CN109904344A - 薄膜封装结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种薄膜封装结构及其制备方法，其中所述薄膜封装结构包括基板、位于所述基板上的功能器件以及位于所述基板上并对所述功能器件进行封装的薄膜封装层，所述功能器件位于所述基板和所述薄膜封装层所形成的密闭空间内，所述薄膜封装层包括依次层叠设置的第一无机封装层、有机层和第二无机封装层，其中所述第一无机封装层比第二无机封装层更靠近所述功能器件设置，且所述第一无机封装层至少包括无机子层和金属氧化物层交替层叠形成的三层结构，所述无机子层与所述金属氧化物层材料不同。本发明薄膜封装结构具有良好的覆盖性和阻隔水氧能力。

Description

薄膜封装结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及显示面板封装领域，尤其涉及一种薄膜封装结构及其制备方法。

背景技术

有机电致发光(OLED)器件具有功耗低、轻便、亮度高、视野宽和反应快等特点，此外，OLED器件最为引入注目的一个特点是能够实现柔性显示功能，使其能够广泛应用于便携式电子设备、穿戴式电子设备、车载电子设备等诸多领域中。

柔性OLED器件一般采用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。所述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。而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器件采用薄膜封装技术，并且通常包括柔性基板、位于基板上的电致发光元件和位于电致发光元件上的薄膜封装膜层。现有的薄膜封装结构是有机聚合物薄膜和无机薄膜交替形成的多层膜结构，其中，无机薄膜具有较高的致密性，是主要的水氧阻隔层，有机聚合物薄膜作为缓冲层，但是对水氧的阻隔能力较差。同时由于薄膜封装膜层太薄，无法对下层的大尺寸基板和不规则的颗粒物进行良好的覆盖，水汽和氧气会通过覆盖差的地方进入到蒸镀层，造成蒸镀材料失效，无法正常显示。其中水汽包括外界环境和有机层里不完全固化的水汽，氧气基本来源外界空气。对于柔性OLED器件，薄膜封装结构的封装效果直接影响其可靠性和使用寿命，因此，封装膜层的覆盖性和阻隔水氧能力对于柔性OLED器件的品质及寿命极为重要。

因此，有必要提供一种改进的薄膜封装结构及其制备方法以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好的覆盖性和阻隔水氧能力的薄膜封装结构及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了薄膜封装结构，其包括基板、位于所述基板上的功能器件以及位于所述基板上并对所述功能器件进行封装的薄膜封装层，所述功能器件位于所述基板和所述薄膜封装层所形成的密闭空间内，所述薄膜封装层包括依次层叠设置的第一无机封装层、有机层和第二无机封装层，其中所述第一无机封装层比第二无机封装层更靠近所述功能器件设置，且所述第一无机封装层至少包括无机子层和金属氧化物层交替层叠形成的三层结构，所述无机子层与所述金属氧化物层材料不同。

作为本发明的进一步改进，所述第一无机封装层包括金属氧化物层及沿所述薄膜封装层的层叠方向分置于其两侧的两层无机子层。

作为本发明的进一步改进，所述第一无机封装层包括一层无机子层及沿所述薄膜封装层的层叠方向分置于其两侧的两层金属氧化物层。

作为本发明的进一步改进，所述金属氧化物层为致密性氧化物膜层；优选地，所述无机子层和/或第二无机封装层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅；所述第二无机封装层为无机子层和金属氧化物层交替层叠形成的三层结构。

作为本发明的进一步改进，所述金属氧化物层的厚度为20nm～60nm，每层所述无机子层的厚度为0.4μm～0.5μm。

作为本发明的进一步改进，每层所述金属氧化物层的厚度为20nm～60nm，所述无机子层的厚度为0.8μm～1.2μm。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种薄膜封装结构的制备方法，其包括如下步骤：

步骤a：提供一基板；

步骤b：将功能器件制备到所述基板上；

步骤c：在经过步骤b的基板上沉积第一无机封装层，其中所述第一无机封装层至少包括无机子层和金属氧化物层交替层叠形成的三层结构，所述无机子层与所述金属氧化物层材料不同；

步骤d：在第一无机封装层上形成有机层；

步骤e：在所述有机层上沉积第二无机封装层。

作为本发明的进一步改进，所述步骤c包括：

步骤c1：采用等离子增强化学汽相沉积的方法在经过步骤b的基板上沉积一层无机子层，且沉积腔内的真空度为0～2托，沉积时间为75s～125s，所述无机子层的沉积厚度为0.4μm～0.5μm；

步骤c2：采用原子层沉积的方法在步骤c1所形成的所述无机子层上沉积一层金属氧化物层，沉积腔内的真空度为0～0.01毫托，沉积时间为30min～60min，沉积厚度为20nm～60nm；

步骤c3：采用等离子增强化学汽相沉积的方法在步骤c2所形成的所述金属氧化物层上沉积另一层无机子层，且沉积腔内的真空度为0～2托，沉积时间为75s～125s，所述无机子层的沉积厚度为0.4μm～0.5μm。

作为本发明的进一步改进，所述步骤c包括：

步骤c1'：采用原子层沉积的方法在经过步骤b的基板上沉积一层金属氧化物层，沉积腔内的真空度为0～0.01毫托，沉积时间为30min～60min，沉积厚度为20nm～60nm；

步骤c2'：采用等离子增强化学汽相沉积的方法在步骤c1'所形成的所述金属氧化物层上沉积一层无机子层，且沉积腔内的真空度为0～2托，沉积时间为150s～250s，所述无机子层的沉积厚度为0.8μm～1.2μm；

步骤c3'：采用原子层沉积的方法在步骤c2'所形成的所述无机子层上沉积一层金属氧化物层，沉积腔内的真空度为0～0.01毫托，沉积时间为30min～60min，沉积厚度为20nm～60nm。

作为本发明的进一步改进，所述第二无机封装层通过等离子增强化学汽相沉积法成膜，且可为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

本发明的有益效果是：本发明薄膜封装结构的薄膜封装层覆盖在功能器件上，其中所述第一无机封装层至少包括无机子层和金属氧化物层交替层叠形成的三层结构，所述无机子层与所述金属氧化物层材料不同，如此使得第一无机封装层为多层式夹心结构，进而使得第一无机封装层具有良好的覆盖性和阻隔水氧能力，进而通过多层式的第一无机封装层将功能器件与周围环境中的水汽、氧气隔离开来，防止水氧侵蚀功能器件中的有机材料，延长OLED显示面板的使用寿命。

附图说明

图1是本发明薄膜封装结构的截面示意图。

图2是图1所示薄膜封装结构中第一无机层的第一实施例的截面示意图。

图3是图1所示薄膜封装结构中第一无机层的第二实施例的截面示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

请参照图1至图2所示，为本发明薄膜封装结构100的较佳实施方式，本发明薄膜封装结构100包括基板10、位于所述基板10上的功能器件20以及位于所述基板10上并对所述功能器件20进行封装的薄膜封装层30，所述功能器件20位于所述基板10和所述薄膜封装层30所形成的密闭空间内。

所述基板10可选用刚性基板，也可以选用柔性基板。所述刚性基板可以是玻璃基板、石英基板。所述柔性基板例如可以是聚酰亚胺基板(PI基板)、聚酰胺基板、聚碳酸酯基板、聚醚砜基板等有机聚合物基板。在本发明的优选实施例中，所述基板10优选为柔性基板，以实现柔性产品的显示功能。

所述功能器件20包括但不限于电致发光元件、液晶显示器件、有机传感器等电子器件。具体地，在本实施例中，所述功能器件20包括薄膜晶体管21(TFT，Thin FilmTransistor)及覆盖于所述薄膜晶体管21上的EVA光学胶膜22。

所述薄膜封装层30包括依次层叠设置的第一无机封装层31、有机层32和第二无机封装层33，其中所述第一无机封装层比第二无机封装层更靠近所述功能器件20设置，也就是说，所述第一无机封装层31、有机层32和第二无机封装层33在由近及远的方向上逐层设置于所述功能器件20。所述第一无机封装层31至少包括无机子层311和金属氧化物层312交替层叠形成的三层结构，且所述无机子层311与所述金属氧化物层312材料不同。进一步地，所述第一无机封装层31的厚度为0.8μm～1.2μm。

具体地，在本发明的第一实施例中，所述第一无机封装层31由金属氧化物层312及沿所述薄膜封装层30的层叠方向分置于其两侧的两层无机子层311构成。

其中，所述金属氧化物层312的厚度为20nm～60nm，以避免其厚度较大造成应力大的问题；每层所述无机子层311的厚度为0.4μm～0.5μm，其成膜速度快并且延展性较好。

所述无机子层311采用等离子增强化学汽相沉积的方式成膜，以提升薄膜封装结构100的产能；所述金属氧化物层312采用原子层沉积的方式成膜，覆盖性较好，可以很好地覆盖不规则颗粒物，进而使得第一无机封装层31具有较高的致密性。具体地，在本发明中，所述金属氧化物层312为致密性氧化物膜层，具体地，其材料可为氧化铝、氧化锌或氧化锆等；所述无机子层311的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

在本发明的第一实施例中，位于内侧(也即最靠近所述功能器件20)的所述无机子层311沉积形成后初步覆盖落于所述功能器件20上的颗粒物，之后沉积形成的金属氧化物层312可将颗粒物更好地覆盖，接着再沉积外侧的无机子层311，如此使得第一无机封装层31为三层式夹心结构，进而使得第一无机封装层31具有良好的覆盖性和阻隔水氧能力，同时金属氧化物层312的厚度减薄，有利于提高其成膜速率，提升产能。

同时，在本实施例中，所述有机层32通过喷墨打印方式形成。

所述第二无机封装层33的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，且其通过等离子增强化学汽相沉积法形成。

请参图1及图3所示，在本发明的第二实施例中，所述第一无机封装层31由一层无机子层311及沿所述薄膜封装层30的层叠方向分置于其两侧的两层金属氧化物层312层叠构成。并且所述第二无机封装层33的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，且其通过等离子增强化学汽相沉积法形成。

在该实施例中，每层所述金属氧化物层312的厚度为20nm～60nm，所述无机子层311的厚度为0.8μm～1.2μm，所述第一无机封装层31的整体厚度为0.8μm～1.32μm。

另外，在本发明的第三实施例中，所述第一无机封装层31至少包括无机子层311和金属氧化物层312交替层叠形成的三层结构，所述第二无机封装层33也可至少包括无机子层311和金属氧化物层312交替层叠形成的三层结构，其结构组成可以与第一无机封装层31相同，也可与第一无机封装层31的结构不同。

具体来讲，当所述第一无机封装层31由金属氧化物层312及沿所述薄膜封装层30的层叠方向分置于其两侧的两层无机子层311层叠构成时，所述第二无机封装层33可同样由金属氧化物层312及沿所述薄膜封装层30的层叠方向分置于其两侧的两层无机子层311层叠构成，或者也可由一层无机子层311及沿所述薄膜封装层30的层叠方向分置于其两侧的两层金属氧化物层312构成。当所述第一无机封装层31由一层无机子层311及沿所述薄膜封装层30的层叠方向分置于其两侧的两层金属氧化物层312构成时，所述第二无机封装层33可同样由一层无机子层311及沿所述薄膜封装层30的层叠方向分置于其两侧的两层金属氧化物层312构成，或者也可由金属氧化物层312及沿所述薄膜封装层30的层叠方向分置于其两侧的两层无机子层311层叠构成。

本发明薄膜封装结构100的第一、第二实施例所对应的制备方法包括以下步骤：

步骤a：提供一基板10；

步骤b：将功能器件20制备到所述基板10上；

步骤c：在经过步骤b的基板10上沉积第一无机封装层31，其中所述第一无机封装层31至少包括无机子层311和金属氧化物层312交替层叠形成的三层结构；

步骤d：在第一无机封装层31上形成有机层32，其中所述有机层32采用喷墨打印的方式形成；

步骤e：在所述有机层32上沉积第二无机封装层33，其中，所述第二无机封装层33通过等离子增强化学汽相沉积法成膜，且可为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

具体地，在本发明的第一实施例中，所述步骤c又包括：

步骤c1：采用等离子增强化学汽相沉积的方法在经过步骤b的基板上沉积一层无机子层311，且沉积腔内的真空度为0～2托，沉积时间为75s～125s，所述无机子层311的沉积厚度为0.4μm～0.5μm；

步骤c2：采用原子层沉积的方法在步骤c1所形成的所述无机子层311上沉积一层金属氧化物层312，沉积腔内的真空度为0～0.01毫托，沉积时间为30min～60min，沉积厚度为20nm～60nm；

步骤c3：采用等离子增强化学汽相沉积的方法在步骤c2所形成的所述金属氧化物层312上沉积另一层无机子层311，且沉积腔内的真空度为0～2托，沉积时间为75s～125s，所述无机子层311的沉积厚度为0.4μm～0.5μm。

在本发明的第二实施例中，所述步骤c又包括：

步骤c1'：采用原子层沉积的方法在经过步骤b的基板10上沉积一层金属氧化物层312，沉积腔内的真空度为0～0.01毫托，沉积时间为30min～60min，沉积厚度为20nm～60nm；

步骤c2'：采用等离子增强化学汽相沉积的方法在步骤c1'所形成的所述金属氧化物层312上沉积一层无机子层311，且沉积腔内的真空度为0～2托，沉积时间为150s～250s，所述无机子层311的沉积厚度为0.8μm～1.2μm；

步骤c3'：采用原子层沉积的方法在步骤c2'所形成的所述无机子层311上沉积一层金属氧化物层312，沉积腔内的真空度为0～0.01毫托，沉积时间为30min～60min，沉积厚度为20nm～60nm。

在本发明的第三实施例中，所述薄膜封装结构100的制备方法包括：

步骤a：提供一基板10；

步骤b：将功能器件20制备到所述基板10上；

步骤c：在经过步骤b的基板上沉积第一无机封装层31，其中所述第一无机封装层31至少包括无机子层311和金属氧化物层312交替层叠形成的三层结构；

步骤d：在第一无机封装层31上形成有机层32，其中所述有机层32采用喷墨打印的方式形成；

步骤e：在所述有机层上沉积第二无机封装层33，其中，所述第二无机封装层33也至少包括无机子层311和金属氧化物层312交替层叠形成的三层结构。

同时，在该第三实施例中，所述第一无机封装层31的形成步骤c可以与第一实施例中步骤c相同，也可与第二实施例中步骤c相同；第二无机封装层33的形成步骤e可以与第一实施例中的步骤c相同，也可与第二实施例中的步骤c相同。

本发明薄膜封装结构100的薄膜封装层30覆盖在功能器件20上，其中所述第一无机封装层至少包括无机子层和金属氧化物层交替层叠形成的三层结构，所述无机子层与所述金属氧化物层材料不同，如此使得第一无机封装层为多层式夹心结构，进而使得第一无机封装层具有良好的覆盖性和阻隔水氧能力，进而通过多层式的第一无机封装层31将功能器件20与周围环境中的水汽、氧气隔离开来，防止水氧侵蚀功能器件20中的有机材料，保护功能器件20；同时还能更好地覆盖落于功能器件20上的不规则颗粒物，延长OLED显示面板的使用寿命，且具有较低的应力，柔韧性较好。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄膜封装结构，其包括基板、位于所述基板上的功能器件以及位于所述基板上并对所述功能器件进行封装的薄膜封装层，所述功能器件位于所述基板和所述薄膜封装层所形成的密闭空间内，其特征在于：所述薄膜封装层包括依次层叠设置的第一无机封装层、有机层和第二无机封装层，其中所述第一无机封装层比第二无机封装层更靠近所述功能器件设置，且所述第一无机封装层至少包括无机子层和金属氧化物层交替层叠形成的三层结构，所述无机子层与所述金属氧化物层材料不同。

2.如权利要求1所述的薄膜封装结构，其特征在于：所述第一无机封装层包括金属氧化物层及沿所述薄膜封装层的层叠方向分置于其两侧的两层无机子层。

3.如权利要求1所述的薄膜封装结构，其特征在于：所述第一无机封装层包括一层无机子层及沿所述薄膜封装层的层叠方向分置于其两侧的两层金属氧化物层。

4.如权利要求2或3所述的薄膜封装结构，其特征在于：所述金属氧化物层为致密性氧化物膜层；优选地，所述无机子层和/或第二无机封装层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅；所述第二无机封装层为无机子层和金属氧化物层交替层叠形成的三层结构。

5.如权利要求2所述的薄膜封装结构，其特征在于：所述金属氧化物层的厚度为20nm～60nm，每层所述无机子层的厚度为0.4μm～0.5μm。

6.如权利要求3所述的薄膜封装结构，其特征在于：每层所述金属氧化物层的厚度为20nm～60nm，所述无机子层的厚度为0.8μm～1.2μm。

7.一种薄膜封装结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a：提供一基板；

步骤b：将功能器件制备到所述基板上；

步骤c：在经过步骤b的基板上沉积第一无机封装层，其中所述第一无机封装层至少包括无机子层和金属氧化物层交替层叠形成的三层结构，所述无机子层与所述金属氧化物层材料不同；

步骤d：在第一无机封装层上形成有机层；

步骤e：在所述有机层上沉积第二无机封装层。

8.如权利要求7所述的薄膜封装结构的制备方法，其特征在于：所述步骤c包括：

步骤c1：采用等离子增强化学汽相沉积的方法在经过步骤b的基板上沉积一层无机子层，且沉积腔内的真空度为0～2托，沉积时间为75s～125s，所述无机子层的沉积厚度为0.4μm～0.5μm；

步骤c2：采用原子层沉积的方法在步骤c1所形成的所述无机子层上沉积一层金属氧化物层，沉积腔内的真空度为0～0.01毫托，沉积时间为30min～60min，沉积厚度为20nm～60nm；

步骤c3：采用等离子增强化学汽相沉积的方法在步骤c2所形成的所述金属氧化物层上沉积另一层无机子层，且沉积腔内的真空度为0～2托，沉积时间为75s～125s，所述无机子层的沉积厚度为0.4μm～0.5μm。

9.如权利要求7所述的薄膜封装结构的制备方法，其特征在于：所述步骤c包括：

步骤c1'：采用原子层沉积的方法在经过步骤b的基板上沉积一层金属氧化物层，沉积腔内的真空度为0～0.01毫托，沉积时间为30min～60min，沉积厚度为20nm～60nm；

步骤c2'：采用等离子增强化学汽相沉积的方法在步骤c1'所形成的所述金属氧化物层上沉积一层无机子层，且沉积腔内的真空度为0～2托，沉积时间为150s～250s，所述无机子层的沉积厚度为0.8μm～1.2μm；

步骤c3'：采用原子层沉积的方法在步骤c2'所形成的所述无机子层上沉积一层金属氧化物层，沉积腔内的真空度为0～0.01毫托，沉积时间为30min～60min，沉积厚度为20nm～60nm。

10.如权利要求8或9所述的薄膜封装结构的制备方法，其特征在于：所述第二无机封装层通过等离子增强化学汽相沉积法成膜，且可为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。