CN112331620A - 一种柔性薄膜封装结构及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及TFT薄膜封装技术领域，特别涉及一种柔性薄膜封装结构及其制备方法，包括第一有机薄膜层，第一有机薄膜层的一侧面上依次层叠设有第一致密层和第一缓冲层，与第一有机薄膜层的一侧面相对的另一侧面上依次层叠设有第二缓冲层、第二致密层和第二有机薄膜层，第一缓冲层的应力值与第一致密层的应力值互为相反数，第二致密层的应力值与第二缓冲层的应力值互为相反数，这样使得缓冲层和致密层的薄膜应力正负刚好相反，叠加在一起可以消除应力，通过降低封装薄膜的应力既可以提高柔性基板柔韧性，又可以得到阻隔水汽强和封装效果好的薄膜。

Description

一种柔性薄膜封装结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及TFT薄膜封装技术领域，特别涉及一种柔性薄膜封装结构及其制备方法。
背景技术
TFT薄膜封装中，柔性基板具有机械柔韧性，抗弯应力折能力强的特点，其对基板应力要求较高，往往柔性衬底与薄膜封装材质和结构差异大，导致应力集中，出现脱膜，破膜，使薄膜阻隔水汽能力下降，器件的寿命也随之下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种柔性薄膜封装结构及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案为：
一种柔性薄膜封装结构，包括第一有机薄膜层，所述第一有机薄膜层的一侧面上依次层叠设有第一致密层和第一缓冲层，与所述第一有机薄膜层的一侧面相对的另一侧面上依次层叠设有第二缓冲层、第二致密层和第二有机薄膜层，所述第一缓冲层的应力值与第一致密层的应力值互为相反数，所述第二致密层的应力值与第二缓冲层的应力值互为相反数。
本发明采用的第二种技术方案为：
一种柔性薄膜封装结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、沉积一第一缓冲层，在所述第一缓冲层表面沉积有第一致密层；
步骤S2、沉积第一有机薄膜层，且覆盖于所述第一致密层表面；
步骤S3、沉积第二缓冲层，且覆盖于所述第一有机薄膜层表面；
步骤S4、沉积第二致密层，且覆盖于所述第二缓冲层表面；
步骤S5、沉积第二有机薄膜层，且覆盖于所述第二致密层表面。
本发明的有益效果在于：
通过在第一有机薄膜层的一侧面上依次层叠设置第一致密层和第一缓冲层，在第一有机薄膜层的一侧面相对的另一侧面上依次层叠设置第二缓冲层、第二致密层和第二有机薄膜层，第一缓冲层的应力值与第一致密层的应力值互为相反数，第二致密层的应力值与第二缓冲层的应力值互为相反数，这样使得缓冲层和致密层的薄膜应力正负刚好相反，叠加在一起可以消除应力，通过降低封装薄膜的应力既可以提高柔性基板柔韧性，又可以得到阻隔水汽强和封装效果好的薄膜。
附图说明
图1为根据本发明的一种柔性薄膜封装结构的结构示意图；
图2为根据本发明的一种柔性薄膜封装结构的中心应力分布图；
图3为根据本发明的一种柔性薄膜封装结构的中心应力的拟合线图；
图4为根据本发明的一种柔性薄膜封装结构的制备方法的步骤流程图；
标号说明：
1、第一有机薄膜层；2、第一致密层；3、第一缓冲层；4、第二缓冲层；5、第二致密层；6、第二有机薄膜层。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，本发明提供的一种技术方案：
一种柔性薄膜封装结构，包括第一有机薄膜层，所述第一有机薄膜层的一侧面上依次层叠设有第一致密层和第一缓冲层，与所述第一有机薄膜层的一侧面相对的另一侧面上依次层叠设有第二缓冲层、第二致密层和第二有机薄膜层，所述第一缓冲层的应力值与第一致密层的应力值互为相反数，所述第二致密层的应力值与第二缓冲层的应力值互为相反数。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：
通过在第一有机薄膜层的一侧面上依次层叠设置第一致密层和第一缓冲层，在第一有机薄膜层的一侧面相对的另一侧面上依次层叠设置第二缓冲层、第二致密层和第二有机薄膜层，第一缓冲层的应力值与第一致密层的应力值互为相反数，第二致密层的应力值与第二缓冲层的应力值互为相反数，这样使得缓冲层和致密层的薄膜应力正负刚好相反，叠加在一起可以消除应力，通过降低封装薄膜的应力既可以提高柔性基板柔韧性，又可以得到阻隔水汽强和封装效果好的薄膜。
进一步的，所述第一缓冲层、第二缓冲层、第一致密层和第二致密层的材质均为氮硅化合物。
由上述描述可知，通过将第一缓冲层、第二缓冲层、第一致密层和第二致密层的材质均采用氮硅化合物，能够进一步提高柔性基板柔韧性。
进一步的，所述第一缓冲层的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第一致密层的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
进一步的，所述第二缓冲层的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第二致密层的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
请参照图4，本发明提供的另一种技术方案：
一种柔性薄膜封装结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、沉积一第一缓冲层，在所述第一缓冲层表面沉积有第一致密层；
步骤S2、沉积第一有机薄膜层，且覆盖于所述第一致密层表面；
步骤S3、沉积第二缓冲层，且覆盖于所述第一有机薄膜层表面；
步骤S4、沉积第二致密层，且覆盖于所述第二缓冲层表面；
步骤S5、沉积第二有机薄膜层，且覆盖于所述第二致密层表面。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：
通过在第一有机薄膜层的一侧面上依次层叠设置第一致密层和第一缓冲层，在第一有机薄膜层的一侧面相对的另一侧面上依次层叠设置第二缓冲层、第二致密层和第二有机薄膜层，第一缓冲层的应力值与第一致密层的应力值互为相反数，第二致密层的应力值与第二缓冲层的应力值互为相反数，这样使得缓冲层和致密层的薄膜应力正负刚好相反，叠加在一起可以消除应力，通过降低封装薄膜的应力既可以提高柔性基板柔韧性，又可以得到阻隔水汽强和封装效果好的薄膜。
进一步的，所述第一缓冲层、第二缓冲层、第一致密层和第二致密层的材质均为氮硅化合物。
由上述描述可知，通过将第一缓冲层、第二缓冲层、第一致密层和第二致密层的材质均采用氮硅化合物，能够进一步提高柔性基板柔韧性。
进一步的，所述第一缓冲层的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第一致密层的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
进一步的，所述第二缓冲层的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第二致密层的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
请参照图1至图3，本发明的实施例一为：
请参照图1一种柔性薄膜封装结构，包括第一有机薄膜层1，所述第一有机薄膜层1的一侧面上依次层叠设有第一致密层2和第一缓冲层3，与所述第一有机薄膜层1的一侧面相对的另一侧面上依次层叠设有第二缓冲层4、第二致密层5和第二有机薄膜层6，所述第一缓冲层3的应力值与第一致密层2的应力值互为相反数，所述第二致密层5的应力值与第二缓冲层4的应力值互为相反数。
所述第一缓冲层3、第二缓冲层4、第一致密层2和第二致密层5的材质均为氮硅化合物。
所述第一缓冲层3的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第一致密层2的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
所述第二缓冲层4的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第二致密层5的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
对于本方案设计的柔性薄膜封装结构在沉积第一缓冲层3(或第二缓冲层4)时，可通过离子注入的方式把此层的应力调节为拉应力或者压应力，离子注入的离子可以为Ar离子，或者He离子，此层薄膜阻隔水汽能力弱，只作为应力补偿层；
处理应力补偿层的方式也可使用Plasma的方式，使用离子轰击，达到薄膜残余应力为理想的拉应力或者压应力；
沉积第一致密层2(或第二致密层5)时，采用优化的工艺参数，沉积致密的薄膜，以达到阻隔水氧的最好效果；
当第一致密层2(或第二致密层5)的应力表现为压应力时，通过Plasma或者离子注入方式把第一缓冲层3(或第二缓冲层4)的残余应力处理成拉应力，如此处理使两层薄膜的应力相互抵消；
当第一致密层2(或第二致密层5)的应力表现为拉应力时，通过Plasma或者离子注入方式把第一缓冲层3(或第二缓冲层4)的残余应力处理成压应力，如此处理使两层薄膜的应力相互抵消。
Plasma工艺采用PECVD机台处理，PECVD的plasma强度可调节因素有温度(Tep)、Power和Pressure，通过调节温度、Power和Pressure得到理想的应力分布如表1所示：
影响因素 Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9
Power 1000 1000 1000 1200 1200 1200 1400 1400 1400
Pressure 0.08 0.12 0.16 0.08 0.12 0.16 0.08 0.12 0.16
Tep 120 140 160 120 140 160 120 140 160
中心应力 13.9 218 -76.8 -142 -128.9 224.5 510.4 52.5 107.1
表1
请参照图2，随着温度、power和Pressure的变化，中心应力也随之变化，所以通过设计具体工艺参数可以得到理想的应力补偿层，进而消除残余应力的影响；
根据拟合Power和中心应力的关系，中心应力随着power的升高，逐渐升高，定性在1200W-1400W时，可控制应力为压应力如图3，同理也可以拟合温度和Pressure与中心应力的关系，得到理想的应力补偿层。
请参照图4，本发明的实施例二为：
一种柔性薄膜封装结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、沉积一第一缓冲层3，在所述第一缓冲层3表面沉积有第一致密层2；
步骤S2、沉积第一有机薄膜层1，且覆盖于所述第一致密层2表面；
步骤S3、沉积第二缓冲层4，且覆盖于所述第一有机薄膜层1表面；
步骤S4、沉积第二致密层5，且覆盖于所述第二缓冲层4表面；
步骤S5、沉积第二有机薄膜层6，且覆盖于所述第二致密层5表面。
所述第一缓冲层3、第二缓冲层4、第一致密层2和第二致密层5的材质均为氮硅化合物。
所述第一缓冲层3的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第一致密层2的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
所述第二缓冲层4的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第二致密层5的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
上述的柔性薄膜封装结构的制备方法的具体实施例为：
先沉积一层第一缓冲层3，通过离子注入的方式把此层的应力调节为拉应力或者压应力，离子注入的离子可以为Ar离子，或者He离子，此层薄膜阻隔水汽能力弱，只作为应力补偿层；
处理应力补偿层的方式也可使用Plasma的方式，使用离子轰击，达到薄膜残余应力为理想的拉应力或者压应力；
沉积第一致密层2时，采用优化的工艺参数，沉积致密的薄膜，以达到阻隔水氧的最好效果；
当第一致密层2的应力表现为压应力时，通过Plasma或者离子注入方式把第一缓冲层3的残余应力处理成拉应力，如此处理使两层薄膜的应力相互抵消；
当第一致密层2的应力表现为拉应力时，通过Plasma或者离子注入方式把第一缓冲层3的残余应力处理成压应力，如此处理使两层薄膜的应力相互抵消；
同样，第二缓冲层4的制备方法同第一缓冲层3的制备方法一样，第一致密层2的制备方法同第二致密层5的制备方法一样。
综上所述，本发明提供的一种柔性薄膜封装结构及其制备方法，通过在第一有机薄膜层的一侧面上依次层叠设置第一致密层和第一缓冲层，在第一有机薄膜层的一侧面相对的另一侧面上依次层叠设置第二缓冲层、第二致密层和第二有机薄膜层，第一缓冲层的应力值与第一致密层的应力值互为相反数，第二致密层的应力值与第二缓冲层的应力值互为相反数，这样使得缓冲层和致密层的薄膜应力正负刚好相反，叠加在一起可以消除应力，通过降低封装薄膜的应力既可以提高柔性基板柔韧性，又可以得到阻隔水汽强和封装效果好的薄膜。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种柔性薄膜封装结构，其特征在于，包括第一有机薄膜层，所述第一有机薄膜层的一侧面上依次层叠设有第一致密层和第一缓冲层，与所述第一有机薄膜层的一侧面相对的另一侧面上依次层叠设有第二缓冲层、第二致密层和第二有机薄膜层，所述第一缓冲层的应力值与第一致密层的应力值互为相反数，所述第二致密层的应力值与第二缓冲层的应力值互为相反数。
2.根据权利要求1所述的柔性薄膜封装结构，其特征在于，所述第一缓冲层、第二缓冲层、第一致密层和第二致密层的材质均为氮硅化合物。
3.根据权利要求1所述的柔性薄膜封装结构，其特征在于，所述第一缓冲层的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第一致密层的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
4.根据权利要求1所述的柔性薄膜封装结构，其特征在于，所述第二缓冲层的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第二致密层的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
5.一种权利要求1所述的柔性薄膜封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、沉积一第一缓冲层，在所述第一缓冲层表面沉积有第一致密层；
步骤S2、沉积第一有机薄膜层，且覆盖于所述第一致密层表面；
步骤S3、沉积第二缓冲层，且覆盖于所述第一有机薄膜层表面；
步骤S4、沉积第二致密层，且覆盖于所述第二缓冲层表面；
步骤S5、沉积第二有机薄膜层，且覆盖于所述第二致密层表面。
6.根据权利要求5所述的柔性薄膜封装结构的制备方法，其特征在于，所述第一缓冲层、第二缓冲层、第一致密层和第二致密层的材质均为氮硅化合物。
7.根据权利要求5所述的柔性薄膜封装结构的制备方法，其特征在于，所述第一缓冲层的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第一致密层的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
8.根据权利要求1所述的柔性薄膜封装结构的制备方法，其特征在于，所述第二缓冲层的厚度范围为0.2μm-0.4μm，所述第二致密层的厚度范围为0.3μm-0.6μm。
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