一种实施方式中，所述封装方法还包括，将所述第一阻挡层的冗余部的最大半长度设置在0.03-0.3mm之间。
可选地，所述封装方法还包括，将所述第一阻挡层的冗余部的最大半长度设置在0.05-0.15mm之间。
在一种实施方式中，将所述第一层在其对应于所述OLED器件拐角的位置处设置为具有第一斜坡形状，在其对应于所述OLED器件边缘的位置处设置为具有第二斜坡形状；并且其中，将所述第一斜坡形状的宽度设置为大于所述第二斜坡形状的宽度，且将宽度的差值设置在0.03-0.3mm之间的范围。
可选地，将所述第一斜坡形状的宽度和所述第二斜坡形状的宽度的差值设置在0.05-0.15mm之间的范围。
可选地，所述封装方法还包括，形成在所述OLED器件和所述第一层之间的第一阻水层；在所述第一层上形成第二阻水层。
可选地，将所述第一层、所述第一阻水层、所述第二阻水层中的至少一个在其拐角位置设置有冗余部。
可选地，所述第一阻挡层的冗余部、所述第一层的冗余部、所述第一阻水层的冗余部、所述第二阻水层的冗余部中的至少一个的形状包括弧形、半圆形、方形。
可选地，所述封装方法还包括设置彼此交替的至少一个第二层和至少一个第三阻水层，以及还包括设置位于所述第二层外侧用于界定所述第二层的至少一个第二阻挡层。
可选地，所述基板为柔性基板；所述OLED器件为AMOLED器件；所述第一和第二阻水层为无机阻水层；所述第一层为有机平坦层。
本发明的实施例提供的封装结构、显示装置和封装方法，通过在第一层外侧设置用于界定第一层的第一阻挡层，且该第一阻挡层在其拐角位置具有冗余部，能够有效沉积各种厚度的薄膜，所制备的薄膜均匀性较好且对制造设备要求较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制，其中：
图1(a)和图1(b)为常见的TFE结构的截面示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的结构的截面示意图；
图3(a)、图3(b)和图3(c)是示出根据本发明的一个实施例的冗余部的示意图；
图4(a)和图4(b)是示出根据本发明的一个实施例的平坦层在边缘位置和在拐角位置的斜坡形状的图。
图5(a)和图5(b)是示出根据本发明的另一个实施例的平坦层在边缘位置和在拐角位置的斜坡形状的图。
具体实施方式
为了使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将接合附图，对本发明的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，也都属于本发明保护的范围。
当介绍本发明的元素及其实施例时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或者多个要素。用语“包含”、“包括”、“含有”和“具有”旨在包括性的并且表示可以存在除所列要素之外的另外的要素。
出于下文表面描述的目的，如其在附图中被标定方向那样，术语“上”、“下”、“左”、“右”“垂直”、“水平”、“顶”、“底”及其派生词应涉及发明。术语“上覆”、“在……顶上”、“定位在……上”或者“定位在……顶上”意味着诸如第一结构的第一要素存在于诸如第二结构的第二要素上，其中，在第一要素和第二要素之间可存在诸如界面结构的中间要素。术语“接触”意味着连接诸如第一结构的第一要素和诸如第二结构的第二要素，而在两个要素的界面处可以有或者没有其它要素。
如本文所使用，“约”或者“左右”被理解为指的是在一些数字范围内的数。该范围考虑到因设备等因素造成的合理的误差。再者，本文中所有数值的范围应被理解为包括在范围之内的所有整数的全部或者部分。
图1(a)和图1(b)示出了常见的三层和五层薄膜堆叠的TFE结构。
无机薄膜具有很高的水汽隔离能力，通常用作阻水层。然而，生成薄膜的过程中缺陷(针孔、裂纹)等会产生，降低了其阻隔空气的能力。过多或过厚的无机层会产生较大的内应力，影响封装质量。有机平坦化层主要的作用是为后续的无机阻水层提供平坦化的薄膜沉积条件、以及提供优异的颗粒(particle)包覆性效果。有机层和无机层交错的方式，可以减少无机薄膜层的缺陷和应力。
现有的沉积平坦化层的工艺一般包括蒸镀、丝网印刷等。然而，其一个问题是薄膜均匀性差。薄膜均匀性是针对薄膜厚度而言，通常采用薄膜均匀性系数＝(Max-Min)/(Max+Min)来计算，按照现有的平坦化层的沉积工艺计算的薄膜均匀性系数一般在60％-90％之间。平坦化层厚度不均匀容易产生形貌或者薄膜应力上的薄弱点，造成其上沉积的阻水层封装失效。
在本发明的实施例中，优选采用喷墨打印(也被称为Inkjet打印)的工艺方法来沉积平坦化层。与其它传统沉积平坦化层的工艺相比，喷墨打印具有沉积速度快、均匀性好、设备投资低等优点。
在沉积平坦层时，平坦层在不同位置的薄膜厚度不一样。具体而言，平坦层在对应于OLED器件拐角的位置处的薄膜厚度大于平坦层在对应于OLED器件边缘的位置处的薄膜厚度。这是因为在拐角处有更多的墨滴发生融合。这样会降低薄膜性能，影响结构的封装效果。使用功能较复杂、价格较昂贵的喷墨打印机，采用喷墨图形编辑算法，可以在一定程度上避开这种问题，但却增加了制造成本。
图2为根据本发明的一个实施例的OLED器件的封装结构的示意图。在本实施例中，并没有采用喷墨图形编辑算法，从而提供了对制造设备要求较低的、制造成本较低的且能够制造出性能较好的薄膜的方法。
需要指出，本文中仅以平坦层为第一层的例子进行说明，而非将其限制于平坦层，其也可为其它功能层。下文将以平坦层做示例性说明。
发明人注意到，在沉积平坦层的时候，会出现“爬坡”现象。即，如图2所示，平坦层在图中A位置到B位置之间具有斜坡形状。其中，平坦层的斜坡形状在水平方向上的投影长度被称为斜坡形状的宽度，也被称为爬坡宽度。平坦层的斜坡形状在竖直方向上的投影长度被称为斜坡形状的高度。斜坡形状与水平方向的夹角被称为斜坡形状的角度。
发明人还注意到，平坦层在对应于OLED器件拐角的位置处的斜坡形状的宽度与其在对应于OLED器件边缘的位置处的斜坡形状的宽度也不同。而平坦层的斜坡形状对薄膜的均匀性以及OLED器件的封装结构的性能具有影响，因此需要改善平坦层的斜坡形状，尤其要改善平坦层在对应于OLED器件拐角的位置处的斜坡形状的宽度与其在对应于OLED器件边缘的位置处的斜坡形状的宽度。
如图2所示，根据本发明的一个实施例的OLED器件的封装结构包括：基板(1)，在基板上的OLED器件(2)，在OLED器件上的第一阻水层(3)，在第一阻水层上的第一平坦层(4)，在第一平坦层上的第二阻水层(5)。虽然图中仅示出了三层膜结构，但可根据需要，继续设置更多的平坦层和阻水层的叠层。优选地，OLED器件的封装结构还包括于平坦层外侧用于界定平坦层的第一阻挡层(6)。在一种实施方式中，阻挡层为背板阻挡层，以下将以阻挡层为背板阻挡层进行示例性说明。
基板可以为本领域采用的任何基板，优选为柔性基板，包括高分子聚合物、金属薄片、超薄玻璃等适用于做基板的任何材料。阻水层包括透明无机材料(例如氧化物、氟化物、氮化物)以及其它任何适用于阻挡水和氧气的材料。平坦层包括聚合物薄膜以及其它任何适用于做平坦层的任何材料。可以通过调整阻水层和平坦层的层数和成分来调控器件的封装性能。
喷墨工艺所使用的墨粘度较低，在流平剂控制不够理想的情况下，墨会由于表面能的作用或流平时间的影响而向外扩散，不利于窄边框显示器件的设计和制作。对此，可以在显示器件的周边增加阻挡层，即，设置在平坦层外侧用于限定平坦层的背板阻挡层。可根据需要，设置背板阻挡层的数目。如图2所示，可以设置两道背板阻挡层。即，第一背板阻挡层(6)包括两道阻挡层，该第一背板阻挡层的俯视图可以是“回”字形状。然而，也可以设置一道背板阻挡层，其俯视图可以为“口”字形状。
在一种实施方式中，背板阻挡层到平坦层的斜坡形状(到A位置)处的距离约为0.5mm。可根据需要，调整背板阻挡层到平坦层的斜坡形状的距离。背板阻挡层的材料包括有机材料以及其它任何适用于作阻挡层的材料。
图3(a)和图3(b)示出根据本发明的实施例的冗余部的示意图。在一些实施例中，背板阻挡层可具有如图3所示的形状，在这种情况下，背板阻挡层在其拐角位置具有向外凸出的冗余部。即，如图3中所示，与其侧边的位置相比，背板阻挡层在拐角位置具有多余出来的部分(例如，图中虚线部11和12)。冗余部的形状包括弧形、半圆形、方形等，其并不限制于图3(a)和图3(b)中所示出的形状。冗余部的任两点之间的最大距离的一半被称为冗余部的最大半长度。例如，冗余部为圆形时，最大半长度为圆形的半径，冗余部为方形时，最大半长度为方形的对角线长度的一半。冗余部的最大半长度范围优选在约0.03-0.3mm之间，更优选在约0.05-0.15mm之间。图3(c)为示出了进一步实施例的图，其对图3(b)的虚线部做了进一步放大，如图3(c)所示，冗余部的中心与阻挡层的拐角顶点O基本上重合。
在本发明的一些实施例中，对于背板阻挡层设计和制造，采用阵列工艺，然而也可以采取本领域技术人员所公知的其它方法，详情这里不再冗述。在使用掩模形成背板阻挡层的情况下，可将用于背板阻挡层的掩模图形设计为具有如图3(a)和图3(b)所示的在拐角位置的冗余部。然而，冗余部的形状并不限制于图中所示的情况，其在拐角位置的冗余部可以为弧形、半圆形、方形等。冗余部的最大半长度优选在约0.03-0.3mm之间，更优选地在约0.05-0.15mm之间。
利用本发明的实施例的背板阻挡层，可以限定OLED器件的封装结构的平坦层的斜坡形状。具体而言，可以将平坦层在对应于OLED器件拐角的位置的第一斜坡形状的宽度设置为大于平坦层在在对应于OLED器件边缘的位置的第二斜坡形状的宽度，且宽度的范围差值在约0.03-0.3mm之间。优选地，宽度的范围差值在约0.05-0.15mm之间。
图4和图5分别示出用3D显微镜获得的不同实施例的平坦层的斜坡形状的图。其中，纵坐标表示膜厚，单位为μm。横坐标表示沿着图2的水平方向上的空间位置，单位为μm。膜的厚度可以通过a-step、台阶仪、3D显微镜等等任何适用于测量厚度的设备来测量。图4示出平坦层膜厚约为5μm时的平坦层在其边缘位置和拐角位置的斜坡形状。图5示出平坦层膜厚约为10μm时的平坦层在其边缘位置和拐角位置的斜坡形状。
从图4和图5可以看出，根据本发明的实施例，平坦层在其拐角位置处的斜坡宽度(第一斜坡宽度)大于其在边缘位置处的斜坡宽度(第二斜坡宽度)。然而，平坦层在拐角位置处的斜坡宽度与其在边缘位置处的斜坡宽度本身并不大，其差值也不大。
表1-4进一步说明了的本发明的实施例。其示出根据本发明的不同实施例的膜厚和斜坡形状的宽度和角度。
表1
表2
表3
表4
从表1-4的表格可以看出，对于平坦层厚度不一样的四个样品，在拐角处的斜坡形状的宽度分别约为0.58mm、0.65mm、0.65mm和0.62mm，在边缘处的斜坡形状的宽度分别约为0.51mm、0.52mm、0.57mm和0.55mm。四个样品的在拐角处的斜坡形状的宽度与其在边缘处的斜坡形状的宽度的差值分别为0.07mm、0.13mm、0.08mm和0.07mm。表中的样品参数仅为举例性的，在实际中，可以制备出在拐角处的斜坡形状的宽度与其在边缘处的斜坡形状的宽度的差值范围为约0.03mm、0.05mm、0.15mm及0.3mm的平坦层。
可以看出，本发明实施例的平坦层的斜坡形状的宽度以及其在拐角处的斜坡形状的宽度与在边缘处的斜坡形状的宽度的差值均比较小。
在本发明的一些实施例中，采用掩模来完成阻水层的沉积，然而也可以采取本领域技术人员所公知的其它方法，详情这里不再冗述。
在本发明的一些实施例中，平坦层之上或者之下的阻水层也可以具有冗余部。可选地，冗余部的最大半长度范围优选在约0.03-0.3mm之间，更优选在约0.05-0.15mm之间。冗余部的形状包括但不限制于弧形、半圆形、方形。
尽管图2示出了只有一个平坦层(第一平坦层4)的情况，本领域技术人员可以明白，可根据需要设置更多的平坦层。对于有多个平坦层的情况，该器件封装结构还包括交替设置至少一个的第二平坦层和至少一个第三阻水层。优选地，还包括位于第二平坦层外侧用于界定第二平坦层的至少一个第二背板阻挡层。
对于有多个平坦层的情况，每一个平坦层和阻水层的叠层及对应的阻挡层的冗余部的尺寸要比在其之前设置的平坦层和阻水层的叠层及对应的阻挡层的冗余部的尺寸大。可选地，根据现有设备的对位和生产能力，从提高OLED封装信赖性的角度来看，尺寸差值一般大于0.5mm。
本发明的另一个实施例，提供了设置有依据本发明的实施例的OLED器件的封装结构的显示装置。
通过本发明的实施例，解决了例如5μm厚的薄膜的斜坡形状的斜坡宽度高达2mm这样的斜坡宽度过大的问题，并且使得薄膜在拐角位置和边缘位置的膜厚基板相同。通过测量和计算，发现在本发明的实施例，能够以较低的制造成本和较低的设备要求，有效地有效沉积不同厚度的平坦层薄膜，且薄膜边缘整齐平滑，薄膜均匀性好，其薄膜均匀性系数≤5％。本发明的实施例特别适用于窄边框的柔性AMOLED显示产品。
已经描述了某特定实施例，这些实施例仅通过举例的方式展现，而且不旨在限制本发明的范围。事实上，本文所描述的新颖实施例可以以各种其它形式来实施；此外，可在不脱离本发明的精神下，做出以本文所描述的实施例的形式的各种省略、替代和改变。所附权利要求以及它们的等价物旨在覆盖落在本发明范围和精神内的此类形式或者修改。

Claims (21)

1.一种OLED器件的封装结构，包括：基板，在所述基板上的OLED器件，在所述OLED器件上的第一层，其特征在于，
所述OLED器件的封装结构还包括位于第一层外侧用于界定所述第一层的第一阻挡层，其中，所述第一阻挡层在其拐角位置具有冗余部。
2.根据权利要求1所述的OLED器件的封装结构，其中，所述第一阻挡层的冗余部的最大半长度在0.03-0.3mm之间。
3.根据权利要求2所述的OLED器件的封装结构，其中，所述第一阻挡层的冗余部的最大半长度在0.05-0.15mm之间。
4.根据权利要求1所述的OLED器件的封装结构，其中，所述第一层在其对应于所述OLED器件拐角的位置处具有第一斜坡形状，且在其对应于所述OLED器件边缘的位置处具有第二斜坡形状，并且其中，
所述第一斜坡形状的宽度大于所述第二斜坡形状的宽度，且宽度的差值范围在0.03-0.3mm之间。
5.根据权利要求4所述的OLED器件的封装结构，其中，所述第一斜坡形状的宽度和所述第二斜坡形状的宽度的差值范围在0.05-0.15mm之间。
6.根据权利要求1所述的OLED器件的封装结构，还包括，设置在所述OLED器件和所述第一层之间的第一阻水层，以及
设置在所述第一层上的第二阻水层。
7.根据权利要求6所述的OLED器件的封装结构，其中，所述第一层、所述第一阻水层、所述第二阻水层中的至少一个，在其拐角位置具有冗余部。
8.根据权利要求7所述的OLED器件的封装结构，其中，所述第一阻挡层的冗余部、所述第一层的冗余部、所述第一阻水层的冗余部、所述第二阻水层的冗余部中的至少一个的形状包括弧形、半圆形、方形。
9.根据权利要求6所述的OLED器件的封装结构，还包括彼此交替设置的至少一个第二层和至少一个第三阻水层，以及还包括位于所述第二层外侧用于界定所述第二层的至少一个第二阻挡层。
10.根据权利要求6到9中任一项所述的OLED器件的封装结构，其中，
所述基板为柔性基板；
所述OLED器件为AMOLED器件；
所述第一和第二阻水层为无机阻水层；
所述第一层为有机平坦层。
11.一种显示装置，其特征在于，设置有根据权利要求1到10中任意一项所述的OLED器件的封装结构。
12.一种OLED器件的封装方法，包括：
提供基板；
在所述基板上设置OLED器件；
在所述OLED器件上通过喷墨工艺形成第一层；
其特征在于，所述方法还包括，在所述第一层外侧形成用于界定所述第一层的第一阻挡层，以及，在所述第一阻挡层的拐角位置设置冗余部。
13.根据权利要求12所述的OLED器件的封装方法，还包括，将所述第一阻挡层的冗余部的最大半长度设置在0.03-0.3mm之间。
14.根据权利要求13所述的OLED器件的封装方法，还包括，将所述第一阻挡层的冗余部的最大半长度设置在0.05-0.15mm之间。
15.根据权利要求12所述的OLED器件的封装方法，其中，将所述第一层在其对应于所述OLED器件拐角的位置处设置为具有第一斜坡形状，在其对应于所述OLED器件边缘的位置处设置为具有第二斜坡形状；并且其中，
将所述第一斜坡形状的宽度设置为大于所述第二斜坡形状的宽度，且将宽度的差值设置在0.03-0.3mm之间的范围。
16.根据权利要求15所述的OLED器件的封装方法，还包括，将所述第一斜坡形状的宽度和所述第二斜坡形状的宽度的差值设置在0.05-0.15mm之间的范围。
17.根据权利要求12所述的OLED器件的封装方法，还包括，形成在所述OLED器件和所述第一层之间的第一阻水层；
在所述第一层上形成第二阻水层。
18.根据权利要求17所述的OLED器件的封装方法，还包括，将所述第一层、所述第一阻水层、所述第二阻水层中的至少一个在其拐角位置设置有冗余部。
19.根据权利要求18所述的OLED器件的封装方法，其中，所述第一阻挡层的冗余部、所述第一层的冗余部、所述第一阻水层的冗余部、所述第二阻水层的冗余部中的至少一个的形状包括弧形、半圆形、方形。
20.根据权利要求17所述的OLED器件的封装方法，还包括设置彼此交替的至少一个第二层和至少一个第三阻水层，以及还包括设置位于所述第二层外侧用于界定所述第二层的至少一个第二阻挡层。
21.根据权利要求17到20中任一项所述的OLED器件的封装方法，其中，所述基板为柔性基板；
所述OLED器件为AMOLED器件；
所述第一和第二阻水层为无机阻水层；
所述第一层为有机平坦层。
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