CN111180481A - 发光器件及其制备方法、薄膜封装结构和显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光器件及其制备方法、薄膜封装结构和显示面板，发光器件包括基板、像素限定层、发光单元、气体疏散层和封装层，所述像素限定层设于所述基板上，且所述像素限定层设有像素坑，所述发光单元设于所述像素坑内，所述气体疏散层设于所述像素限定层上且位于所述像素限定层未设有所述像素坑的区域，所述封装层设于所述像素限定层上且覆盖所述气体疏散层和所述发光单元。如此，能够将透过封装层的水汽吸收分散到气体疏散层的区域中，缓解水汽对内部结构的影响，避免水汽影响发光器件的正常工作，延长了显示面板的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种发光器件及其制备方法、薄膜封装结构和显示面板。
背景技术
发光器件例如OLED、QLED等目前被广泛地应用于手机屏幕、电脑显示器、全彩电视等领域，受到行业的广泛关注。由于发光器件中的发光材料和金属对氧气及水气相当敏感，因此在其制备过程中需经过封装保护处理。薄膜封装(TFE)便是适用于窄边框和柔性OLED等显示面板的封装技术，典型的薄膜封装结构由无机材料层和有机材料层交叠重复组成。其中，无机材料层为水氧阻隔层，主要作用为阻隔水氧。有机材料层为平坦化层，主要作用为覆盖无机材料层表面的缺陷(包括particle、pin hole等)，为后续成膜提供一个平坦的表面，并且能减小无机材料层表面的应力，以及防止缺陷扩展。但是，普通的薄膜封装的发光器件在出现水汽透过封装层的问题时，无法有效地缓解水汽对内部结构的影响，大大缩短了显示面板的使用寿命。
发明内容
基于此，有必要提供一种可延长显示面板的使用寿命的发光器件。
一种发光器件，包括基板、像素限定层、发光单元、气体疏散层和封装层，所述像素限定层设于所述基板上，且所述像素限定层设有像素坑，所述发光单元设于所述像素坑内，所述气体疏散层设于所述像素限定层上且位于所述像素限定层未设有所述像素坑的区域，所述封装层设于所述像素限定层上且覆盖所述气体疏散层和所述发光单元。
本发明的发光器件创造性地在像素限定层上设置气体疏散层，且使气体疏散层位于像素限定层未设有像素坑的区域。如此，一方面能够将透过封装层的水汽吸收分散到气体疏散层的区域中，缓解水汽的渗入，同时延缓水汽与内部活泼金属反应生成的氢气不断增大后产生黑点(显示失效区域)，并防止氢气向周围的显示单元扩张，以避免黑点在显示面板上持续扩大。另外还可防止封装层过度拱起产生大量微裂纹，避免更多的水汽从这些微裂纹透过封装层，因此进一步有效地延缓了黑点在显示面板上的形成和扩张，延长了显示面板的使用寿命。另一方面，气体疏散层也不会影响发光器件的出光效果，避免了显示面板的发光效率的降低，而且对封装层的封装效果也不会产生影响。
在其中一个实施例中，还包括第一电极，所述第一电极设于所述像素限定层和所述封装层之间且覆盖所述发光单元，所述气体疏散层位于所述第一电极和所述封装层之间，或者，所述气体疏散层位于所述像素限定层与所述第一电极之间。
在其中一个实施例中，所述气体疏散层为多孔介质层。
在其中一个实施例中，所述多孔介质层的材质为多孔金属氧化物或碳纳米管。
在其中一个实施例中，所述气体疏散层的厚度为100nm～200nm，所述气体疏散层的孔隙率为40％～60％。
本发明还提供了一种发光器件的制备方法，包括以下步骤：
在基板上形成像素限定层，且使所述像素限定层形成像素坑；
在所述像素坑内形成发光单元；
在所述像素限定层未设有所述像素坑的区域上形成气体疏散层；
在所述像素限定层上形成封装层以覆盖所述气体疏散层和所述发光单元。
在其中一个实施例中，所述气体疏散层的材质为碳纳米管或多孔金属氧化物。
在其中一个实施例中，通过气相沉积法或磁控溅射法在所述像素限定层上形成所述气体疏散层。
本发明还提供了一种薄膜封装结构，包括封装层和气体疏散层，所述气体疏散层用于设置在待封装器件的像素限定层上且位于所述像素限定层未设有像素坑的区域，所述封装层用于设置在所述像素限定层上且覆盖所述气体疏散层和所述待封装器件的发光单元。
在其中一个实施例中，所述气体疏散层为多孔介质层，所述气体疏散层的厚度为100nm～200nm，所述气体疏散层的孔隙率为40％～60％。
在其中一个实施例中，所述多孔介质层的材质为多孔金属氧化物或碳纳米管。
本发明还提供了一种显示面板，包括上述发光器件或上述薄膜封装结构。
附图说明
图1为本发明一实施例的发光器件的结构示意图；
图2为图1所示的发光器件的气体扩散示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明一实施例的发光器件100，包括基板110、像素限定层120、发光单元130、气体疏散层140和封装层150，像素限定层120设于基板110上，且像素限定层120设有像素坑，发光单元130设于像素坑内，气体疏散层140设于像素限定层120上且位于像素限定层120未设有像素坑的区域，封装层150设于像素限定层120上且覆盖气体疏散层140和发光单元130。
本发明的发光器件100创造性地在像素限定层120上设置气体疏散层140，且使气体疏散层140位于像素限定层120未设有像素坑的区域。如此，如图2所示，一方面能够将透过封装层150的水汽吸收分散到气体疏散层140的区域中，缓解水汽的渗入，同时延缓水汽与内部活泼金属反应生成的氢气聚集，避免氢气形成的气泡不断增大将发光单元130与封装层150分离，即形成peeling(剥落)缺陷而产生黑点(显示失效区域)，同时防止氢气向周围的显示单元扩张，以避免黑点在显示面板上持续扩大。另外还可防止封装层150过度拱起产生大量微裂纹，避免更多的水汽从这些微裂纹透过封装层150，因此进一步有效地延缓了黑点在显示面板上的形成和扩张，延长了显示面板的使用寿命。另一方面，气体疏散层140也不会影响发光器件100的出光效果，避免了显示面板的发光效率的降低，而且对封装层150的封装效果也不会产生影响。可以理解，发光器件100的类型包括但不限于有机电致发光器件、量子点发光器件等。
在一个具体示例中，再次参阅图1，发光器件100还包括第一电极160，第一电极160设于像素限定层120和封装层150之间且覆盖发光单元130，气体疏散层140位于第一电极160和封装层150之间，或者，气体疏散层140位于像素限定层120与第一电极160之间。优选的，气体疏散层140位于第一电极160和封装层150之间。如此，气体疏散层140能够将透过封装层150的水汽与第一电极160中的活泼金属反应产生的氢气，分散到气体疏散层140的区域中，缓解氢气气泡的产生。可以理解，第一电极160可以是阴极，也可以是阳极，具体根据发光器件的出光方向调整。
在一个具体示例中，气体疏散层140为多孔介质层。可以理解，除了使用多孔介质进行物理吸附，也可以采用其他材质进行化学吸附。
在一个具体示例中，多孔介质层的材质为多孔金属氧化物或碳纳米管。优选的，多孔介质层的材质为碳纳米管。碳纳米管性质稳定，并且本身具有很好的柔性，十分适合作为薄膜封装的一部分，而且碳纳米管可以通过PECVD来制备，不需要额外增加薄膜封装的设备。可选地，多孔金属氧化物选自多孔氧化铝、多孔氧化钙、多孔氧化硅和多孔氧化镁中的至少一种。可以理解，材质不限于此，可根据需要选择其他多孔材料例如聚氨酯泡沫，但聚氨酯泡沫等有机材料需使用溶剂来沉积和形成孔隙，而溶剂氛围会对OLED产生一定影响。
可选地，气体疏散层140的厚度为100nm～200nm，气体疏散层140的孔隙率为40％～60％。
在一个具体示例中，封装层150包括层叠的第一无机阻隔层151、有机平坦化层152和第二无机阻隔层153，第一无机阻隔层151与多孔介质层140相邻设置，有机平坦化层152设于第一无机阻隔层151远离多孔介质层140的一侧，第二无机阻隔层153设于有机平坦化层152远离第一无机阻隔层151的一侧。可以理解，封装层150的结构不限于此，可以由若干无机材料层和有机材料层重复交叠组成。
可选地，第一无机阻隔层151和第二无机阻隔层153的材质为含硅化合物，具体包含但不限于氮化硅、氧化硅和氮氧化硅等。氮化硅可利用硅烷与氨气反应得到，氧化硅可通过硅烷和一氧化二氮反应得到。可以理解，第一无机阻隔层151和第二无机阻隔层153的材质可以相同，也可以不同。在一个具体示例中，第一无机阻隔层151和第二无机阻隔层153的的厚度均为0.8～1.5微米。第一无机阻隔层151和第二无机阻隔层153具有均匀、致密、水氧阻隔能力强等特点，能够有效防止发光器件受水氧渗入的影响而劣化。
可选地，有机平坦化层152的材质包含但不限于聚甲基丙烯酸甲酯(亚克力)、环氧树脂等。在一个具体示例中，有机平坦化层152的厚度为4～10微米。有机平坦化层152主要起到了平坦化的作用，为后续成膜提供一个平整的表面，并且也能覆盖无机阻隔层表面的缺陷、消除残余应力，延长水氧的渗入通道，从而进一步增强封装层的水氧阻隔能力。
本发明一实施例的上述发光器件100的制备方法，包括以下步骤S1～S4：
S1、在基板110上形成像素限定层120，且使像素限定层120形成像素坑。
S2、在像素坑内形成发光单元130。
S3、在像素限定层120未设有像素坑的区域上形成气体疏散层140。
S4、在像素限定层120上形成封装层150以覆盖气体疏散层140和发光单元130。
在一个具体示例中，通过气相沉积法或磁控溅射法在像素限定层120上形成气体疏散层140。优选地，气体疏散层140的材质为碳纳米管时，通过气相沉积法例如等离子增强型化学气相沉积(PECVD)，在像素限定层120上形成气体疏散层140。具体地，使用PECVD在像素限定层120上沉积一层100～200nm的碳纳米管作为气体疏散层140，碳纳米管可由乙炔和氨气反应得到，沉积过程中保持基板110处于110～130℃，密闭腔室内的压力为1～1.5Torr。优选地，气体疏散层140的材质为多孔金属氧化物时，通过磁控溅射法在像素限定层120上形成气体疏散层140。可以理解，沉积方法不限于此，可根据材料类型进行调整。
可选地，在形成封装层150时，首先通过气相沉积法形成第一无机阻隔层151，然后通过喷墨打印、旋涂或刮涂在第一无机阻隔层151上沉积得到有机平坦化层152，然后通过气相沉积法在有机平坦化层152上形成第二无机阻隔层153。具体地，先使用PECVD沉积一层厚度为0.8～1.5微米的含硅化合物，沉积过程中保持基板110处于70～110℃，密闭腔室内的压力为0.5～3Torr。然后通过喷墨打印、旋涂或刮涂沉积一层有机材料单体，经过流平(静置180～300s)和紫外固化(单体聚合反应)，得到4～10微米的有机聚合物薄膜，作为有机平坦化层152。然后再使用PECVD沉积一层0.8～1.5微米的含硅化合物，沉积过程中保持基板110处于70～110℃，密闭腔室内的压力为0.5～3Torr。
如图1所示，本发明一实施例的薄膜封装结构，包括封装层150和气体疏散层140，气体疏散层140用于设置在待封装器件的像素限定层120上且位于像素限定层120未设有像素坑的区域，封装层150用于设置在像素限定层120上且覆盖气体疏散层140和待封装器件的发光单元130。
如图1所示，本发明一实施例的显示面板(图未示)，包括上述发光器件100。其通过在像素限定层120上设置气体疏散层140，且使气体疏散层140位于像素限定层120未设有像素坑的区域，一方面能够将透过封装层150的水汽吸收分散到气体疏散层140的区域中，缓解水汽对内部结构的影响，避免水汽影响发光器件100的正常工作，延长了显示面板的使用寿命。另一方面，气体疏散层140也不会影响发光器件100的出光效果，避免了显示面板的发光效率的降低，此外对封装层150的封装效果也不会产生影响。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种发光器件，其特征在于，包括基板、像素限定层、发光单元、气体疏散层和封装层，所述像素限定层设于所述基板上，且所述像素限定层设有像素坑，所述发光单元设于所述像素坑内，所述气体疏散层设于所述像素限定层上且位于所述像素限定层未设有所述像素坑的区域，所述封装层设于所述像素限定层上且覆盖所述气体疏散层和所述发光单元。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，还包括第一电极，所述第一电极设于所述像素限定层和所述封装层之间且覆盖所述发光单元，所述气体疏散层位于所述第一电极和所述封装层之间，或者，所述气体疏散层位于所述像素限定层与所述第一电极之间。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述气体疏散层为多孔介质层。
4.根据权利要求3所述的发光器件，其特征在于，所述多孔介质层的材质为多孔金属氧化物或碳纳米管。
5.根据权利要求1～4任一项所述的发光器件，其特征在于，所述气体疏散层的厚度为100nm～200nm，所述气体疏散层的孔隙率为40％～60％。
6.一种发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基板上形成像素限定层，且使所述像素限定层形成像素坑；
在所述像素坑内形成发光单元；
在所述像素限定层未设有所述像素坑的区域上形成气体疏散层；
在所述像素限定层上形成封装层以覆盖所述气体疏散层和所述发光单元。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述气体疏散层的材质为碳纳米管或多孔金属氧化物。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，通过气相沉积法或磁控溅射法在所述像素限定层上形成所述气体疏散层。
9.一种薄膜封装结构，其特征在于，包括封装层和气体疏散层，所述气体疏散层用于设置在待封装器件的像素限定层上且位于所述像素限定层未设有像素坑的区域，所述封装层用于设置在所述像素限定层上且覆盖所述气体疏散层和待封装器件的发光单元。
10.根据权利要求9所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述气体疏散层为多孔介质层，所述气体疏散层的厚度为100nm～200nm，所述气体疏散层的孔隙率为40％～60％。
11.根据权利要求10所述的薄膜封装结构，其特征在于，所述多孔介质层的材质为多孔金属氧化物或碳纳米管。
12.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1～5任一项所述的发光器件、权利要求6～8任一项所述的制备方法制备得到的发光器件或权利要求9～11任一项所述的薄膜封装结构。
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