CN112331797B - 显示器件及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示器件及其封装方法，通过多个彼此相互独立的第一封装层分别封装一个或多个子像素，形成相互独立的像素封装结构，使得显示器件在受弯折时第一封装层不易受到外界应力的影响，减少显示屏整体应力，提高了显示器件的抗弯折能力和寿命。并且，由于子像素各自独立封装，当某些子像素的封装失效时，其他子像素的封装不受其影响，不会因水汽的进一步侵蚀而使封装失效产生的黑点等不良范围扩大，在一定程度上可以提高显示器件的可靠性和生产的良率。

Description

显示器件及其封装方法

技术领域

本发明涉及电子封装技术领域，特别是涉及一种显示器件及其封装方法。

背景技术

随着OLED的生产技术日益成熟，OLED的制作成本逐渐降低，成为一种可以与液晶显示竞争的技术。并且，OLED的优势逐渐凸显，其中可以实现柔性显示是其最大的特点。

柔性显示技术是将原本的两层玻璃基板，换成一层柔性基板和一层薄膜封装层，以实现可弯曲折叠的性能。由于柔性显示器在实际应用时会经常被弯折，因此要求弯折时薄膜封装层的应力越小越好。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够降低弯折时产生的应力的显示器件及其封装方法。

一种包括基板、像素结构以及封装结构；所述像素结构设置在所述基板上，所述像素结构包括多个子像素，所述封装结构包括多个第一封装层，多个所述第一封装层分别封装一个或多个所述子像素，相邻的所述第一封装层之间相互独立。

在其中一个示例中，各所述第一封装层整体覆盖于所述基板以及相应的所述子像素的顶电极上。

在其中一个示例中，所述基板包括衬底、TFT驱动阵列以及钝化层，所述TFT驱动阵列设置在所述衬底上，所述钝化层覆盖在所述TFT驱动阵列上，所述子像素设置在所述钝化层上，所述第一封装层整体覆盖在所述钝化层以及相应的所述子像素的顶电极上，所述钝化层和所述第一封装层配合以将相应的所述子像素包裹在其中。

在其中一个示例中，随靠近所述基板，相邻的所述第一封装层之间的距离逐渐减小。

在其中一个示例中，所述封装结构还包括设置在所述基板上且位于相邻的所述第一封装层之间的疏水层。

在其中一个示例中，所述封装结构还包括第二封装层，所述第一封装层为硬质封装层，所述第二封装层为软质封装层；

所述第二封装层有多个，多个所述第二封装层分别覆盖一个或多个所述第一封装层；或者

所述第二封装层整体覆盖在各所述第一封装层上。

在其中一个示例中，所述封装结构还包括第三封装层，所述第三封装层覆盖在所述第二封装层上，所述第三封装层为硬质封装层。

在其中一个示例中，所述第一封装层和所述第三封装层的材料独立地选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝和二氧化钛中的至少一种，所述第二封装层的材料选自氮氧化硅、碳氧化硅、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚酰亚胺中的至少一种。

在其中一个示例中，所述第一封装层的厚度为2nm～500nm，所述第二封装层的厚度为0.5μm～20μm，所述第三封装层的厚度为200nm～5000nm。

一种显示器件的封装方法，所述显示器件包括基板以及设置在所述基板上的像素结构，所述像素结构包括多个子像素，所述封装方法包括以下步骤：

在所述像素结构上制作多个所述第一封装层，使多个所述第一封装层分别封装一个或多个所述子像素，且相邻的所述第一封装层之间相互独立。

在其中一个示例中，所述封装方法还包括在所述第一封装层上制作第二封装层的步骤，所述第一封装层为硬质封装层，所述第二封装层为软质封装层；

所述第二封装层有多个，多个所述第二封装层分别覆盖一个或多个所述第一封装层；或者

所述第二封装层整体覆盖在各所述第一封装层上。

在其中一个示例中，所述封装方法还包括在所述第二封装层上制作第三封装层的步骤，所述第三封装层为硬质封装层。

与现有方案相比，上述显示器件及其封装方法具有以下有益效果：

上述显示器件及其封装方法，通过多个彼此相互独立的第一封装层分别封装一个或多个子像素，形成相互独立的像素封装结构，使得显示器件在受弯折时第一封装层不易受到外界应力的影响，减少显示屏整体应力，提高了显示器件的抗弯折能力和寿命。并且，由于子像素各自独立封装，当某些子像素的封装失效时，其他子像素的封装不受其影响，不会因水汽的进一步侵蚀而使封装失效产生的黑点等不良范围扩大，在一定程度上可以提高显示器件的可靠性和生产的良率。

附图说明

图1为一实施例的显示器件的结构示意图；

图2为另一实施例的显示器件的结构示意图；

图3为图1所示显示器件未封装状态时的结构的制作流程示意图；

图4为图1所示发光器件的另一视角的结构示意图；

图5为在图3中g所示结构上制作疏水层的示意图；

图6为在图5所示结构上制作第一封装层的示意图；

图7为在图6所示结构上制作第二封装层的示意图；

图8为一实施例的显示器件在受弯折时的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中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。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

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1～2所示，本发明一实施例的显示器件100，包括基板、像素结构以及封装结构110。像素结构设置在基板上，像素结构包括多个子像素140。封装结构110包括多个第一封装层111，多个第一封装层111分别封装一个或多个子像素140，相邻的第一封装层111相互独立。例如多个第一封装层111分别封装两个、三个子像素。图1和图2所示的示例中，各第一封装层111封装一个子像素。

第一封装层111为膜质较硬、弯折时膜层应力较大的膜层。由于OLED器件对水汽极其敏感，容易受水汽影响而失效，因此第一封装层111需要有较强的水氧阻挡能力(一般要求达到10^-6g/cm²·day)。第一封装层111可由无机材料组成，如可以是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝和二氧化钛中的一种或多种，具有较理想的阻挡水氧的能力，并且还具有较高的可见光透过率。在其中一个示例中，第一封装层111为氮氧化硅膜层，主要起到隔绝水氧的作用。

在其中一个示例中，随靠近基板，相邻的第一封装层111之间的距离逐渐减小。如此，可增加第一封装层111受到外力使其弯曲时的形变的空间，进一步提高显示屏的抗弯折性能。

在其中一个示例中，第一封装层111的厚度为2nm～500nm。进一步地，在其中一个示例中，第一封装层111的厚度为20nm～200nm。

在图1所示的具体示例中，封装结构110还包括设置在相邻的第一封装层111之间的疏水层114。

在制作第一封装层111时，先在基板上且位于相邻的子像素140之间制作疏水层114，再通过原子层沉积工艺(ALD)整面沉积第一封装层111。由于疏水层114的存在，使得ALD生长的封装膜层只可能在没有疏水层114的区域沉积，从而形成多个相互独立的第一封装层111。

疏水层114的材料可以是ODTS(十八烷基三氯硅烷)、ODT(十八烷基硫醇)、ODPA(十八烷基磷酸)、DTS(二十二烷基三氯硅烷)、ODS(十八烷基三甲氧基硅烷)、十二烷基醇、十八烯、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)等。

在其中一个示例中，疏水层114的的材料是ODTS，其主链为烷烃碳链连接而成，头部是为-SiCl₃官能团，容易化学吸附在SiO₂薄膜上，-CH₃作为尾部官能团，具有较强疏水性，可以有效防止ALD薄膜的生长，使得相邻的第一封装层111之间具有间隔，相互独立。

在其中一个示例中，封装结构110还包括第二封装层112，第二封装层112覆盖于第一封装层111之上。

第二封装层112为膜质较软、弯折时膜层应力几乎为零的膜层。第二封装层112可选用有机聚合物材料，其材料可以是但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对二甲苯(parylene)、聚丙烯(Polypropylene)、聚苯乙烯(Polystyrene)、聚酰亚胺(Polyimide)中的一种或多种。第二封装层112的主要作用是缓冲相邻膜层的应力，使显示器具有更好的可靠性和抗弯折性，具有较高的可见光透过率。第二封装层112本身的水氧阻挡能力较差，但本实施例的薄膜封装结构110中，第二封装层112还可以包覆封装过程中可能掉落的灰尘杂质，被包裹的灰尘杂质棱角更加圆润，从而使得封装层对颗粒的容忍性高一些，不易形成水氧透过的通道，具有一定的水氧阻挡性能。

可选地，第二封装层112可以有多个，多个第二封装层112分别覆盖一个或多个第一封装层111。第二封装层112也可以仅有一个，第二封装层112整体覆盖于各第一封装层111上。

在图1所示的具体示例中，每个第一封装层111上均覆盖一第二封装层112，第一封装层111与第二封装层112一一对应。

在图2所示的具体示例中，第二封装层112仅有一个，第二封装层112整体覆盖于各第一封装层111上。即第二封装层112为整屏性封装，利用其材料的流动性形成一层能够填充像素之间的空隙和较平坦表面的膜层。

在其中一个示例中，第二封装层112的厚度为0.5μm～20μm。进一步地，在其中一个示例中，第二封装层112的厚度为1μm～20μm。

如图1～2所示，在其中一个示例中，封装结构110还包括第三封装层113，第三封装层113覆盖在第二封装层112上。

第三封装层113可由无机材料组成，如可以是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝和二氧化钛中的一种或多种。

在图1所示的具体示例中，第三封装层113有多个，每个第二封装层112上均覆盖一第三封装层113，第三封装层113与第二封装层112一一对应。

在图2所示的具体示例中，第三封装层113仅有一个，第三封装层113整体覆盖于各第二封装层112上。即第三封装层113为整屏性封装。

在其中一个示例中，第三封装层113的厚度为200nm～5000nm。进一步地，在其中一个示例中，第三封装层113的厚度为200nm～500nm。

通过设置这样的结构，可以结合第一封装层111所带来的抗弯折性能以及由第二封装层112和第三封装层113形成的水氧阻隔能力，第二封装层112可以设置得更厚，使水氧侵入的路径更长，进而使水氧更难入侵到显示器件100中。并且，在图2所示的具体示例中，第二封装层112所形成的平坦表面有利于第三封装层113阻隔水氧性能的提高。此外，即使水汽入侵至第二封装层112，这些水汽最终也只能入侵至少数第一封装层111中有缺陷的像素，而不会随着时间的推移，同一个区域的像素失效扩大，从而能够有效地提高显示器件100的整屏的良率。

在其中一个示例中，各第一封装层111整体覆盖于基板以及子像素140的顶电极144上。进一步地，在其中一个示例中，基板上形成有覆盖TFT驱动阵列130的钝化层150，各第一封装层111整体覆盖于基板的钝化层150以及子像素140的顶电极144上。钝化层150和第一封装层111配合以将相应的子像素140包裹在其中。

更具体地，在其中一个示例中，基板包括衬底120、设置在衬底120上的TFT驱动阵列130、覆盖在TFT驱动阵列130上的钝化层150、以及设置在钝化层150上的平坦层160。像素结构包括多个子像素140(图1和图2示出了其中的2个子像素140)，平坦层160上设置像素定义层141，像素定义层141设有多个像素坑，各像素坑中设置有像素电极142、设置在像素电极142上的发光功能层143、设置在发光功能层143上的顶电极144，即形成多个子像素140。

其中，衬底120用于承载阵列基板的其他层，并且还可以用于承载OLED、QLED或液晶元器件等。衬底120可以是刚性衬底或者柔性衬底，刚性衬底可以是陶瓷材质、各类玻璃材质等，柔性衬底可以是PI(聚酰亚胺)与其衍生物、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)以及二亚苯基醚树脂等。

TFT驱动阵列130设置在衬底120上，其中包括有源沟道层、栅极绝缘层、栅极层、中间介电层、源电极以及漏电极。请结合图3，图3示出了图1所示示例的显示器件未封装状态时的结构的制作流程。

如图3中a所示，在衬底120上制作部分TFT驱动阵列130，包括有源沟道层、栅极绝缘层、栅极层、中间介电层等，并在中间介电层上形成源电极过孔和漏电极过孔。TFT驱动阵列130可利用磁控溅射、蒸镀、化学气相沉积、原子层沉积、分子层沉积、喷墨印刷等常用的镀膜手段以及光刻、干法刻蚀、湿法刻蚀、脱膜等图形化手段制作而成。

如图3中b所示，在上述部分TFT驱动阵列130的源电极过孔上制作源电极131，在漏电极过孔上制作漏电极132，并在TFT驱动阵列130上制作电极导线133。其中，源电极131和漏电极132通常承担数据电压的输入和显示屏的外围电流通路等作用。源电极131、漏电极132和电极导线133的制作可利用磁控溅射、化学气相沉积、原子层沉积、喷墨印刷等常用的镀膜手段在基板上形成导电薄膜，该导电薄膜的材料可以使钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)叠层或钛/铝/钛(Ti/Al/Ti)叠层，其中Al可以保证导电能力，Mo和Ti则可以起到防止Al的扩散和Al表面起包等不良。如果镀膜后所获得薄膜为整面性薄膜，则需要利用传统的光刻、刻蚀工艺来形成图案化的源电极131、漏电极132和电极导线133。若镀膜后所获得的薄膜为图形化薄膜，例如喷墨印刷，则无需再使用光刻工艺来完成图形化。源电极131、漏电极132分别通过中间介电层中的孔洞分别与所述有源沟道层的左右两部分连接。电极导线133从外围引入、贯穿整个显示区域，并且电极导线133将在后续制作步骤中与子像素140的顶电极144连接。

如图3中c所示，在上述TFT驱动阵列130上制作钝化层150，并在钝化层150上形成贯穿至源电极131、漏电极132的过孔和贯穿至电极导线133的过孔。钝化层150覆盖在TFT驱动阵列130上，一方面起到保护其下的电极材料不受外界污染的作用，另一方面，还能与封装膜层组成一个包裹着显示器件100的水氧阻隔层，能够防止其内部的显示器件100受到水汽的侵害而失效、无法正常工作。钝化层150为绝缘材料，如可以是氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化铪、氮化硅、氮化铝、氮氧化硅、氧化硅、碳化硅等等及其叠层。若第一封装膜层为氧化铝薄膜，则钝化层150可以使用氧化铝或氧化硅，因为氧化铝与氧化铝能够很好地粘合在一起，而氧化铝和氧化硅则会因为容易形成较强的Al-Si-O键而得到较好的附和力，使得显示屏被弯折而材料收到应力时不容易剥离产生缺陷。

钝化层150的制作可利用磁控溅射、化学气相沉积、原子层沉积、喷墨印刷等常用的镀膜手段在基板上形成氧化铝薄膜，厚度为100～500nm，并通过利用光刻、喷墨印刷等图形化方法形成连接孔洞。

如图3中d所示，在钝化层150上制作平坦层160，并在平坦层160上形成贯穿至源电极131、漏电极132的过孔。平坦层160主要起到平坦化作用，同时，其材料特性使得能够更好地在凹凸不平的表面铺展开来，形成一个比较平坦的膜面，使得其上的材料能够在一个比较平坦的表面成膜，保证其上材料的稳定性，降低短路开路的风险。平坦层160设置于钝化层150上并露出钝化层150上的电极导线133的过孔。平坦层160的材料可以是聚酰亚胺(PI)等有机光阻材料，可以是通过涂布、曝光、显影形成图案化的膜层。

平坦层160可通过旋转涂胶、狭缝涂胶等方法制作，厚度为1.5～2.5μm。平坦化层可以使用光刻胶材料，也可以是在有机绝缘材料中掺入感光基团后，将这种有机绝缘液体调试成一种经过曝光后就能得到一些性质上改变(例如交联，解交联等)的液体，再经过曝光显影后形成图形化的聚合物薄膜，例如聚酰亚胺(PI)薄膜。

如图3中e所示，在平坦层160上制作像素电极142，并同时在电极导线133的过孔内制作导电层170，使所述导电层170与电极导线133电连接。像素电极142通过源电极过孔以及漏电极过孔与TFT驱动阵列130电性连接。像素电极142为导电电极，材料可以是ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)等金属氧化物导电材料、PEDOT(3,4-乙烯二氧噻吩单体)等有机导电材料、铝、钼、钛、铜、银、金等等导电金属及其合金、组合叠层等。在其中一个示例中，像素电极142为ITO/Ag/ITO叠层。

如图3中f所示，在平坦层160上制作具有开口的像素定义层141，并在开口中沉积发光功能层143。像素定义层141为图案化后形成一些可供填充区域的绝缘膜层，作用是通过将如OLED材料填充到该区域形成像素结构，同时可以起到保护材料、减少OLED器件短路/开路的风险。子像素140是通过像素定义层141围成的单独发光的最小单元。

发光功能层143包括发光材料层，还可以包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层以及电子注入层中的一层或多层。

如图3中g所示，在发光功能层143上制作顶电极144，并覆盖导电层170，使顶电极144通过导电层170与电极导线133电连接。顶电极144的材料可以是Al、Ag、Mg及它们的合金。顶电极144经图形化后会形成单像素或多像素之间互相分立的膜层，并能够被第一封装层111包裹、保护。结合图4所示，电极导线133为从外围引入、贯穿整个显示区域、连接低电位的导体，用于控制所述顶电极144。

上述显示器件100可应用于平板显示、电视显示、电子纸、逻辑与存储电路、柔性显示等领域，例如手机、电视机、平板电脑、显示器、VR/AR装置、电脑、车载显示器或其他任何具有显示功能的产品或部件等等。

进一步地，本发明还提供一种显示器件100的封装方法，显示器件100包括基板以及设置在基板上的像素结构，像素结构包括多个子像素140，该封装方法包括以下步骤：

在像素结构上制作多个第一封装层111，使多个第一封装层111分别封装一个或多个子像素140，且相邻的第一封装层111之间相互独立。

在其中一个示例中，该封装方法还包括在第一封装层111上制作第二封装层112的步骤。

在其中一个示例中，该封装方法还包括在第二封装层112上制作表面封装层的步骤。

以下具体示例的显示器件100的封装方法为例对本发明作进一步说明。

请结合图1、图5～图7，一具体示例的显示器件100的封装方法，包括以下步骤：

步骤S1，如图5所示，在基板上且在相邻的子像素140之间制作疏水层114。利用喷墨印刷或微接触印刷工艺，在两个子像素140之间的钝化层150上沉积厚度为1～3nm的疏水层114，疏水层114材料为ODTS(十八烷基三氯硅烷)。

步骤S2，如图6所示，采用ALD工艺生长第一封装层111，由于ODTS的存在，使得ALD生长的封装膜层只可能在没有ODTS的区域沉积，从而使得第一封装层111形成分立的、包裹着单个像素的封装包。

步骤S3，如图7所示，使用MLD(分子层沉积)在第一封装层111上形成第二封装层112，这时ODTS仍然起作用，从而形成多个相互独立的第二封装层112。另外，也可以使用喷墨印刷方式将有机封装材料精确地印刷到第一封装层111上。

步骤S4，使用ALD工艺生长第三封装层113，与第一封装层111、第二封装层112形成叠层封装结构110，形成如图1所示的显示器件100。

上述显示器件100及其封装方法，通过多个彼此相互独立的第一封装层111分别封装一个或多个子像素140，形成相互独立的像素封装结构，使得显示器件100在受弯折时第一封装层111不易受到外界应力的影响(如图8所示)，减少显示屏整体应力，提高了显示器件100的抗弯折能力和寿命。并且，由于子像素140各自独立封装，当某些子像素140的封装失效时，其他子像素140的封装不受其影响，不会因水汽的进一步侵蚀而使封装失效产生的黑点等不良范围扩大，在一定程度上可以提高显示器件100的可靠性和生产的良率。

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 (6)

1.一种显示器件的封装方法，所述显示器件包括基板以及设置在所述基板上的像素结构，所述像素结构包括多个子像素，其特征在于，所述基板包括衬底、TFT驱动阵列以及钝化层，所述TFT驱动阵列设置在所述衬底上，所述钝化层覆盖在所述TFT驱动阵列上，所述子像素设置在所述钝化层上；

所述封装方法包括以下步骤：

在相邻的所述子像素之间的所述钝化层上制作疏水层；

在所述像素结构上制作多个第一封装层，使多个所述第一封装层分别封装一个或多个所述子像素，且相邻的所述第一封装层之间相互独立，所述第一封装层为硬质封装层；制作多个所述第一封装层是通过原子层沉积工艺整面沉积封装材料，由于所述疏水层的存在，封装材料在没有所述疏水层的区域沉积，从而形成多个相互独立的第一封装层；所述钝化层的材料采用氧化硅，所述第一封装层的材料采用氧化铝，所述钝化层和所述第一封装层结合形成Al-Si-O键，以配合将相应的所述子像素包裹在其中；

采用分子层沉积工艺在所述第一封装层上形成多个第二封装层，所述第二封装层与所述第一封装层一一对应，所述第二封装层为软质封装层；

采用原子层沉积工艺在所述第二封装层上形成多个第三封装层，所述第三封装层与所述第二封装层一一对应，所述第三封装层为硬质封装层。

2.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述疏水层的材料为ODTS、ODT、ODPA、DTS、ODS、十二烷基醇、十八烯、PMMA或PVP。

3.如权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述疏水层的材料为ODTS。

4.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，随靠近所述基板，相邻的所述第一封装层之间的距离逐渐减小。

5.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述第三封装层的材料选自氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝和二氧化钛中的至少一种，所述第二封装层的材料选自氮氧化硅、碳氧化硅、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚酰亚胺中的至少一种。

6.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述第一封装层的厚度为2nm～500nm，所述第二封装层的厚度为0.5μm～20μm，所述第三封装层的厚度为200nm～5000nm。

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